WCDMA中的鉴权和密钥分配机制

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移动通信中的鉴权与加密

移动通信中的鉴权与加密在当今数字化的时代，移动通信已经成为我们生活中不可或缺的一部分。

我们通过手机与亲朋好友保持联系、获取信息、进行娱乐和工作。

然而，在这个便捷的背后，隐藏着一系列保障通信安全的技术，其中鉴权与加密就是至关重要的环节。

想象一下，您在手机上发送的每一条消息、每一次通话，都如同在一个无形的通道中穿梭。

如果这个通道没有任何保护措施，那么您的信息就有可能被他人窃取、篡改甚至滥用。

鉴权与加密就像是为这个通道设置的两道坚固的关卡，确保只有合法的用户能够进入通道，并且通道中的信息在传输过程中不被泄露和篡改。

那么，什么是鉴权呢？简单来说，鉴权就是验证用户身份的过程。

当您打开手机并尝试连接到移动网络时，网络会对您的身份进行验证，以确保您是合法的用户，有权使用网络提供的服务。

这就好比您进入一个需要门票的场所，工作人员会检查您的门票是否真实有效。

在移动通信中，鉴权通常是通过一系列的参数和算法来实现的。

例如，您的手机会向网络发送一个特定的标识码，网络会将这个标识码与存储在其数据库中的信息进行比对。

如果两者匹配，那么您就通过了鉴权，可以正常使用网络服务。

如果不匹配，那么您的连接请求就会被拒绝。

为了提高鉴权的安全性，移动通信系统还采用了多种加密技术。

加密的目的是将您的通信内容转换为一种难以理解的形式，只有拥有正确密钥的接收方才能将其解密还原为原始内容。

这就像是给您的信息穿上了一层“隐形衣”，即使被他人截获，也无法读懂其中的含义。

常见的加密算法有对称加密和非对称加密两种。

对称加密就像是一把相同的钥匙，发送方和接收方都使用这把钥匙来加密和解密信息。

这种方式的优点是加密和解密速度快，但缺点是密钥的分发和管理比较困难。

非对称加密则使用一对不同的密钥，即公钥和私钥。

公钥可以公开，用于加密信息；私钥则只有接收方拥有，用于解密信息。

这种方式解决了密钥分发的问题，但加密和解密的速度相对较慢。

在实际的移动通信中，通常会结合使用对称加密和非对称加密来达到更好的效果。

移动通信中的鉴权

GSM系统的鉴权为了保障GSM系统的安全保密性能，在系统设计中采用了很多安全、保密措施，其中最主要的有以下四类：防止未授权的非法用户接入的鉴权(认证)技术，防止空中接口非法用户窃听的加、解密技术，防止非法用户窃取用户身份码和位置信息的临时移动用户身份码TMSI更新技术，防止未经登记的非法用户接入和防止合法用户过期终端(手机)在网中继续使用的设备认证技术。

鉴权(认证)目的是防止未授权的非法用户接入GSM系统。

其基本原理是利用认证技术在移动网端访问寄存器VLR时，对入网用户的身份进行鉴别。

GSM系统中鉴权的原理图如下所示。

本方案的核心思想是在移动台与网络两侧各产生一个供鉴权(认证)用鉴别响应符号SRES1和SRES2，然后送至网络侧VLR中进行鉴权(认证)比较，通过鉴权的用户是合理用户可以入网，通不过鉴权的用户则是非法(未授权)用户，不能入网。

在移动台的用户识别卡SIM中，分别给出一对IMSI和个人用户密码Ki。

在SIM卡中利用个人密码Ki与从网络侧鉴权中心AUC和安全工作站SWS并经VLR传送至移动台SIM 卡中的一组随机数RAND通过A3算法产生输出的鉴权响应符号SRES2。

在网络侧，也分为鉴权响应符号SRES1的产生与鉴权比较两部分。

为了保证移动用户身份的隐私权，防止非法窃取用户身份码和相应的位置信息，可以采用不断更新临时移动用户身份码TMSI取代每个用户唯一的国际移动用户身份码IMSI。

TMSI的具体更新过程原理如下图所示，由移动台侧与网络侧双方配合进行。

这项技术的目的是防止非法用户接入移动网，同时也防止已老化的过期手机接入移动网。

在网络端采用一个专门用于用户设备识别的寄存器EIR，它实质上是一个专用数据库。

负责存储每个手机唯一的国际移动设备号码IMEI。

根据运营者的要求，MSC/VLR能够触发检查IMEI的操作。

IS-95系统的鉴权IS-95中的信息安全主要包含鉴权(认证)与加密两个方面的问题，而且主要是针对数据用户，以确保用户的数据完整性和保密性。

移动通信中的鉴权与加密

移动通信中的鉴权与加密移动通信中的鉴权与加密引言移动通信技术的快速发展和广泛应用，使得人们越来越依赖于方式和其他移动设备进行通信和互联网访问。

这也带来了一系列的安全挑战和隐私问题。

为了保障通信安全和用户隐私，移动通信中的鉴权与加密技术变得至关重要。

鉴权的意义和方式鉴权是指验证用户身份和确认其权限的过程。

在移动通信中，鉴权起到了保护通信安全的重要作用。

常见的鉴权方式包括密码验证、数字证书和双因素身份认证等。

密码验证是最常见的鉴权方式，通过用户输入正确的密码进行验证。

数字证书鉴权则使用公钥和私钥进行身份验证。

双因素身份认证结合了多种验证方式，进一步提高了鉴权的安全性。

加密保障通信安全加密是指将明文转换为密文的过程，通过加密可以保障通信的机密性和完整性。

在移动通信中，加密技术广泛应用于网络通信、数据传输和存储等环节，以防止数据泄漏和篡改。

常见的加密算法有对称加密算法和非对称加密算法。

对称加密算法使用相同的密钥进行加密和解密，速度较快，但密钥的传输和管理较为复杂。

非对称加密算法则使用公钥加密、私钥解密的方式，安全性较高，但速度较慢。

移动通信中的鉴权与加密技术移动通信中的鉴权与加密技术涵盖了多个环节和多个层次。

在网络层面上，鉴权与加密技术可以通过访问控制列表和虚拟专用网络等手段进行。

在传输层面上，使用传输层安全协议（TLS）可以实现通信数据的加密和身份验证。

在应用层面上，通过应用层协议（如HTTPS）和数字证书可以保障用户的隐私和数据安全。

移动通信中的鉴权与加密的挑战移动通信中的鉴权与加密面临着一系列的挑战。

移动通信的发展使得通信网络变得更加复杂，需要应对更多的安全威胁。

大规模的移动设备和用户使得鉴权和加密的算法和密钥管理变得更加困难。

通信过程中的延迟和带宽限制也对鉴权与加密的性能提出了要求。

在移动通信中，鉴权与加密是保障通信安全和用户隐私的重要手段。

通过合理选择鉴权与加密的方式和技术，可以有效地防止数据泄漏、篡改和未授权访问。

移动通信中的鉴权与加密

移动通信中的鉴权与加密在当今高度数字化的社会，移动通信已经成为我们生活中不可或缺的一部分。

从日常的电话通话、短信交流，到各种移动应用的使用，我们无时无刻不在依赖移动通信技术。

然而，在享受其便捷的同时，我们也面临着信息安全的严峻挑战。

为了保障用户的隐私和通信的安全，鉴权与加密技术在移动通信中发挥着至关重要的作用。

首先，我们来了解一下什么是鉴权。

简单来说，鉴权就是验证用户身份的过程。

当您使用手机拨打电话、发送短信或者连接网络时，移动通信网络需要确认您是否是合法的用户，这就是鉴权在发挥作用。

想象一下，如果没有鉴权，任何人都可以随意使用您的手机号码进行通信，那将会造成多么混乱和危险的局面！鉴权的实现通常依赖于一系列的身份验证信息。

比如，您的 SIM 卡中存储着一些独特的密钥和身份标识，这些信息会与移动通信网络中的数据库进行比对。

当您开机或者进行重要的通信操作时，手机会向网络发送这些身份信息，网络会进行验证，如果匹配成功，您就被允许使用相应的服务。

除了 SIM 卡中的信息，还有其他的鉴权方式。

例如，一些网络可能会要求您输入密码、验证码或者使用生物识别技术（如指纹识别、面部识别等）来进一步确认您的身份。

这些多样化的鉴权方式增加了身份验证的可靠性和安全性。

接下来，我们谈谈加密。

加密就像是给您的通信内容加上了一把锁，只有拥有正确钥匙的人才能解开并理解其中的信息。

在移动通信中，加密技术可以确保您的通话内容、短信、数据传输等不被未授权的人员获取和理解。

加密的原理基于复杂的数学算法。

当您发送信息时，这些信息会通过特定的加密算法进行处理，转化为一种看似无规律的密文。

接收方在接收到密文后，使用相应的解密算法和密钥将其还原为原始的明文。

这样，即使在传输过程中有人截获了这些信息，由于没有解密的密钥和算法，也无法得知其中的真正内容。

在移动通信中，加密通常应用于多个层面。

比如，语音通话可以通过数字加密技术来保护，确保您和对方的对话不被窃听。

wcdma注册鉴权流程

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WCDMA基本网络结构

2008-04-08 12:26WCDMA是3G三种主流标准的一种。

WCDMA系统可以分为无线接入和网络结构两部分，本文介绍其网络结构部分。

WCDMA网络结构可分为无线接入网和核心网两部分，本文首先重点阐述了无线接入网的结构，对Iu、Iur、Iub接口协议模型进行了分析；接着对R99的核心网和全IP的核心网结构和相关功能实体进行了概述。

引言WCDMA是目前全球三种主要的第三代移动通信体制之一，是未来移动通信的发展趋势。

WCDMA系统是IMT-2000家族的一员，它由CN（核心网）、UTRAN（UMTS陆地无线接入网）和UE（用户装置）组成。

UTRAN 和UE采用WCDMA无线接入技术。

WCDMA网络在设计时遵循以下原则：无线接入网与核心网功能尽量分离。

即对无线资源的管理功能集中在无线接入网完成，而与业务和应用相关功能在核心网执行。

无线接入网是连接移动用户和核心网的桥梁和纽带。

其满足以下目标：-允许用户广泛访问电信业务，包括一些现在还没定义的业务，象多媒体和高速率数据业务。

-方便的提供与固定网络相似的高质量的业务（特别是话音质量）。

-方便的提供小的、容易使用的、低价的终端，它要有长的通话和待机时间。

- 提供网络资源有效的使用方法（特别是无线频谱）。

目前，WCDMA系统标准的R99版本已经基本稳定，其R4、R5和R6版本还在紧锣密鼓的制订中。

WCDMA系统的网络结构如图1所示。

图1 WCDMA系统结构WCDMA系统由三部分CN（核心网）、UTRAN（无线接入网）和UE（用户装置）组成。

CN与UTRAN的接口定义为Iu接口，UTRAN与UE的接口定义为Uu接口。

本文将重点阐述WCDMA系统的网络结构。

其网络结构的基本特点是核心网从GSM的核心网逐步演进和过渡；而无线接入网则是革命性的变化，完全不同于GSM的无线接入网；而业务是完全兼容GSM的业务，体现了业务的连续性。

无线接入网UTRAN包括许多通过Iu接口连接到CN的RNS。

WCDMA原理深入资料整理

主要内容：1、UMTS的基本理论。

简述无线通信的发展历史以及他们之间的变化。

2、UMTS基本结构的介绍。

从逻辑视图介绍UMTS的功能结构，GSM及GPRS向UMTS过渡的结构变化。

3、无线接口。

UMTS作为UTRAN网络并且是FDD方式下的空中接口特性，包括：a、WCMDA空中接口的基本原理b、UTRAN网络的总体介绍，协议模型、物理层、RLC层、MAC层的基本功能以及所对应的信道、空中接口的通信过程、调制解调方案及AMR等。

4、基本通信过程。

移动台至核心网之间的通信过程。

一、UMTS Introduction目标：1、UMTS是什么？2、UMTS的标准由谁制定、这些标准的特点及不同标准的差异。

3、UMTS现状，各国license发布情况。

1、移动通信的基本发展过程第一代以模拟制式为代表的空中无线接口的应用主要有：NMT（北欧）、TACS（英国）、AMPS （北美）及R2000（铁路应用）等。

多种标准的存在使得彼此不兼容，不能互联互通。

第二代移动通信引入数字和调频技术，最典型的技术有：GSM（欧洲）、CDMA IS-95（北美）、D-AMPS（北美）、IS-136（北美）等。

在整个发展过程中，主要有三个分支，分别是欧洲、北美和日本的移动通信发展历程。

日本的分支由于比较独立，一般不在讨论之中。

作为欧洲第二代移动通信技术的典型代表是GSM，GSM在空中接口的主要特点：多址方式－—TDMA，采用8路时分复用的多址方式，每用户的接入是通过占用物理信道的时隙来区分。

从网络侧考虑，区分上下行链路的双工方式是FDD。

在每一个频率上使用8路时分复用，微观的占用时间片来区分多路用户的个人通信。

在通信过程中，每个用户得到的物理资源是时隙，在GSM中物理信道的定义为：物理信道（Phy channel）＝频率（Frequence）+时隙号（TS number）。

由于采用电路交换方式，每用户在通信过程中，将一直占用网络分配的物理信道直至通信结束。

WCDMA_HSDPA技术分析

WCDMA HSDP A1HSDPA概述HSDPA全程为高速下行分组接入（High Speed Downlink Packet Access ）。

在3GPP R5版本中引入，大大提高用户下行数据业务速率，理论值最高可达14.4Mbps。

数据业务往往表现出上下行不对称，下行速率要求明显高于上行；在R99/R4版本，系统最多可为用户提供2.688Mbps的下行速率，已明显满足不了用户高速率要求。

R99/R4版本DCH信道为用户独占，而数据业务往往是突发性的，资源没有得到充分利用，下行容量收到限制。

HSDPA对此做了一些改进：1、高速共享信道HS-DSCH，实现码资源在时域与码域上共享；2、HS-DSCH可使用16QAM高阶调制；3、2ms的无线帧，实现快速调度；4、自适应链路调整，提高系统容量；5、HARQ，增强系统通信质量；6、快速调度，充分利用资源。

2HSDPA关键技术2.1协议结构WCDMA PS核心网络结构：PS域是在GPRS核心网的基础上演变而来的，主要处理分组数据业务，主要实体是SGSN、GGSN；SGSN：GPRS服务支持节点，为MS提供分组移动性管理、路由选择等功能；GGSN：GPRS网关支持节点，是UMTS PS域接入到外部数据网的网关（可简单理解对应APN）。

在PS域，GSN之间用Gn/Gp口连接。

核心网既要能接入3G的RNS，也要能接入2G的BSS，所以同时支持Iu-PS和Gb接口。

同时，GSN与MSC/VLR、HLR、EIR等之间通过其他接口进行信令交互。

GGSN与外网之间通过Gi接口相连。

在HSDPA中MAC层增加了MAC-hs实体：NodeB中新增的MAC-hs实体，主要负责快速调度和HS-DSCH的实时控制。

将MAC-hs实体放置在NodeB而不是在RNC中，更好更快地实现快速调度。

新增一种传输信道：HS-DSCH（高速下行共享信道）：承载用户数据，HS-DSCH不进行信道复用，可承载在一条或多条HS-PDSCH上，始终伴随一条DPCH信道（用户信令传输）。

WCDMA系统鉴权机制的研究

WCDMA系统鉴权机制的研究
李婧;王继增
【期刊名称】《现代电子技术》
【年(卷),期】2004(27)17
【摘要】首先介绍了WCDMA系统鉴权的概念,具体分析了他的过程,重点介绍了鉴权与密钥协商(AKA)、算法协商、密钥管理等几个关键问题,分析了其对WCDMA系统安全特性的实现.
【总页数】4页(P74-76,82)
【作者】李婧;王继增
【作者单位】信息工程大学,河南,郑州,450002;中国人民解放军61953部队,河北,石家庄,050031
【正文语种】中文
【中图分类】TN914.53
【相关文献】
1.WCDMA中的鉴权和密钥分配机制 [J], 肖宁;王琼
2.WCDMA网络二次鉴权同步失败问题研究 [J], 杨鹏;张小勇;陈超;龙文祥
3.GSM、WCDMA及LTE鉴权机制的比较与分析 [J], 严丽云;陈久雨
4.GSM系统与WCDMA系统用户鉴权体系的比较分析 [J], 杨秀清; 赵莲清
5.GSM系统与WCDMA系统用户鉴权体系的比较分析 [J], 杨秀清; 赵莲清
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基于WCDMA的短消息业务协议分析

摘要：短消息业务（SMS）作为一项极具吸引力的增值业务，已经得到了越来越多用户的认可。

除了大量使用的手机与手机之间点对点短消息业务之外，从各种信息平台到手机的短消息业务也在快速发展，并已经成为广大用户及时方便地获取信息的一种手段。

因此，在第三代移动通信中，短消息业务对通信的安全性提出了更高的要求，他使用双向鉴权机制和信令完整性保护措施。

详细描述了WCDMA中短消息业务的协议结构和短消息的发送过程，最后还分析了他的安全机制，以此展现第三代移动通信的安全特性。

关键词：WCDMA；短消息移动终止；移动交换中心；短消息中心Analysis of Short Message Service Protocol on the Basis of WCDMACHEN Leran，MA Hailong，LIU Zhengjun(Information Engineering Institute, PLA Information EngineeringUniversity, Zhen gzhou, 450002, China)Abstract：Short Message Service(SMS),which is as one of commercioganic serves,has achiev ed more and more approbation of consumers Besides the pointpoint app lication of SMS among mobile phones,a new application of SMS between informatio n system and mobile phones is developed quickly now,and it is a new way to achi eve information conveniently and duly for users So the SMS in 3G requires secu rity is more strictly It employs bidirectional authentication architecture and a measure to protect integrity ofsignalling The paper describes the frame of SMS protocols in WCDMA and the process of sending SMS Finally SMS′s security a rchitecture is presented surrounding the analysis of SMS protocols in order to s how the security characteristic of 3GKeywords：WCDMA；short message mobile terminated;message swit ching center;short message service center在以GSM为代表的第二代数字移动通信中，短消息业务（Short Message Service，SMS）已经不陌生了。

WCDMA信令分析（详细解释层三信令及涉及常用参数）-信令解码

WCDMA信令分析（详细解释层三信令及涉及常用参数）-信令解码呼叫信令详解（前后台）呼叫流程信令图起呼过程分四个阶段：RRC连接建立，直传信令连接建立，RAB 建立，震铃接通建立RRC连接直传信令连接建立（含鉴权和加密）RAB建立过程振铃，接通RRC建立过程（1）UE 在取得下行同步后，向NodeB发送SYNC_UL，接收到NodeB 回应的FPACH 信息后，在RACH 信道上向RNC 发送RRC Connection Request 消息，发起RRC 连接建立过程。

（2）RNC 准备建立RRC 连接，分配建立RRC 连接所需要的资源，并发送一条Radio Link Setup Request 消息给NodeB。

（3）NodeB 配置物理信道，在新的物理信道上准备接收UE 消息，并给RNC 发送一条Radio Link Setup Response 响应消息。

（4）RNC 通过ALCAP 协议，建立Iub 数据传输承载。

Iub 数据传输承载通过AAL2 的绑定标识与DCH 绑定在一起。

建立Iub 数据传输承载需要NodeB 确认。

（5）（6）通过Downlink Synchronisation 和Uplink Synchronisation.控制帧，NodeB 与RNC 为Iub 数据传输承载建立同步，此后NodeB 开始DL 发送。

（7）RNC 在FACH 信道上发送RRC Connection Setup 消息给UE。

（8）UE 在DCCH 上发送RRC Connection Setup Complete 消息给RNC，RRC 连接建立完成建立初始直传/上下行直传（9）UE 在DCCH 上给RNC 发送一条Initial Direct Transfer （CM Service Request）消息，该消息包括了UE 请求的业务类型等信息，例如12.2K语音业务。

（10）RNC 发起初始到CN 的信令连接，并发送一条Initial UE Message 消息给CN，通知CN 关于UE 请求的业务等内容。

移动通信中的鉴权与加密

移动通信中的鉴权与加密在当今数字化的时代，移动通信已经成为我们生活中不可或缺的一部分。

我们通过手机与亲朋好友保持联系、获取信息、进行工作和娱乐。

然而，在这个便捷的通信背后，存在着诸多的安全隐患。

为了保障我们的通信安全，鉴权与加密技术应运而生。

什么是鉴权呢？简单来说，鉴权就是验证用户身份的合法性。

想象一下，你要进入一个只允许特定人员进入的房间，门口的保安会检查你的证件，确认你有进入的资格。

在移动通信中，网络就像是那个房间，而手机用户就是想要进入的人。

网络会对手机用户进行一系列的验证，以确定这个用户是否是合法的，是否有权使用网络提供的服务。

鉴权的过程通常涉及到多个环节和信息的交互。

比如，手机会向网络发送一些特定的信息，如国际移动用户识别码（IMSI）等。

网络接收到这些信息后，会与自己存储的合法用户信息进行比对。

如果匹配成功，就认为用户通过了鉴权，可以正常使用网络服务；如果不匹配，那么就会拒绝用户的接入请求。

那么，为什么鉴权如此重要呢？首先，它可以防止非法用户接入网络。

如果没有鉴权，任何人都可以随意使用移动通信网络，这不仅会造成网络资源的浪费，还可能导致网络拥堵、服务质量下降等问题。

其次，鉴权可以保障用户的权益。

只有合法用户才能享受网络提供的各种服务，如通话、短信、上网等，避免了非法用户盗用服务造成的费用纠纷。

最后，鉴权有助于维护网络的安全和稳定。

通过排除非法用户，网络可以减少受到恶意攻击的风险，保障整个通信系统的正常运行。

说完了鉴权，我们再来说说加密。

加密就是对通信内容进行特殊处理，使得只有合法的接收方能够理解其含义。

就好像你给朋友写了一封秘密信件，为了防止别人看懂，你用一种特殊的密码方式来书写，只有你和你的朋友知道如何解读。

在移动通信中，加密技术可以保护用户的通话内容、短信、数据流量等信息不被窃取或篡改。

当你打电话时，声音会被转换成数字信号，然后通过网络传输。

在传输之前，这些数字信号会经过加密处理，变成一堆看似毫无规律的乱码。

WCDMA专题讲座-网络安全与加密

WCDMA专题讲座－网络安全与加密网络安全的版本实现Transport stratumSNAN用户域的安全应用域的安全提供用户安全接入3G 业务，特别能抗击在（无线）接入链路上的攻击。

安全交换信令，抗击在有线网络上的攻击。

ME在UMTS内注册和连接原理3G网络无线接入安全机制EUIC：提供增强用户身份机密性的机制(optional)。

UIC：提供用户身份机密性的传统机制。

AKA：认证和密钥协商机制。

DC：用户和信令数据加密。

DI：信令数据的数据完整性保护。

AKA过程MS SN/VLR HE/HLR其中：f1 网络鉴权函数；f2 用户鉴权函数；f3 加密密钥生成函数；f4 完整性密钥生成函数；f5 正常情况下用的匿名密钥生成函数。

K3G 五元组AV 的产生M A C X R E S C K I K A K收到（RAND,AUTN ）后，USIM 的操作KR A N DX M A C R E S C K IKA U T N其中：f1*重同步消息鉴权函数；f 5*重同步情况下用的匿名密钥生成函数；AMF *是AMF 的缺省值。

当USIM 认为SQN 不在正确范围，发起重同步过程RA NS Q N K A M K收到（RAND,AUTS）后，HLR/AuC的操作AK SQN MS XMAC-SUSIMCK, IKÆKcCK, IK ÆKc RES ÆSRESCK, IK ÆKc RES ÆSRESCK, IKÆKcUMTS 用户的AKA （认证和密钥协商）加密模式PLAINTEXTBLOCKCOUNT-CDIRECTIONCKKEYSTREAMBLOCKCIPHERTEXTBLOCKCOUNT-CDIRECTIONCKKEYSTREAM BLOCKPLAINTEXT BLOCKSender UE or RNCReceiver RNC or UE其中：f8流密码。

usim鉴权算法

USIM鉴权算法1. 引言USIM（Universal Subscriber Identity Module）是一种用于移动通信系统的智能卡。

它包含了用户的身份信息和安全相关的算法，用于鉴权和加密通信。

本文将介绍USIM鉴权算法的原理和流程。

2. USIM鉴权算法的原理USIM鉴权算法的目的是验证移动设备的身份，确保只有合法的用户可以访问移动通信网络。

它通过使用密钥和随机数进行加密和解密来实现。

USIM鉴权算法使用的主要密钥有以下几种：•长期密钥（Ki）：存储在USIM卡中，由移动网络运营商为每个用户生成。

•随机数（RAND）：由鉴权中心（Authentication Center）生成，并发送给移动设备和移动网络运营商。

•鉴权密钥（AK）：由USIM卡使用Ki和RAND计算得出，用于加密和解密鉴权数据。

3. USIM鉴权算法的流程USIM鉴权算法的流程可以分为以下几个步骤：步骤1：生成随机数移动设备向移动网络运营商发送鉴权请求，移动网络运营商将生成一个随机数RAND，并发送给移动设备和鉴权中心。

步骤2：计算鉴权密钥移动设备使用存储在USIM卡中的长期密钥Ki和接收到的随机数RAND，通过一系列的运算，计算出鉴权密钥AK。

步骤3：发送鉴权请求移动设备将包含鉴权密钥AK和随机数RAND的鉴权请求发送给鉴权中心。

步骤4：验证鉴权请求鉴权中心接收到鉴权请求后，使用与移动设备相同的算法，使用存储在鉴权中心的长期密钥Ki和接收到的随机数RAND，计算出鉴权密钥AK’。

步骤5：鉴权结果比对鉴权中心将计算得到的鉴权密钥AK’与移动设备发送的鉴权密钥AK进行比对。

如果两者相等，则鉴权成功；否则，鉴权失败。

步骤6：返回鉴权结果鉴权中心将鉴权结果返回给移动设备和移动网络运营商。

如果鉴权成功，移动设备将被授予访问移动通信网络的权限。

4. 总结USIM鉴权算法是保障移动通信网络安全的重要组成部分。

通过使用密钥和随机数进行加密和解密，确保只有合法的用户可以访问移动通信网络。

GSM-WCDMA鉴权原理

AUC上的鉴权参数
用户数据（IMSI，用来对移动签约者身份进行识别）；鉴权密钥 Ki （注意：该值与用户 SIM卡上的Ki值是一致的）；密码密钥（即密钥K4）：K4是Ki的密钥，用来对Ki进行加密和解密，长度为8B。密钥序号：是K4的索引（数据库中的外密钥），用来获取K4，若其值为0，表明Ki没有用K4加密（即当前的Ki值为解密后的值）。安全算法（A3和A8）；用于生成随机数的随机数发生器
华为机密，华为机密，未经许可不得扩散
文档密级：文档密级：内部公开
WCDMA鉴权原理之鉴权五元组鉴权原理
五元组（Quintet Vector）组成 RAND（Random Challenge 随机数）：（随机数）由随机数发生器产生，长16B，主要作为计算五元组中其他参数的基础。 XRES（Expected Response 期望响应）：（期望响应）是UMTS对鉴权请求的期望响应，长4－16字节 CK（Cipher Key 加密密钥）: （加密密钥）长16字节：用来实现存取数据的完整性（Access link data confidentially），以加密被认为是机密的信令信息元素。（即对某些逻辑信道进行加密），针对不同的网络类型（CS：Circuit Switch和PS：Packet Switch），分别对应了一个CK：CKCS和CKPS。 IK （Integrity Key 完整性密钥）：完整性密钥）长16字节；用来实现用来实现连接数据存取的保密性（Access link data confidentially）。因为大多数发送给MS和网络的控制信令信息都被认为是敏感数据，必须进行完整性保护。针对不同的网络类型（CS： Circuit Switch和PS：Packet Switch），分别对应了一个IK：IKCS和IKPS。 AUTN （Authentication Token 鉴权标记），长16字节，包括以下内容鉴权标记）字节，字节 SQN^ AK，其中SQN（序列号）与AK（匿名密钥）分别长6字节；USIM将验证AUC产生的SQN是否是最新的，并作为鉴权过程的一个重要组成部分。 AMF（鉴权管理域）长2字节。 MAC（消息鉴权编码）长8字节；MAC-A用来验证RAND、SQN、AMF的数据完整性并提供数据源； MAC-S则由USIM发送给AUC作为重新同步过程中鉴权的数据源。

usim鉴权算法

usim鉴权算法USIM鉴权算法一、引言在现代移动通信系统中，USIM（Universal Subscriber Identity Module）是一种用于存储用户个人信息及加密密钥的智能卡。

为了保护用户隐私和确保通信安全，USIM卡需要进行鉴权过程，以验证用户的合法性。

本文将介绍USIM鉴权算法的原理和过程。

二、USIM鉴权算法的原理USIM鉴权算法采用了一种称为3GPP鉴权和密钥协商算法（3GPP Authentication and Key Agreement，简称AKA）的方法。

该算法基于对称密钥的协商和验证，通过三个步骤来实现鉴权过程：鉴权请求、鉴权响应和鉴权确认。

三、鉴权请求当用户手机与移动网络进行连接时，USIM卡会发送鉴权请求给鉴权中心（Authentication Center，简称AuC）。

鉴权请求包含了IMSI（International Mobile Subscriber Identity）和随机数RAND。

四、鉴权响应鉴权中心收到鉴权请求后，会生成一个鉴权向量（Authentication Vector，简称AV），其中包含了一个随机数RAND、鉴权密钥K和其他相关信息。

鉴权中心使用鉴权密钥K和随机数RAND生成一个鉴权响应，包括鉴权标识（Authentication Token）和鉴权码（Authentication Code）。

五、鉴权确认USIM卡收到鉴权响应后，会使用鉴权密钥K和随机数RAND计算出一个鉴权码，并将其与鉴权响应中的鉴权码进行比对。

如果两者相等，则说明鉴权成功，USIM卡将发送鉴权确认给鉴权中心。

六、USIM鉴权算法的安全性USIM鉴权算法的安全性主要依赖于鉴权密钥K的安全性。

鉴权密钥K是由运营商预先存储在USIM卡和鉴权中心中的，只有在鉴权过程中才会使用。

鉴权密钥K的安全性保证了通信的机密性和完整性。

七、USIM鉴权算法的应用USIM鉴权算法广泛应用于现代移动通信系统中，如3G、4G和5G 网络。

WCDMA移动核心交换网完整性保护和加密流程

SRNC -> VLR的安全模式命令

SECURITY MODE COMPLETE消息 SRNC -> VLR ，RANAP消息
名称 Message Type Chosen Integrity Protection Algorithm Chosen Encryption Algorithm 属性 M M O 作用标识传递消息的类型标识使用的UIA算法标识使用的UEA算法参考章节 5.3节 3GPP TS 25.413 3GPP TS 25.413
无线资源控制事务标识，用于标识不同 7.1.15节的RRC事务 3GPP TS 完整性保护开启时包含此参数 25.331 表征启用的UIA和UEA算法区分核心网域，取值范围{CS，PS}
3GPP TS 25.331
7.1.12节
MS -> SRNC的安全模式完成消息

SECURITY MODE COMPLETE消息 MS -> SRNC ，RRC消息
名称 Message Type RRC transaction identifier Integrity check info Uplink integrity protection activation info 属性 M M M O 作用标识传递消息的类型参考章节 5.3节
无线资源控制事务标识，用于标识不同 7.1.15节的RRC事务 3GPP TS 完整性保护开启时包含此参数 25.331 提供完整性保护算法的相关信息，如 start参数或者是否modify等 3GPP TS 25.331
“UE security capability” indicates UIAs and UEAs supported by MS

WCDMA系统功能—鉴权

VLR/SGSN比较五元组中的XRES决定鉴权成功与否
鉴权参数五元组： • RAND • XRES • AUTN • CK • IK
3G安全算法安全算法
HLR/AC
Generate SQN Generate RAND SQN AMF K RAND
f1
f2
f3
f4
f5
MAC
AUTN := SQN ⊕ AK || AMF || MAC
XRES
CK
IK
AK
VLR/SGห้องสมุดไป่ตู้N
AV := RAND || XRES || CK || IK || AUTN
3G 鉴权流程
USIM K
Authentication data request
VLR/SGSN
HE/AuC
K
Generate authentication vector AV (1..n)
Compute CK(i) and IK(i)
RES(i) = XRES(i) ? Select CK(i) and IK(i)
• 五元组鉴权信息 • 网络对用户的认证 • 用户对网络的认证 • Ck和Ik的加密 (包括信令和数据)
Authentication data response AV (1..n)
Store authentication vectors
User authentication request RAND(i) || AUTN(i)
Verify AUTN(i) Compute RES(i)
User authentication response RES(i)
WCDMA系统功能鉴权系统功能—鉴权系统功能

移动通信中的鉴权与加密

c1
0 1 0 0 1 1 0 1
c2
1 1 0 0 1 0 1 0
c3
0 0 1 0 1 0 1 1
c 2 6 1 0 7 4 3 5
• 加密方程为：
c1 = f k1 ( m1m2 m3 ) = m1 m2 m3 ∪ m1 m2 m3 ∪ m1 m2 m3 ∪ m1m2 m3 ⎫ ⎪ ⎪ c2 = f k2 ( m1m2 m3 ) = m1 m2 m3 ∪ m1 m2 m3 ∪ m1 m2 m3 ∪ m1m2 m3 ⎬ ⎪ c3 = f k3 ( m1m2 m3 ) = m1m2 m3 ∪ m1 m2 m3 ∪ m1m2 m3 ∪ m1m2 m3 ⎪ ⎭
4
BUPT Information Theory & Technology Education & Research Center
5.1.2移动环境中的安全威胁及相应措施
• 目前，移动通信最有代表性的是第三代移动通信系统 (3G)。对其系统安全结构一共定义了五种类型。 • 3G系统安全体系结构如下，五类信息安全问题为：网络接入安全网络域安全用户域的安全应用程序域安全安全的可见度与可配置性
• 为了使简单易行的m序列能够构成所需的序列密码，必须要改善它的线性复杂度，其中最简单的方法是在原有 m序列产生器的基础上附加一个非线性组合函数的滤波器，其结构如下图所示： • 选取非线性过滤组合函数的标准是既保留m序列的良好的伪随机特性以及产生、同步、管理、分配方便的优点，又要进一步设法提高其线性复杂度。前馈序列就是一种能同时满足上述特性的一种重要非线性序列
5.1.1移动通信中的安全需求
• 在上世纪八九十年代，模拟手机盗号问题给电信部门和用户带来巨大的经济损失，并增加了运营商与用户之间不必要的矛盾。 • 移动通信体制的数字化，为通信的安全保密，特别是鉴权与加密提供了理论与技术基础。 • 数据业务与多媒体业务的开展进一步促进了移动安全保密技术的发展。 • 移动台与手持设备的认证也推动了移动安全技术的发展。

TD-SCDMAandWCDMA鉴权与安全模式

鉴权与安全模式1.概述无线通信领域中,每个无线通信系统都很重视空中接口的安全性,防止非法者监听或是盗用系统的空中无线资源。

TD—SCDMA系统使用的空中传输介质是一种基于广播的介质。

在小区的任何地方,窃密者都可以截取无线通信信号，通过对移动台上下行数据的检测和破解，窃密者很容易的监听到移动台的通话内容或是冒充合法移动台的身份在网络中使用，所以在无线通信中安全问题一直是无线通信领域中一个比较关注的问题。

在整个系统中是否采用鉴权和加密过程是由网络确定的，如果需要鉴权和加密时，无论在终端和网络之间的信令建立过程还是进入连接模式之后，网络都可以随时发起鉴权过程进行验证移动台的合法性.2相互鉴权过程鉴权流程是接入安全机制中最重要的环节，由网络侧发起，其作用包括：1。

用于网络检查是否允许终端接入网络;2。

提供鉴权参数五元组中的随机数数组；3。

供终端计算出加密密钥（CK)以及完整性保护密钥（IK）；4。

并且可以提供终端对网络的鉴权。

与GSM的鉴权相比，TD—SCDMA的鉴权流程增加了完整性保护以及终端对网络的鉴权功能。

用户的USIM卡和归宿网络的HLR/AuC共享一个安全根密钥K(128bit），K值并不在空中传送，K值必须在开户时在HLR定进去的.基于该密钥,网络可以对用户进行认证，用户也可以认证网络，另外基站和手机间可以对无线链路进行加密和完整性保护。

TD系统的双向认证、加密和完整性保护是基于（RAND,XRES，CK, IK，AUTN）五元组实现的。

5元组(RAND XRES CK IK AUTH）RAND：网络质询随机数，在鉴权中心AUC中由算法f0产出的一个随机数XRES :用户应答的期望值，和UE发过来的RES对比,用于对UE的鉴权认证。

CK :加密密钥,用于用户数据的加密,128bit。

IK :完整性密钥，用于完整性保护128bit。

AUTN ：网络身份确认标记,由网络发给UE，用于UE对网络的认证.SQN ：同步序列号K ：安全根密钥K(128bit）开户时在HLR存定进去的。