会话初始协议安全认证机制的分析与改进

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基于SIP的VoIP安全性分析

ｔ）ｙ；
５反重播（ｎｉｅｌｙ。）Ａｔ—ｒｐａ）
在基于ＳＩＰ协议的通讯系统中，攻击者可以通
过修改ＳＰ消息体所携带的多媒体会话的加密密钥Ｉ
５结束语
随着现代技术的日新月异和人们需求的与日俱增，于Ｉｔｃ网络传输的多媒体应用日益增长，基ｎｅｔａｒＶＩ用领域的不断地扩大，统安全性将是影响ｏＰ应系该产品的未来发展的最大障碍。从Ｖｌ系统组ｏＰ的成分析，剖析了目前该系统所存在的安全隐患以及相关的安全策略，用适当的通信协议和安全机制利
Ｅ．Ｓｓｅ，ｎ，ｄＣｂｒｅｉｓ２０ＥＥＩｔｒａ；ｙｔｍｓＭａａｙｅｎｔ，００ＩＥｎｅｎ — ｎｃ
ｉａＣｏｆｒｎｅｏｌｍｅ４，ｔｎｎｅｅｃｎＶｏｕ８—１ｔ２０４：７０— ｏｌ１Ｏｃ．００，２４
（兰州交通大学数理与软件工程学院，甘肃兰州７０７）３００摘要：目前，由于ＳＰ协议的简单、Ｉ易扩展性，并且与互联网联系紧密，Ｉ协议正逐渐取代Ｈ３３协议，为ＶＩＳＰ．２成ｏＰ

CM-IMS会话初始协议(SIP) 第1部分v2.0.0-cl

中国移动通信企业标准

QB-╳╳-╳╳╳-╳╳╳╳

中国移动C M-I M S会话初始协议

（S I P）技术规范

第1部分S I P的总体要求

C M-I M S S p e c i f i c a t i o n s o f S e s s i o n

I n i t i a t i o n P r o t o c o l(S I P)

P a r t1:C o m m o n R e q u i r e m e n t o f S I P

版本号：2.0.0

╳╳╳╳-╳╳-╳╳发布╳╳╳╳-╳╳-╳╳实施中国移动通信集团公司发布

前言.................................................................................................................................................................. I I

1.范围 (1)

2.规范性引用文件 (1)

3.术语、定义与缩略语 (1)

4.SIP协议概述 (2)

4.1.SIP协议简介 (2)

4.2.SIP协议功能介绍 (2)

5.SIP协议结构 (3)

5.1.SIP分层架构 (3)

5.2.SIP使用的传输协议 (4)

5.3.SIP协议中的逻辑实体 (4)

5.3.1.UA (4)

5.3.2.Proxy (5)

5.3.3.B2BUA (5)

5.4.会话、对话和事务 (6)

5.5.SIP路由机制 (6)

基于H.323协议的VoIP安全问题探讨

ＳｅｕｉｙＡｎｌｓｓｏＰＧＩｃｒｔａｙｉｆＳＩｉＮｎ
ＬｉＦｅｎＢａｍｉｎｇＴａｇｏｎ
（ｎｉｇｉｒｔｏｏｔ＆ＴｌｏＮａｊｖｓｙｆｓｎＵｎｅｉＰｓｅｅｍｍｕｉａｏｓＮａｊｇ１０３ｃｎｃｔｎ，ｎｉ００）ｉｎ２
ＩｉａｒＳＰｓｃｒｔｒａｓｍｏｅｓｉｔｏｕｅ，ｈｎｔｅｓｃｒｔｓｕｓｉｈｐｌｃｔｏｆＳＰｎｔｓｐｐｅ，ＩｅｕｉｔｅｔｄｌｒｄｃｄｔｅｅｕｉｙｉｓｅｎｔｅａｐｉａｉｎｏＩｉｈｙｈｉｎｈｓ
数字化，压缩处理成压缩帧，然后转换为Ｉ数据包在ＩＰＰ
网络上传输，从而完成语音通话的业务。ＶＩｏＰ技术使我们可以基于互联网实现电话业务。这种语音通话业务的实现模式能提供更多的集成功能、更高的通信带宽以及更灵活的管理能力，并能够显著降低成本。近年来，
网络广泛采用的协议方案。本文主要以Ｈ．２为例来分３３
目前，Ｉ有两种常用的应用层控制（ＶｏＰ信令）协议：Ｈ．２协议和会话初始协议（Ｉ３３ＳＰ，ＳｓｉｎＩｉａｉｎｅｓｏｎｔｔｉｏ
姚玉坤：副教授，硕士生导师，主要研究方向为数据通信与ＩＰ网络技术。

基于强认证技术的会话初始协议安全认证模型

Ｋｅｏｄ：ｓｏｇｕｅｔａｏ；ｓｒｃｒ；ｄｉｌｅｔｃｔ；Ｓｓｉｎｎｉｉｒｏｏ（Ｉ）ＳｇａｓｎｔｒｙｗｒｓｔｎｔｎｃｔｎｍａｔａｄｉｔｒｆａｒａｈｉｉｇａｃｉｅｅｓｉａｏＰｔｌＳＰ；ＲＡｄｉｌｉａｅｉｏＩ Biblioteka Baiduｔｎｏｃｉｔｇｕ
ＬＯＵｅＳＨＩＲｏ — ｕ，ＣＡＯｎｇｘＹｕ，ｎｇｈａＬｉ — ｉ
（ｅａｔｅｔｆＩｏｍｔｎＳｉｃｎｎｉｅｎ，Ｃｎｒｌｏｔｎｖｒｔ，Ｃａｇｈｕａ１０５ｈｎ）ＤｐｒｎｎｒａｉｃｎｅｄＥｇｎｒｇｅｔｕｈＵｉｓｙｈｎｓａＨｎｎ４０７，ＣｉｍｏｆｏｅａｅｉａＳｅｉａ
Ａｂｔｃ：ＷｉｇｒｅｒｐｓｎｔｅｅｕｔｔｒａＩ，ＳｓｉｎＩｉａｉｒｔｏ（Ｉ）ｓｃｒｕｈｎｉｔｎｓｒｔａｔｒａｄｔｔｒｅｔｉｃｒｙｈｅｔｔＳＰｅｓｎｉｏＰｏｃｌＳＰｅｕｅａｔｅｔａｏｈｅｏｈｅｅａｖｓｉｓｏｏｔｔｎｏｃｉ
ａｔｅｔａｏｅｈｏｏｎｏＳＰＴｅｍｏｅｍｐｅｎｓｔｅｕｌｘｓｃｒｕｈｎｉａｉｎｏｅｓｏ，ａｄｅｓｒｓｔｅｕｈｎｃｔｎｔｃｎｌｇｉｔＩ．ｈｄｌｉｌｍｅｔｈｄｐｅｅｕｅａｔｅｔｔｆｓｓｉｎｎｎｕｅｈｉｉｙｃｏｃｎｄｎａｉ，ａｔｅｔｉ，ｉｔｇａｉｎｎｅｉｂｌｆＳＰｍｅｓｇｒｓｒｔｎｏｆｅｔｌｙｕｎｃｔｎｅｒｌａｄｕｄｎａｉｔｏＩｓａｅｔｉｉｔｈｉｙｙｔｉｙｎｏａｏａｐｔｉ．Ａｓａｒｓｌｉｉｒｖｓｔｅｓｃｒｕｔｔｍｐｏｅｅｕｉｅ，ｈｙｔｏＩ．ｆＰＳ

会话初始协议安全认证机制的分析与改进

Ｉｔｒｅ工程任务组（ｔｎｔｎｉｅｒｇＴｓｏｃ，ＥＦ开ｎｅｎｔＩｅｅＥｇｎｅｉａｋＦｒｅＩＴ）ｎｒｎ
（）３ｕ—ｓ：客户端根据收到的挑战消息ｃａｌｇ中的ｈｌｎｅｅ
ｎｎｅｒａｏｃ、ｅｌｍ，结合自己的用户名ｕｅｎｍｅ和共享密钥ｓｒａ
Ｐｏｌｍ（ＣＰｒｂｅＥＤＬ）
Ｄ０Ｉ１．９９ｊｓｎ１０ —４８２１．０００：０３６／ｉ．００３２．０１．．ｓ２４
１概述
会话初始协议（ｅｓｎＩｉａｏｒｔｃｌＩ）由ＳｓｉｎｔｔｎＰｏｏｏ，ＳＰ”是ｏｉｉ
文献标识码：Ａ
中圈分类号：Ｐ０Ｔ３９
会话初始协议安全认证机制的分析与改进
赵跃华，刘申君
（江苏大学计算机科学与通信工程学院，江苏镇江２２１）１０３摘要：通过分析会话初始协议相关认证机制，指出认证中可能存在的安全威胁，如离线密钥猜测攻击和ＤｎｉａｃｅｎｇＳｃｏ攻击。针对安全ｎ
漏洞提出一种结合椭圆曲线密码的改进认证机制。安全性分析表明，改进的认证机制在提供客户端和服务器间双向认证的同时，能够完成会话密钥传递，确保认证的时效性，有效抵御离线密钥猜测攻击和Ｄｎｉ —ａｃ攻击。ｅｎｇＳｃｏｎ关健诃：会话初始协议；认证；安全性；椭圆曲线密码；圆曲线离散对数问题椭

一种基于SIP安全认证机制的研究

Ａｓａｔｔｐｓｎ，ｍｓｏｅｓｓｏｎｔｌｒｏｏＳＰａｔｅｔａｏｃｅｅｏｌｐｏｉｅｃｅｔｏｓｒｅｂｔｃ：Ａｒｅｔｏｔｆｔｅｓｎｉｉａｐｏｃｌ（Ｉ）ｕｈｎｉｔｎｓｈｍｓｎｙｒｖｌｎ－ — ｖｒｒｅｈｉｉｔｃｉｄｉｔｅ
ＫｙｗｒｓｅｓｎＩｉａＰｏｏｏ（Ｉ）ｕｈｎｉｔｎＴｒｉｓｅｕｔｅｏｄ：ＳｓｉｎｌｒｃｌＳＰ；ａｔｅｔａｏ；ＨＰｄｇｔｃｒｙｏｉｔｔｃｉｅ；ｓｉ
０引言
会话初始协议（ｅｓｎＩｉｒｏｏ，Ｉ）由ＩＴＳｓｉｍｔＰｏｃｌＳＰ是ｏｌａｔＥＦ
１ＳＰ协议Ｉ
Ｓ运用一种分布式的控制模式，ＩＰ采用ＣｉｔｒｒｌｎＳｖ结构ｅ／ｅｅ的消息机制，将对语音通信的控制信息封装到消息的头域中，通过消息的传递来实现ＪＩ。ＳＰ的体系结构由五种网络实体
构成：户代理（ｓｒＡｅｔＡ）代理服务器（ｒｙ Leabharlann Baidu Ｕｅｇｎ，Ｕ、ＰｘｏＳｒｒ、注册服务器（ｅｉｅｒｅ）ｅｅ）ｖＲｇｓｒＳｖｒ、重定向服务器ｔｅ（ｅｉｃＳｒｅ）Ｒｄｒｔｖｒ和位置服务器（ｏａｏｅｅ）ｅｅＬｃｔｎＳｒｒｏｉｖ

基于PKI的SIP认证技术研究

的一个信令协议，可以用来创建、它修改、以及终结一
个或者多个参与者的会话。所谓的会话（ｅｓｎ，ｓｓｉ）就ｏ
注，是下一代网络（ＮＧＮ）的核心协议之一。ＳＰ中Ｉ协议凭借其简单、易于扩展、于实现等诸多优点越便
息的机密性和完整性，防止重放攻击和信息欺骗，提
ＭａｌａｓｓｉｎＰｏｏｏ）协议，这些协议一ｉＴｒｎｍｉｓｒｔｃ１等ｏ和
供会话中对参与者的鉴别等。ＳＰ协议是一个轻量Ｉ
级的协议，在设计上参照了ＨＴＴＳＰ、ＭＴＰ等互联网
引言
一
、
体子系统的核心呼叫控制协议。在ＩＰ网络分层模型上，ＩＳＰ是工作在应用层上
会话初始化协议（ｅｓｎｉｉａｉｎｐｏｏｏ，ｓｓｉｎｔｔｒｔｃｌ简ｏｉｏ
称ＳＰ近年来在通信和网络研究领域受到极大关Ｉ）
基于Ｐ的ＳＰ认证技术研究ＫＩＩ
魏冬东，王毅
（．１中国海洋大学信息学院，东青岛２６０；．岛广播电视大学，东青岛２６１）山６０５２青山６０２

基于动态密钥的SIP授权认证机制的设计与实现

１基于动态密钥的ＳＩＰ认证机制的实现
１．１一些约定
本文只是讨论ＳＩＰ用户登录过程中的身份验证，在用户登录之前已经注册成功，并且与服务器共享
一
个密码。为了把本文提出的基于动态密钥的认证机制解释清楚，首先定义了一些标识符号，符号的说
明如表１所示：１．２基于动态密钥机制的认证流程
基于动态密钥机制的认证流程如图１所示：
收稿日期：２０１３— ０６—１３
作者简介：章忠宪（１９６３一），男，安徽安庆人，副教授，硕士，主要从事网络体系结构、人工智能研究。
ＫｅｖＢ
Ｐｗｄ
ｎｏｎｃｅｌｎｏｎｃｅ２
用于验证服务器身份的随机数
用于验证服务器身份的随机数
ＵＡＣ（客户端）
客户端生成动态密钥ＫｅｙＡ１．服务wk.baidu.com生成动态密钥ＫｅｙＢ２．使用哈希算法计算出
第２０卷第５期
２０１３年１Ｏ月
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＤＯＮＧＧＵＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ

VoLTE简介

VoLTE介绍

一、概述

由于在LTE网络中不存在交换域，全部业务都由分组域提供。目前,其语音解决方法，也就存在着双待机、CSFB和VoLTE等三种主流方案。其中，双待机和CSFB均为依托原有的2/3G网络来提供语音服务，VoLTE则使用IMS域，在LTE网络上通过VoIP方式直接提供语音服务。

双待机方案：双待机终端可以同时待机在LTE网络和3G/2G网络中，而且可以同时从LTE和3G/2G网络接收和发送信号，其语音解决方案的实质是使用传统3G/2G电路域网络，与LTE网络无关，LTE与3G/2G模式之间没有任何互操作，终端不需要实现异系统测量，技术实现简单。

CSFB方案：CSFB方案的主要思想是在用户需要进行语音业务的时候，从LTE 网络回落到3G/2G的电路域重新接入，并按照电路域的业务流程发起或接听语音业务。终端空闲态下驻留在LTE网络上发起/收到呼叫时，回落到2G/3G网络，待呼叫结束后，再返回到LTE网络。

VoLTE（Voice over LTE）：以LTE网络作为接入，提供了基于IMS域的语音视频业务。IMS由于支持多种接入方式和丰富的多媒体业务，成为全IP时代的核心网标准架构。与多模双待机方案和CSFB方案不同，VoLTE不在需要2/3G 电路域网络的支持，3GPP和GSMA等标准化组织已将VoLTE确定为移动语音业务演进的标准架构和目标方案。

VoLTE提供了架构在LTE网络上全IP条件下的“端到端”语音方案。VoLTE 的语音作为IP数据传输，无需2G/3G网络，实现了数据与语音业务在同一网络下的统一。相对于现有的2G/3G网络，VoLTE通过引入高清编解码和QoS等技术，可拥有比2G/3G语音和OTT语音更好的用户体验。同时，当终端离开LTE覆盖区域时，VoLTE能够使用SRVCC技术将LTE上的语音呼叫切换到2G/3G网络上，保证呼叫的连续性。

VoIP技术协议之SIP协议

协议名称：SIP协议

一、引言

本协议旨在规范VoIP（Voice over Internet Protocol）技术中的SIP（Session Initiation Protocol）协议的使用。SIP是一种用于建立、修改和终止多媒体会话的协议，常用于语音和视频通信应用。本协议的目的是确保SIP协议的正确实施和互操作性，以促进VoIP技术的发展和应用。

二、定义

1. SIP协议：Session Initiation Protocol（会话初始化协议）的简称，是一种基于文本的应用层协议，用于建立、修改和终止多媒体会话。

2. VoIP技术：Voice over Internet Protocol（互联网语音通信协议）的简称，是一种通过互联网传输语音和多媒体数据的技术。

三、协议内容

1. SIP会话的建立与终止

1.1 建立会话

1.1.1 SIP消息格式：SIP消息由请求和响应组成，格式为：请求/状态行 + 头部字段 + 实体主体。

1.1.2 建立会话流程：主叫方发送INVITE请求，被叫方响应200 OK，主叫方发送ACK确认。

1.1.3 SIP URI：SIP Uniform Resource Identifier的简称，用于标识SIP终端和服务器的地址。

1.1.4 会话描述协议（SDP）：用于描述会话的媒体类型、传输参数等信息。

1.2 会话的终止

1.2.1 BYE请求：用于终止会话，发送方向接收方发送BYE请求，接收方响应200 OK。

1.2.2 会话超时：当会话持续一段时间后，如果没有活动，会话将自动终止。

一种基于逆向通告的SIP Retargeting呼叫响应身份鉴别机制

ｐｐｒｉｓｌｅｐｔｔｓｒａｓａｄｆｅｔｆｈＢＩＥ，ｈｎｔｒｐｓｓＥｅｐｎｅｄｎｉｙｕｈｎｉｔｏＭｅｈｎｓｂｓｄｎａｅｆｒｔｙｘａｉｅｏｌｕｅｎｅｆｃｏｔｅａｃＰｔｅｉｐｏｏｅａｓｏｓＩｅｔｔＡｔｅｔａｉｎｃｃａｉｍａｅｏＢａｋｒｓｃｗａｄ－
学术．．技术
～
一Fra Baidu bibliotek
种基于逆向通告的
ＳＰＲｔｒｅｉｇ呼叫响应身份鉴别机制Ｉｅａｇｔｎ
杜勇，张毓森
（放军理工大学指挥自动化学院，江苏南京２００）解１０７
摘要：会话初始协议（ｉ）是以软交换为基础的下一代网络的核心信令控制协议，被广泛应用于基于Ｉ实时多媒体会话的ｓｎＰ的控制与管理；Ｅｔｇｔｇｓ呼叫过程中普遍存在的一种路由模式。Ｅｔｒｔｇ叫模式下的响应身份问题是Ｓ安全研究领域ｅａｅｉ是ＩｒｎＰｅａｇｉ呼ｅｎＩＰ
ＤｉｃｉＮｔｉｔｎｎｍａｓｂｉｆｎｌｓｏｉｓｅｕｉｙａｔｅｎｒｔｏｅｎｏｉｃｉａｄｆａｏｋｅａｒａａｙｉｆｔｓｃｒｔｔｈｅｄ．ｅｓ

SIP安全认证机制的分析和改进

１会话初始协议
会话初始协议（ｅｓＯｉｉｉｔ０Ｓｓｉｎｎｔａｉｎｐｏｏｏ，ｒｔｃｌ简称ＳＰ，是由ＩＴ（ｔｒｅＩ）ＥＦＩｅｎｔ工ｎ程任务组）提出的应用层上的ＩＰ电话信令控制协议，其出发点是想借鉴Ｗｅ业务成功的经ｂ验，以现有的Ｉｔｒｅ为基础来构架ＩｎｅｎｔＰ电话业务网。ＳＰ协议是基于Ｉｔｒｅ两个最Ｉｎｅｎｔ成功的服务ｗｅ和Ｅｉ进行设计的，设计ｂｍａｌ思想成熟，提出不久即获得广泛的应用１Ｉ。ＳＰ由ＳＰ用户代理ＵｕｅｅｔｎＩＩＡ（ｓｒＡｇｎ）＊ＳＰ网络服务器两种元素构成。其中，用户代Ｉ理（是一个用于和用户打交道的ＳＰ元素，ＵＡ）Ｉ根据ＵＡ在会话中扮演的角色不同又可分为用户代理客户机（ｓｒＡｇｎｃｉｎ，ｕｅｅｔｌｔ简称ｅＵＡＣ）和用户代理服务器（ｅＡｇｅｕＳｒｎｔｓｒｅ，简称Ｕ）前者用于发起呼叫请求，ｅｖｒＡＳ，后者用于响应呼叫请求。而ＳＰ网络服务器又Ｉ分为３：代理服务器（ｒｘ）类ｐｏｙ、重定向服务器（ｅｉｅｔ、注册服务器（ｅｉｒｒｆｒｄｒｃ）ｒｇｓａ）Ｉｔ。ＳＰＩ可以用于邀请新的成员加入一个已经存在的会话，进行会话的管理，也可以用于

对TAKASIP协议的分析和改进

摘
要：会话初始化协议（Ｉ）ＳＰ提供了认证和协商会话密钥，能保证后续会话的安全。２１００年，ｏｎ等（ＯＮＹｏＹＯ
ＥＪＹＯＯ —，Ｋ— Ｙ．ＡｔｒｅｆｃｏｕｈｎｉａｅｅｇｅｍｅｔｓｈｍｅｆｒＳＰｏｅｌｔｃｒｅ．ＮＳ ’０：ｔＩｔｒａｉｎｌｈｅ・ｔｒａｔｅｔｔｄｋｙａｒｅｎｃｅｏＩｎｌｐｉｕｖｓａｃｉｃＳ１４ｈｎｅｎｔａｏ
ＡｓａｔｅｓｎＩｉａｏｒｔｏ（Ｉ）ｐｏｉｅａｔｅｔａｏｎｅｓｎｋｙａｒｅｅｔｏｅｓｒｔｅｕｉｆｂｔｃ：ＳｓｏｔｔｎＰｏｏｌＳＰｒｖｓｕｈｎｉｔｎａｄｓｓｉｅｇｅｍｎｔｎｕｅｈｓｃｒｙｏｒｉｎｉｉｃｄｃｉｏｅｔ
线点乘运算、１次椭圆曲线加法运算和最高６次哈希运算，有较高的运算效率。
关键词：密码学；￣＇－／协议；圆曲线密码系统；Ａｉ椭密钥协商；会话初始化协议
中图分类号：Ｎ１．４Ｔ９５０文献标志码：Ａ
ＣｒｐｔｎａｙｉｎｄｉｐｏｅｅｆＴＡＫＡｓｒｔｃｌｙａｌｓｓａｍｒｖｍｎｔｏＩｐｏｏｏＰ

SIP协议安全机制及其应用模型研究

ａｄｍｏｅｉｏｔｎ．ＢａｅｎｔｅｐｅｅｔｔｎｏｔｅｓｃｒｃａａｔｒｆＩ，ａｄａｍｉｇａｌｋｎｓｆｏｓｌｅｕｉｔｒａｓｈｎｒｍｐｒｔａｓｄｏｈｒｓｎａｉｏｆｈｅｕｉｈｒｃｅｓｏＳＰｎｉｎｔｌｉｄｏｐｓｉｅｓｃｒｈｅｔ，ｔｅｙｔａｂｙｔ
ｎｌｚｄｉｄｔｉａａｙｅｅａｌＷｉｅａａｙｉａｄｃａａｔｒｏｅｎｔｒ，ｔｉｐｌｄｍｏｅｒｓｎｅｄｄｓｒｅｅａｌｎ．ｔｔｌｓｈｃｅｆｈｅｗｏｋｈｓａｐｉｄｌｓｐｅｅｔｄａｅｃｂｄｉｄｔｉＡｔａｔｔｈｈｎｓｎｒｔｎａｅｉｎｉｎ．ｓｉｌ
ＡｂｔａｔＷｉｅｄｖｌｐｎｆｓｒｃ：ｔｔｅｅｏｍｅｔＮＧＮｉｈｈｓｏｔｔｈａｅｏｅｔｅｓｃｒｔｒｂｅｏｔｅＳＰａｐｉａｉｎｉｂｃｍｉｇｍｏｅｈｈｏｗｈｃａｆｗｉｓｒ，ｈｕｉｐｏｌｍｆｈＩｐｌｔｅｏｎｒＳｃｈｔｃｅｙｃｏｓ
用
营
皇

（最新）IMS的AKA鉴权机制

摘要：IP多媒体子系统(IMS)作为3G网络的核心控制平台，其安全问题正面临着严峻的挑战。IMS的接入认证机制的实现作为整个IMS安全方案实施的第一步，是保证IMS系统安全的关键。基于认证和密钥协商(AKA)的IMS接入认证机制是由因特网工程任务组(IETF)制定，并被3GPP采用，广泛应用于3G无线网络的鉴权机制。此机制基于“提问/回答”模式实现对用户的认证和会话密钥的分发，由携带AKA参数的SIP消息在用户设备(UE)和IMS网络认证实体之间进行交互，按照AKA机制进行传输和协商，从而实现用户和网络之间的双向认证，并协商出后续通信所需的安全性密钥对。

关键词：IP多媒体子系统；认证和密钥协商；会话初始协议；接入认证机制

Abstract:IPMultimediaSubsystem(IMS) has been accepted as the core control platform of the 3G network. Its security problems are facing severe challenges now. The implementation of IMS access authentication mechanism, which is considered to be the first step of the whole IMS security plan, is the key to the IMS system security access. The Authentication and Key Agreement (AKA)-based IMS access authentication mechanism is developed by the Internet Engineering Task Force (IETF) organization and adopted by the 3GPP organization, and is widely used in 3G wireless network authentication mechanism. It is based on the “challenge/response” mode to achieve the bidirectional authentication and session key distribution. The Session Initiation Protocol (SIP) messages, which are carried with AKA parameters, are transmitted through the User Equipment (UE) and IMS core functional entities according to the AKA mechanism for consultation, thus realizing the two-way authentication between user and network, as well as the security key pair for later communications.

SIP协议及其安全性研究

ＳＩＰｓｅｓｓｉｏｎｉｎｉｔｉａｔｉｏｎｐｒｏｔｏｃｏｌ，即初始会话协议）是ＩＥＴＦ提出的基于文本编码的ＩＰ电话／多媒体会议协议。用于建立、修改并终止多媒体会话。ＳＩＰ协议可用于发起会话。也可以用于邀请成员加入已经用其它方式建立的会话。
ＳＩＰ本身也是一个Ｃ／Ｓ协议。呼叫控制请求发出方称为客户，请求接受和处理方称为服务器。由于端系统既能发出呼叫，又能接受呼叫，因此ＳＩＰ端系统应包含一个客户协议程序和一个服务器协议程序，分别称为用户代理客户（ＵＡＣ，ＵＡｃｌｉｅｎｔ）和用户代理服务器（ＵＡＳ，ＵＡｓｅｒｖｅｒ）。
在网络中有两类基本服务器：①代理服务器（ｐｒｏｘｙｓｅｒｖｅｒ）：代表其他客户机发起请求，既源自文库当服务器又充当客户机的媒介程序。它在转发请求之前可能改写原请求消息中的内容。② 重定向服务器（ｒｅｄｉｒｅｃｔｓｅｒｖｅｒ）：接收ＳＩＰ请求，把请求中的原地址映射成零个或多个新地址，返回给客户机。

相关主题

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会话初始会话初始协议安全认证机制的协议安全认证机制的协议安全认证机制的分析分析分析与改进与改进

赵跃华赵跃华，，刘申君

(江苏大学计算机科学与通信工程学院，江苏镇江 212013)

摘要：通过分析会话初始协议相关认证机制，指出认证中可能存在的安全威胁，如离线密钥猜测攻击和Denning-Sacco 攻击。针对安全漏洞提出一种结合椭圆曲线密码的改进认证机制。安全性分析表明，改进的认证机制在提供客户端和服务器间双向认证的同时，能够完成会话密钥传递，确保认证的时效性，有效抵御离线密钥猜测攻击和Denning-Sacco 攻击。关键词关键词：：会话初始协议；认证；安全性；椭圆曲线密码；椭圆曲线离散对数问题

Analysis and Improvement of Secure Authentication Mechanism

for Session Initiation Protocol

ZHAO Yue-hua, LIU Shen-jun

(School of Computer Science & Telecommunications Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang 212013, China)

【Abstract 】Through analyzing the Session Initiation Protocol(SIP) authentication mechanism, this paper describes the vulnerability and possible attacks, such as off-line password guessing attacks and Denning-Sacco attacks. Aiming at such security problems, an improved SIP authentication scheme based on Elliptic Curve Cryptography(ECC) is proposed. Security analysis demonstrates that the improved scheme can provide mutual authentication, share the session key, guarantee the validity of authentication, effectively resist against off-line password guessing attacks and Denning-Sacco attacks.

【Key words 】Session Initiation Protocol(SIP); authentication; security; Elliptic Curve Cryptography(ECC); Elliptic Curve Discrete Logarithm Problem(ECDLP)

DOI: 10.3969/j.issn.1000-3428.2011.20.040

计算机工程 Computer Engineering 第37卷第20期

V ol.37 No.20 2011年10月

October 2011

·安全技术安全技术·· 文章编号文章编号：：1000—3428(2011)20—0114—03 文献标识码文献标识码：：A

中图分类号中图分类号：：TP309

1 概述

会话初始协议(Session Initiation Protocol, SIP)[1]是由Internet 工程任务组(Internet Engineering Task Force, IETF)开发的协议，是用于建立、修改和终止包括视频、语音等多种多媒体元素在内的交互式用户会话的应用层控制协议。由于SIP 采用文本形式表示消息，因此更容易受到消息模仿、篡改等多种安全威胁。在复杂、开放的因特网环境下，更有必要研究SIP 协议的安全机制。

本文首先分析了超文本传输协议(Hyper Text Transfer Protocol, HTTP)摘要认证和Durlanik 等提出的认证的具体流程，然后指出其各自在身份认证方面可能存在的安全隐患，并针对这些隐患对SIP 协议的认证机制进行改进。通过安全性分析证明认证机制抵御安全隐患的效能。

2 SIP 认证机制及存在的问题

2.1 HTTP 摘要认证

HTTP 摘要认证[2]在RFC3261中被建议用来完成SIP 的认证工作。它采用基于挑战-响应结构的认证机制。当服务器收到客户端的连接请求后，对客户端发起挑战，根据客户端对挑战信息的响应认证其身份。 2.1.1 认证流程

服务器和客户端双方预先共享一个密钥password(为了方便表示，下文中客户端用U 表示，服务器用S 表示)。

(1)U→S ：客户端发送一个请求到服务器。

(2)S→U ：服务器验证客户端身份的合法性，向客户端发送一个摘要挑战消息challenge ，该消息一般保护只用于本次挑战消息的随机数nonce 和作用域realm 等信息。

(3)U→S ：客户端根据收到的挑战消息challenge 中的nonce 、realm ，结合自己的用户名username 和共享密钥password ，通过一个单向哈希函数F 计算响应消息response ： F(nonce, username, realm, password)。通常，F 用于产生一个摘要认证信息，多数情况下是用MD5算法。然后，客户端将response 值发送给服务器。

(4)通过用户名，服务器在数据库中提取密钥，然后检验nonce 是否正确。如果正确，服务器计算F(nonce, username, realm, password)，将结果与收到的response 进行比较，如果匹配，服务器就认为客户端是合法用户。 2.1.2 HTTP 摘要认证协议的缺陷[3]

(1)服务器伪装攻击

如果用户无法验证服务器的身份是否合法，则容易受到伪装服务器攻击。当客户端收到服务器发来的challenge 消息时，随即回复response 。这样，一个伪装成服务器的攻击者便可轻易获得response ，并通过对伪装服务器收到的多个response 值进行分析，以离线猜测出用户的正确密码。

(2)离线密码猜测攻击

在HTTP 摘要认证的步骤(2)和步骤(3)中，若攻击者截获消息，可以很容易地得知nonce 、username 、realm 及response 的值，接着攻击者通过密码字典假设该密钥为password*，并计算F(nonce, username, realm, password*)，将结果与response 值进行比较，若不匹配，则重复猜测password*直到匹配。认

作者简介作者简介：：赵跃华(1958－)，男，教授、博士，主研方向：协议安全认证，信息安全；刘申君，硕士研究生

收稿日期收稿日期：：2011-03-10 E-mail ：zhaoyh@