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文檔簡介
1、隨著移動通信的快速發(fā)展,作為 LTE網(wǎng)絡(luò)中的一種新型無線通信模式,終端直接通信(D2D)受到了運營商和研究者的廣泛關(guān)注。憑借著能夠增加蜂窩系統(tǒng)的頻譜利用率、減輕蜂窩小區(qū)基站負荷、降低終端和基站發(fā)射功率以及提升系統(tǒng)整體性能等優(yōu)勢,終端直接通信有著巨大的發(fā)展前景。盡管對D2D通信的研究正在進行,但目前對其安全方面的研究還關(guān)注不夠。為確保D2D通信的保密性和完整性,用戶設(shè)備間應(yīng)當(dāng)進行雙向認證并協(xié)商出會話密鑰。針對此問題部分學(xué)者從物理層安全的角
2、度開展了研究工作,這種思路更適用于無網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的環(huán)境,且存在無法認證通信主體身份和計算復(fù)雜的問題。本文從應(yīng)用層的角度對蜂窩網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的D2D通信的認證和密鑰協(xié)商機制進行了深入研究,結(jié)合D2D通信的流程給出了一對一通信和一對多通信場景下的相關(guān)方案,所取得的主要研究成果如下:
1.對D2D一對一通信的認證與密鑰協(xié)商機制進行了研究。論文中結(jié)合D2D一對一通信的實際過程,提出了一種認證和密鑰協(xié)商方案。該方案在設(shè)備的注冊階段,終端設(shè)備
3、和鄰近服務(wù)功能模塊首先通過3GPP的通用認證架構(gòu) GAA的 GBA過程生成預(yù)共享主會話密鑰,然后利用此主密鑰完成D2D應(yīng)用的注冊、設(shè)備發(fā)現(xiàn)和密鑰協(xié)商流程。經(jīng)分析表明,該方案利用GAA在D2D一對一通信的基礎(chǔ)上完成了兩個設(shè)備的認證和密鑰協(xié)商,安全上保證了數(shù)據(jù)的機密性和完整性、能抗重放攻擊,從而確保雙方通信的安全。性能上與未采用安全通信的普通D2D通信的流程相比,在通信量和計算量上有所增加,但是仍然具有較好的可用性。
2.對D2D
4、一對多通信的密鑰協(xié)商機制進行了研究。在D2D一對多通信的媒體業(yè)務(wù)中,為了業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的安全,發(fā)起設(shè)備與其他多個設(shè)備需要共享一個會話密鑰。論文提出了一種適用于D2D一對多通信的認證密鑰協(xié)商方案。該方案中鄰近服務(wù)功能模塊分別與群組中各終端設(shè)備通過通用認證架構(gòu)GAA生成預(yù)共享密鑰,并通過廣播向群組設(shè)備分發(fā)計算群組主密鑰所需的必要信息。利用上述信息,D2D通信設(shè)備可獨立計算出安全的媒體業(yè)務(wù)所需的群組主密鑰,發(fā)起設(shè)備再生成一個用于一對多會話的群組會
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