面向3G-WLAN互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的安全協(xié)議研究.pdf

1、近幾年來(lái)，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)的日趨演進(jìn)，各種無(wú)線技術(shù)在相互角逐的同時(shí)，也正在逐步走向互補(bǔ)融合。未來(lái)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)必然是在保留現(xiàn)有各種無(wú)線技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)一種統(tǒng)一的移動(dòng)管理機(jī)制進(jìn)行整合，從而為用戶提供無(wú)時(shí)無(wú)刻、無(wú)所不在的網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)。3G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)作為移動(dòng)通信技術(shù)的代表，能在廣域范圍內(nèi)提供較好的漫游服務(wù)，但是它提供的數(shù)據(jù)傳輸速率以及網(wǎng)絡(luò)帶寬較小，費(fèi)用較高。WLAN作為另一種常見(jiàn)的無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)，能提供相對(duì)較高的速率，適合于多媒

2、體信息的傳輸，并且價(jià)格較低，但是它的網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍較小。3G和WLAN的互聯(lián)能充分發(fā)揮兩者的互補(bǔ)特性，為用戶提供更好的網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)。實(shí)現(xiàn)3G和WLAN的互聯(lián)是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要考慮許多關(guān)鍵性問(wèn)題，其中安全是需要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題之一。3G-WLAN互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)需要一種與底層技術(shù)無(wú)關(guān)的接入認(rèn)證和計(jì)費(fèi)機(jī)制，在用戶初次接入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，需要對(duì)用戶進(jìn)行合法性驗(yàn)證，在用戶接受服務(wù)過(guò)程中，需要對(duì)用戶安全地進(jìn)行計(jì)費(fèi)。本文主要基于對(duì)匿名認(rèn)證和非否認(rèn)性計(jì)費(fèi)的研

3、究，提出了對(duì)現(xiàn)有3GPP規(guī)范中的接入認(rèn)證和計(jì)費(fèi)協(xié)議的改進(jìn)，取得了以下研究成果：
　　 ⑴提出了一個(gè)針對(duì)3G-WLAN互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的WLAN匿名接入認(rèn)證協(xié)議。協(xié)議基于代理簽名和橢圓曲線加密技術(shù)，通過(guò)讓部分用戶設(shè)備隨機(jī)地共享由歸屬網(wǎng)絡(luò)分配的代理簽名密鑰對(duì)，實(shí)現(xiàn)了用戶設(shè)備和3GPP AAA Server的相互認(rèn)證，用戶設(shè)備和3GPP AAA Server之間的主密鑰協(xié)商，以及UE和WLAN接入網(wǎng)之間的會(huì)話主密鑰安全分發(fā)，同時(shí)解決了原協(xié)議中

4、存在的用戶身份泄露、拒絕服務(wù)攻擊和虛假接入點(diǎn)攻擊等安全問(wèn)題。
　　 ⑵提出了一個(gè)針對(duì)3G-WLAN互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的WLAN接入快速重認(rèn)證協(xié)議。協(xié)議采用雙哈希鏈機(jī)制不但實(shí)現(xiàn)了用戶設(shè)備和3GPP AAA Server之間的雙向認(rèn)證以及用戶設(shè)備和WLAN接入網(wǎng)之間的會(huì)話密鑰安全分發(fā)，還解決了原協(xié)議中WLAN接入網(wǎng)無(wú)法過(guò)濾非法認(rèn)證請(qǐng)求、不能抵抗對(duì)歸屬網(wǎng)絡(luò)的拒絕服務(wù)攻擊的問(wèn)題。接著針對(duì)重認(rèn)證最大次數(shù)受限于哈希鏈鏈長(zhǎng)的問(wèn)題，提出了一種樸素可再生哈

5、希鏈技術(shù)。與基于一次性簽名的可再生哈希鏈技術(shù)相比，樸素可再生哈希鏈技術(shù)能有效降低哈希鏈再生引起的額外計(jì)算和通信負(fù)載。
　　 ⑶提出了一種快速3GPP接入認(rèn)證協(xié)議。協(xié)議在3GPP接入認(rèn)證過(guò)程中充分利用了之前WLAN接入認(rèn)證的結(jié)果，減少了用戶設(shè)備和3GPP AAA Server之間的消息交互，降低了通信負(fù)載和能量消耗。同時(shí)由于省略了EAP-AKA過(guò)程，沒(méi)有消耗認(rèn)證矢量，因此也減輕了HSS/HLR的工作負(fù)擔(dān)。
　　 ⑷提出了一