cdma2000系统用户身份认证协议研究与实现

论文摘要

随着移动通信系统的迅速发展和广泛应用,与其相关的安全问题引起了人们越来越多的关注。移动通信系统的安全防护主要可以分为认证和保密两个方面,其中认证解决的是通信对象身份真实性的判定问题,而保密则提供了通信内容对于无关人员的不可知性。移动通信系统的认证安全是系统安全的基础和前提。 本文结合国家863项目“cdma2000试验系统研究与开发”,以话音业务和分组业务两种情况下的用户身份认证为研究线索,首先从理论上深入地研究了cdma2000系统话音业务下用户身份认证协议和EV-DO系统用户身份认证协议,并完成了CMT系统中相关认证功能模块的设计和实现,最后重点对cdma2000系统话音业务下两种身份认证协议的安全性进行了分析和研究。 cdma2000系统话音业务用户身份认证协议又分为两种,一种是在目前cdma2000 1x系统中广泛使用的身份认证协议,另一种是借鉴了3GPP提出的安全性更高的第三代身份认证协议。对于第一种认证协议,深入研究了该协议的基本原理和主要过程,并在此基础上完成了该协议的总体设计与部分实现。而对于第二种认证协议,重点研究了该协议的过程、参数和算法,特别是协议二中所引入的新的保护机制。 考虑到移动IP技术和移动通信技术的融合是未来移动通信系统发展的必然趋势,作者又对EV-DO系统中的用户身份认证协议进行了研究。与cdma2000系统话音业务中的身份认证相比,EV-DO中的用户身份认证更为复杂,它至少要进行两次认证,一次是接入网络对用户的认证,另一次是外部IP网络对用户进行的二次认证。其中,按照分组数据业务类型的不同,又分别研究了简单IP和移动IP两种方式下的终端认证问题。最后,在理沦研究的基础上对PDSN中的认证模块进行了设计和实现。 安全协议的分析问题是目前信息安全领域研究的热点和难点。常用的分析方法包括攻击分析法和逻辑分析法,文中分别使用了这两种方法对cdma2000系统中的两种身份认证协议（在本文中分别称为协议一和协议二）的安全性进行了分析。首先,作者提出了基于共享密钥的询问/应答模式的认证协议成功的三个必要条件;然后根据这些必要条件对协议一从攻击方法的角度进行了分析,指出了可能的攻击方法及其操作过程,并提出了改进的措施。针对协议一存在的漏洞,在分析了协议二所采取的改进方法后,作者给出了协议二在形式化逻辑AUTLOG下的有效性证明。 最后,作者对cdma2000系统的身份认证机制进行了总结,提出了身份认证协议设计和分析的一般原则,并对相关领域的未来研究方向进行了分析和展望。

论文目录

• 目录
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• §1.1 课题背景
• §1.2 课题概述
• §1.3 本文的结构和安排
• 第二章 认证概论
• §2.1 认证与认证协议
• §2.2 认证中的密码算法
• §2.3 认证协议分析方法
• §2.4 本章小结
• 第三章 CDMA2000系统身份认证协议研究与实现
• §3.1 CDMA2000lx系统结构
• §3.2 身份认证协议一的基本过程、参数和算法
• §3.3 身份认证协议二的基本过程、参数和算法
• §3.4 CMT系统中协议一基站部分的设计与实现
• §3.5 本章小结
• 第四章 EV-DO系统终端认证机制研究与实现
• §4.1 EV-DO系统结构
• §4.2 接入网络对接入终端的身份认证
• §4.3 接入终端接入IP网络时的身份认证
• §4.4 CMT系统PDSN中认证模块的设计与实现
• §4.S 本章小结
• 第五章 CDBA2000系统身份认证协议安全问题研究
• §5.1 协议一的攻击方法研究
• §5.2 协议二的AUTLOG逻辑分析研究
• §5.3 本章小节
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 1 文中涉及的英文缩略语
• 2 研究生阶段论文发表情况统计