移动通信系统中的若干安全问题研究

论文摘要

随着移动通信技术的不断发展,应用领域也更加广泛。从传统的语音服务,不断向数据服务、多媒体服务等内容扩展,同时将进一步和Internet融合。由于服务内容的多样性,安全问题也显得更加突出。本文对移动通信系统中的安全问题进行了比较深入的研究,内容包括第三代移动通信系统中的安全问题研究、移动IPv4中的安全问题研究和移动IPv6中的安全问题研究。主要成果有:1.对第三代移动通信安全体系进行了分析,并针对3GPP报告提出的3G认证与密钥分配协议进行了改进,加强了服务网络之间数据传输的安全性。2.在认证机制中引入公钥密码体制,提出了一个基于公钥密码体制的3G认证与密钥分配协议。3.分析了移动IPv4中的主要安全性,针对移动结点注册过程的认证性,提出了安全的移动结点注册协议,解决了注册过程中通信实体间的认证,保证传输消息的新鲜性,防止了假冒攻击和重放攻击。4.针对移动环境的AAA(Authentication, Authorization, Accounting)需求,提出了集成AAA的移动IP注册方案,实现了移动结点帐户信息传输的安全保障。5.分析了移动IPv6中的路由优化机制对绑定更新认证的安全性需求,引入基于ID的加密体制,设计了基于路由加密的绑定更新认证方案,以移动结点的转交地址作为公钥,由家乡代理HA作为密钥生成中心,避免了对PKI的依赖。6.研究了密码生成地址(CGA)技术,对CAM协议进行了分析,提出了一种改进的CAM协议,强化了通信实体间的认证。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 移动通信系统发展现状
• 1.2 移动通信系统中的安全问题
• 1.3 本文主要工作及结构安排
• 第二章 第三代移动通信系统安全体系
• 2.1 安全原则与安全目标
• 2.1.1 安全原则
• 2.1.2 安全目标
• 2.2 安全结构
• 2.3 认证与密钥分配协议
• 2.3.1 移动用户身份鉴别
• 2.3.2 认证与密钥协商协议
• 2.4 数据的完整性与机密性保护
• 2.4.1 数据的完整性保护
• 2.4.2 数据的机密性保护
• 2.5 合法的侦听服务
• 2.6 小结
• 第三章 认证与密钥分配协议分析与改进
• 3.1 基本协议分析
• 3.2 一种改进的3G 认证与密钥分配协议
• 3.2.1 改进的协议
• 3.2.2 安全性分析
• 3.3 基于公钥体制的 3G 认证与密钥分配协议
• 3.3.1 公钥证书的分配与系统的初始化
• 3.3.2 协议的描述
• 3.3.3 安全性分析
• 3.4 小结
• 第四章 移动IPv4的安全性设计
• 4.1 移动 IPv4 基本工作原理
• 4.2 移动安全性需求
• 4.2.1 移动用户的认证与注册过程的安全性考虑
• 4.2.2 与 IPSec 的结合
• 4.3 移动 IP 注册过程的安全性设计
• 4.3.1 相关工作
• 4.3.2 移动 IP 安全注册协议
• 4.4 集成 AAA 的移动 IP 注册方案
• 4.4.1 移动IP 中的AAA 需求
• 4.4.2 引入 AAA 模型的移动 IP 注册协议
• 4.4.3 基于 ID 的安全会话密钥交换模式
• 4.4.4 基于 AAA 的扩展身份密钥机制
• 4.4.5 新的方案
• 4.5 小结
• 第五章 移动 IPv6 安全性设计
• 5.1 移动 IPv6 协议
• 5.1.1 IPv6 对 IPv4 的改进
• 5.1.2 移动 IPv6 的基本原理
• 5.2 移动 IPv6 中的安全性分析
• 5.2.1 移动 IPv6 中的主要保护机制
• 5.2.2 移动 IPv6 中的主要安全威胁
• 5.3 基于路由的绑定更新认证
• 5.3.1 基于返回路由性测试的绑定更新认证
• 5.3.2 基于地址令牌的绑定更新认证
• 5.3.3 基于公钥的绑定更新认证
• 5.3.4 基于路由加密的绑定更新认证
• 5.4 基于密码生成地址的绑定更新认证
• 5.4.1 密码生成地址（CGA）
• 5.4.2 CAM 协议
• 5.4.3 基于安全代理的 BU 认证协议
• 5.4.4 改进的 CAM 协议
• 5.5 小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在攻读博士学位期间完成的论文和科研工作