3G鉴权介绍
10页1、3G鉴权介绍主要内容:1.3G网络与卡之间的鉴权流程12.3G鉴权算法33.USIM AUTHENTICATE 命令定义44.USIM卡上的鉴权实现91. 3G网络与卡之间的鉴权流程3G网络鉴权的整体流程下图所示,其中:图1 3G鉴权示意图USIM卡根据存储的K和网络侧送过来的AUTN、RAND,计算出XMAC,并与从网络侧得到的MAC相验证。如果MAC=XMAC,且SQN在正确的值域之内,USIM卡则返回RES至网络侧。网络侧将判断RES是否等于XRES,以实现网络对卡的鉴权,如果RES=XRES,USIM卡和网络侧将用CK与IK进行数据的传输。至此完成了USIM卡与网络侧间的双向认证。2. 3G鉴权算法3G鉴权采用MILENAGE算法。USIM鉴权包括两部分功能:(1)网络的双向鉴权:包括USIM卡对网络侧的认证以及网络侧对USIM卡的认证。(2)产生用于加密及数据完整性校验的对话密钥CK及IKMILENAGE算法如图所示:图2 MILENAGE算法图示的每一列代表一种特殊的安全函数,用fx表示,其中x指一种函数。这些不同的功能函数和它们的用途如下:f1 网络鉴权函数 MACf1*
2、 - 再-同步信息鉴权函数 MAC_Sf2 用户鉴权函数 RESf3 加密密钥离散函数 CKf4 完整性密钥离散函数 IKf5 匿名密钥离散函数 AKf5* - 用于再-同步信息的匿名密钥离散函数 采用序列号(SQN)机制是为了保证在鉴权之后所生成的密钥CK及IK的“新鲜”,在AuC/HLR中具备生成“新鲜”的SQN的机制,而在USIM卡中具备验证SQN是否“新鲜”的机制。USIM卡通过判断所接收到的SQN的值是否在一个正确的范围(由参数IND、L、Delta所确定)内,若是则采用已生成的CK、IK进行保密性和完整性的加密运算,若不是则请求AuC进行重同步以保证CK、IK的“新鲜”。K,OPc,L,D,c1-c5, r1-r5等参数的内容由运营商指定,并由运营商统一维护,从而保证算法的安全性。3. USIM AUTHENTICATE 命令定义功能描述该功能用于网络和USIM之间的鉴权过程。并且能生成相应的CK和IK。该命令使用保存在USIM中K进行计算。该命令只与USIM相关,除非USIM应用已经被选择和激活,并且当前目录为USIM ADF或其子目录,并且相应的PIN被正确校验,否则该
3、命令不能执行。该命令可以被用于两种安全语境:-3G安全语境:3G的鉴权参数 (RAND, CK, IK, AUTN) 是可用的(就是说用户设备位于UTRAN中,或者GSM的无线网接入到与3G兼容的或2G的VLR/SGSN中)。-GSM安全语境:只有GSM的鉴权参数可以获得(就是说用户设备位于GSM无线网中,并接入到非3G的VLR/SGSN中)3G 安全语境USIM首先计算匿名密钥AK = f5K (RAND) ,然后得到SQN = (SQN AK) AK。然后USIM计算XMAC = f1K (SQN | RAND | AMF),并比较其是否与在AUTN中的MAC值相同。如果值不同,则鉴权过程终止。然后USIM检查序列号是否符合要求。参见TS 33.102。如果USIM检查到序列号非法,这被认做是同步失败,USIM终止鉴权过程。在这种情况下,返回的数据为AUTS。注:AUTS = Conc(SQNMS) | MACS,(Conc(SQNMS) = SQNMS f5*K(RAND),MACS = f1*K(SQNMS | RAND | AMF))如果序列号在正确的范围内。USIM计算RE
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