3GPP+LTE区间安全切换技术研究.pdfVIP

3GPP LTE区间安全切换技术研究 石清泉 蒋睿 杨晓辉 东南大学信息科学与工程学院，南京，210096 LTE区间切换方式的分析，指出切换 摘要通过对E-UTRAN架构及3GPP 中可能存在的安全缺陷，即存在伪冒UE攻击与重放攻击，使得UE与源基站、 UE与目标基站之闻的认证正确性不能保证。由此，本文提出了一种改进方案 柬克服伪冒UE攻击与重放攻击，并分析了该改进方案的安全性。 关键词3GPPLTE切换安全 一、引 言 虽然3G在全球范围内还处于刚开始大规模部署的阶段，但国际上早已展开了对下 一代通信技术(4G)的研发。随着无线通信技术的不断发展，以OFDM技术为代表的各 项新技术在近几年成为热点，并且逐渐走向产业化。为了满足用户需求和应对宽带接入 技术的挑战，国际标准化组织3GPP(third project)在2004年底启 generationpartnership 动了其长期演进LTE技术的标准化工作。从2004年12月初，在加拿大多伦多．3GPP Term 立项开始UTRAUTRAN Long 3GPP将冻结LTE第一版本的绝大部分内容，并于2008年9月完成除终端测试规范的 所有标准。 3GPP LTE的标准发布以后，很多学者对3GPPLTE区间切换方式等方面做了很多 研究，但是针对区间切换的安全性的研究相对来说就很少了。本文通过分析E-UTRAN 网络架构[1]及最常用的区间切换具体流程[2矗]，发现其存在UE、源基站与目标基站之间 认证的缺陷，并针对这些缺陷提出了改进，减弱了伪冒性攻击和重放攻击，最后分析了改 进的有效性。本文的第二部分对E-UTRAN网络架构做了简单介绍，第三部分详细描述 了3GPPLTE区间切换的流程，第四部分针对切换过程的缺陷，提出改进并进行分析，第 五部分总结全文。 二、3GPPLTE网络架构 3GPP division multi— hogonalfrequency input pie output，多输人多输出)作为其无线网络演进的唯一标准。在20MHz频谱带宽下能 小区容量和降低系统延迟。 3GPP LTE采用由NodeB构成的单层结构，这种结构有利于简化网络和减小延迟， ·552· 实现了低时延，低复杂度和低成本的要求。3GPP初步确定3GPPLTE的架构如图1所 示，也叫演进型UTRAN结构(E-UTRAN)。 Sl 1 }E-LrrRAN J 图1 E-UTRAN网络架构 图1中，上层的MME(mobilitymanagement planeentity，用户面实体)都属于EPC(evolvedpacketcore，演进型分组中心)，下层就是 个eNB。S1与X2都是逻辑接口。 三、3GPPLTE区间切换方法 3GPP LTE区间切换机制是保证移动终端正常通信的必要保证。切换发生在一次 通信过程中，当终端不通信时就不需要切换[4]。从MS(mobilestation，移动终端)的角度 来看，切换是将正在进行的呼叫或会话从一个物理信道转换到另一个物理信道的过程。 也就是说，当