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LTE安全体系结构 摘要：针对3GPP提出的LTE/SAE标准，研究了LTE/SAE安全体系架构。首先概述了LTE/SAE的基本网络架构，介绍了LTE/SAE较之UMTS网络的改进之处；其次，逐层介绍LTE/SAE的网络安全体系，包括安全架构，安全流程分析，鉴权与密钥协商过程，密钥体系，安全激活过程等；再者，指出了现阶段LTE/SAE安全体制存在的一些问题并进行了分析；最后对文献阅读方面做了总结。 关键词：3GPP；LTE/SAE；安全机制；密钥；鉴权 The Security Mechanism of LTE/SAE Abstract: The LTE/SAE security mechanism architecture is studied through the standard of LTE/SAE put forward by 3GPP. Firstly, the basic network structure of LTE/SAE is summarized and the advantage of LTE/SAE to UMTS is introduced. Secondly, the network security mechanism of LTE/SAE, security structure, the analysis of security procedure, authentication and key agreement, key hierarchy, security mode activation procedure, and so on, is introduced step by step. And then, some problems existing in the present security mechanism of LTE/SAE are shown and analyzed. At last, some summary is given on paper reading. Keywords: 3GPP (3rd Generation Partnership Project); LTE/SAE (long time evolution/system architecture evolution); Security Mechanism; Key; Authentication 1. 引言 1.1 LTE发展背景 伴随GSM等移动网络在过去的二十年中的广泛普及，全球语音通信业务获得了巨大的成功。目前，全球的移动语音用户已超过了18亿。同时，我们的通信习惯也从以往的点到点（Place to Place）演进到人与人。 个人通信的迅猛发展极大地促使了个人通信设备的微型化和多样化，结合多媒体消息、在线游戏、视频点播、音乐下载和移动电视等数据业务的能力，大大满足了个人通信和娱乐的需求。 另外，尽量利用网络来提供计算和存储能力，通过低成本的宽带无线传送到终端，将有利于个人通信娱乐设备的微型化和普及。GSM网络演进到GPRS/EDGE和WCDMA/HSDPA网络以提供更多样化的通信和娱乐业务，降低无线数据网络的运营成本，已成为GSM移动运营商的必经之路。但这也仅仅是往宽带无线技术演进的一个开始。WCDMA/HSDPA与GPRS/EDGE相比，虽然无线性能大大提高，但是，在IPR的制肘、应对市场挑战和满足用户需求等领域，还是有很多局限。 由于CDMA通信系统形成的特定历史背景，3G所涉及的核心专利被少数公司持有，在IPR上形成了一家独大的局面。专利授权费用已成为厂家承重负担。可以说，3G厂商和运营商在专利问题上处处受到制肘，业界迫切需要改变这种不利局面。 面对高速发展的移动通信市场的巨大诱惑和大量低成本，高带宽的无线技术快速普及，众多非传统移动运营商也纷纷加入了移动通信市场，并引进了新的商业运营模式。例如，Google与互联网业务提供商（ISP）Earthlink合作，已在美国旧金山全市提供免费的无线接入服务，双方共享广告收入，并将广告收入作为其主要盈利途径，Google更将这种新的运营模式申请了专利。另外，大量的酒店、度假村、咖啡厅和饭馆等，由于本身业务激烈竞争的原因，提供免费WiFi无线接入方式，通过因特网可以轻易的查询到这类信息。最近，网络服务提供商“SKYPE”更在这些免费的无线宽带接入基础上，新增了几乎免费的语音及视频通信业务。这些新兴力量给传统移动运营商带来了前所未有的挑战，加快现有网络演进，满足用户需求，提供新型业务成为在激烈的竞争中处于不败之地的唯一选择。 与此同时，用户期望运营商提供任何时间任何地点不低于1Mbps的无线接入速度，小于20ms的低系统传输延迟，在高移动