LTe-R系統(tǒng)中身份認(rèn)證協(xié)議的研究.pdf

1、隨著高速鐵路運(yùn)營(yíng)速度的不斷提高，高速鐵路移動(dòng)通信系統(tǒng)的技術(shù)要求也越來(lái)越高，演進(jìn)問(wèn)題也越發(fā)突出。目前國(guó)際鐵路聯(lián)盟提出高速鐵路移動(dòng)通信將由GSM-R直接向LTE-R演進(jìn)，而不需要過(guò)渡到3G。因此，LTE-R采用的新技術(shù)成為眾多團(tuán)體和個(gè)人的研究熱點(diǎn)，而其中的安全問(wèn)題更顯愈加重要，新一代高速鐵路移動(dòng)通信系統(tǒng)在借鑒GSM-R認(rèn)證協(xié)議優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，如何避開(kāi)協(xié)議中存在的安全隱患顯得更加迫切。
　　身份認(rèn)證作為保護(hù)網(wǎng)絡(luò)通信安全的第一道關(guān)卡，是整個(gè)系

2、統(tǒng)安全架構(gòu)的重要組成部分。目前，鐵路移動(dòng)通信系統(tǒng)GSM-R身份認(rèn)證協(xié)議存在單向認(rèn)證、會(huì)話密鑰以明文形式傳輸?shù)葐?wèn)題，LTE-R通過(guò)借鑒UMTS身份認(rèn)證和密鑰協(xié)商的信令流程，克服了GSM-R系統(tǒng)中單向認(rèn)證等缺陷，為鐵路移動(dòng)通信提供更為強(qiáng)大的安全保障。
　　然而，改進(jìn)的LTE-R身份認(rèn)證在繼承UMTS的優(yōu)勢(shì)外，仍然存在諸多缺陷。首先，由于LTE-R安全機(jī)制基于私鑰密碼體制，密鑰管理困難，可擴(kuò)展性差，隨著無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的不斷擴(kuò)大與發(fā)展，密鑰管理

3、變得越來(lái)越復(fù)雜;其次，LTE-R身份認(rèn)證中，用戶需要給服務(wù)網(wǎng)絡(luò)提供明文的身份信息，攻擊者可以通過(guò)收集IMSI，從而獲得更多的用戶信息。再次，認(rèn)證協(xié)議中并沒(méi)有涉及到對(duì)使用者的信任問(wèn)題。
　　本文首先介紹LTE-R引入的關(guān)鍵技術(shù)以及實(shí)現(xiàn)效果，分析其身份認(rèn)證安全機(jī)制以及存在的缺陷?；谝陨咸岬降牟糠秩毕?，分別從服務(wù)網(wǎng)絡(luò)對(duì)使用者的辨別、對(duì)移動(dòng)終端的認(rèn)證兩個(gè)方面提出基于自驗(yàn)證公鑰的接入認(rèn)證方案。對(duì)于使用者的認(rèn)證，只有注冊(cè)用戶得到認(rèn)證中心的認(rèn)

4、可后，憑借自己登記的身份信息接入網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通話，獲取網(wǎng)絡(luò)資源，針對(duì)這一部分，本文使用C++語(yǔ)言編寫出注冊(cè)和認(rèn)證的界面。對(duì)于服務(wù)網(wǎng)絡(luò)對(duì)移動(dòng)終端的認(rèn)證，根據(jù)接入的不同場(chǎng)景，設(shè)計(jì)了首次認(rèn)證、重新認(rèn)證和切換認(rèn)證三種認(rèn)證策略，滿足不同認(rèn)證環(huán)境的需求。并分別從安全和效率方面，與UMTS等身份認(rèn)證機(jī)制進(jìn)行了定性和定量的比較。
　　最后，運(yùn)用MyEclipse平臺(tái)，通過(guò)Java編程語(yǔ)言對(duì)本文設(shè)計(jì)的身份認(rèn)證協(xié)議采用的算法進(jìn)行實(shí)現(xiàn)和測(cè)試，并對(duì)測(cè)試