移动网络安全LTE安全标准与协议课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《移动网络安全LTE安全标准与协议课件.ppt》由用户(晟晟文业)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 移动 网络安全 LTE 安全标准 协议 课件
- 资源描述:
-
1、移动移动 网络安全标准与协议网络安全标准与协议1主要内容 EPS 安全综述安全综述 EPS AKA与与S.M.C过程过程 EPS MM程与程与HO过程中的安全过程中的安全 EPS KDF EPS EEA1/2/3与与EIA/1/2/3算法算法2安全系统的两大基本问题密钥的管理与安全算法的管理独立进行安全密钥的管理安全算法的管理产生传递更新存贮新鲜性AKAHO加密算法的选择完整性算法选择算法的更新算法的存贮新鲜性SMC及HO3EPS 安全目标 双向认证 防止中间人攻击 网络将UE的安全能力通过I.P.方式传递给UE,UE检验是否受到修改。多安全算法 安全隔离 足够强度的密钥长度 目前定义为128
2、位,但可容易更新到256位。向下兼容,但要有更高的安全强度 支持USIM卡,但不支持SIM卡 保持Key的新鲜性 COUNT不允许反转 两套安全上下文以支持ISR USIM与ME同时支持两套安全上下文4EPS的最新特性:安全隔离的最新特性:安全隔离保证非安全的影响最小化,当一个局部出现不安全时,不影响其它部分的安全性不同算法之间的安全隔离多安全算法,当一个算法不安全时,启用另一个安全算法。不同的PLMN之间安全隔离Kasme的计算需要PLMN-Id当PLMN发生改变,所有的Key及AV全部更新不同的MME之间的安全隔离当MME发生改变时,NAS S.C.可更新不同的ENB之间的安全隔离当ENB
3、发生改变时,AS S.C.全部更新不同的S.C.的安全隔离在LTE内,当一个S.C.成为Current,原来的Current S.C.就删除,不再使用。在LTE内,当创建一个新的S.C.则覆盖Non-Current S.C.当UE从GERAN/UTRAN切换到LTE后,一进入Idle或Detach,则旧RAT的S.C.删除。所有Key的计算都是单向函数当一个Key被破解了,其父Key不位被破解。5LTE/EPS加密与完整性保护 NASRRCUEENBS-GWMME加密与完加密与完整性保护整性保护加密与完加密与完整性保护整性保护加密或不加密,加密或不加密,没有完整性保护没有完整性保护NDS/IP
4、(TS33.210)用户平面用户平面6LTE/EPS加密与完整性保护 NAS的加密(可选)KNASCenc:NAS Ciphering Algorithm NAS的完整性保护 KNASint:NAS Integrate Protection Algorithm RRC的加密(可选)KRRCenc:RRC Ciphering Algorithm RRRC的完整性保护 KRRCint:RRC Integrate Protection Algorithm UP的加密(可选)KUPenc:UP(=RRC)Ciphering Algorithm7 USIM/AuC UE/MME KASME K KUPe
5、nc KeNB/NH KNASint UE/HSS UE/eNB KNASenc CK,IK KRRCint KRRCenc 8ME及USIM卡的能力 E-UTRAN不能使用,因此不能接入到LTE系统中,也就是2G的SIM卡不能用于LTE的UE中。只可实现GERAN与UTRAN之间的移动性 E-UTRAN可以使用,因此可实现GERAN、UTRAN与E-UTRAN之间的移动性 E-UTRAN可以使用,因此可实现GERAN、UTRAN与E-UTRAN之间的移动性 SIMMEGERANUTRANE-UTRAN USIMMEGERANUTRANE-UTRAN E-USIMMEGERANUTRANE-U
6、TRANEMM S.C.能够存放EMM S.C.的USIM为E-USIM9USIM,ME及EPS S.C.USIM产生的CK,IK传递给ME,ME产生EPS S.C.(如Kasme等)ME产生的EPS S.C.是在Votile Memeory中,进入Detach时,将Kasme,Knasenc,Knasint,NAS Count,eKSI写入到ME中的Non-Votile Memeory中。USIM产生的CK,IK传递给ME,ME产生EPS S.C.(如Kasme等)ME产生的EPS S.C.是在Votile Memeory中,进入Detach时,将Kasme,Knasenc,Knasint,
7、NAS Count,eKSI写入到E-USIM中的Non-Votile Memeory中。USIMMECK,IK E-USIMMEEMM S.C.EPS S.C.CK,IKEPS S.C.10删除ME中存储的EPS S.C.(E-)USIMMEEPS S.C.当ME中有EPS S.C.,当下面的情形出现时,则ME中的EPS S.C.与卡中的数据均出现冲突。开机状态下:卡被拨出,关机状态下:换上另一张(E-)USIM卡时,关机状态下:卡被拨出为了解决上面的三个问题,就直接(在开机后)删除ME中存储的EPS S.C.开机状态下卡被拨出开机状态下卡被拨出关机状态下关机状态下USIM卡被换成另一个卡卡
8、被换成另一个卡关机状态下卡被拨出关机状态下卡被拨出11USIM,ME及S.C.及IRAT移动性GERAN/UTRAN的3G S.C.与EPS S.C.是相互独立的。即使将一个映射到另一个时,就成为另外一个类型,而原来的类型不变,即两者还是独立的。当UE从LTE进入(HO或Idle的RAU)到GERAN/UTRAN后,SGSN执行UMTS AKA后,会出现两个S.C.,一个用于GERAN/UTRAN,而另一个用于EPS,这两个S.C.是独立的。若SGSN不执行UMTS AKA,则SGSN一直使用从EPS S.C.映射过来的3G S.C.,并且将此映射的3G S.C.替代所有的原来SGSN及UE上
9、的3G S.C.然后,当UE从GERAN/UTRAN通过HO到LTE后,UE使用的是从3G S.C.映射过来的Mapped EPS S.C.;若前面SGSN没有执行UMTS AKA,则UE将原来的EPS S.C.映射为Mapped 3G S.C.,此时使用的Mapped EPS S.C.是在此Mapped 3G S.C.的再次映射,而此时最初的EPS S.C.还是有效的但是进入了Non-Current状态。若此后,UE进入Idle状态后,再次进入连接状态,则使用原来的EPS S.C.2次Mapped的EPS S.C.被删除(但Mapped 3G S.C.还是不作任何的变化)若UE从GERAN/
10、UTRAN通过Idle的TAU进入到LTE,则UE使用EPS S.C.,而3G S.C.(包括(E-)USIM中的CK,IK)不作任何的变化。USIMME E-USIMMEEMM S.C.EPS S.C.3G S.C.CK,IK,KSI3G S.C.CK,IK,KSIEPS S.C.12Type of EPS Security ContextSecurity ContextFull native SCPartial Native SC没有确定NAS完整保护算法及加密算法Mapped SCCNCNCC13Security ContextSecurity ContextEPSNAS Securit
11、y ContextEPSAS Security ContextAS keys&IDNHNCCthe identifiers of the selected AS cryptographic algorithms&counters used for replay protection KASME,KSIasmeUE security capabilities UL&DL NAS COUNTKnas-int&Knas-enc&identifiers of the selected NAS integrity&encryption algorithms.Full EPS14EPS S.C.状态的转移
12、在EPS中,最多只能有一个Current及一个Non-Current EPS S.C.当AKA产生一个Non-Current EPS S.C.时,若存在其它Non-Current,则覆盖之前的。通过NAS S.M.C.将一个Non-Current的EPS S.C.激活为Current时,新激活的EPS S.C.覆盖之前的Current EPS S.C.(可能是Native,也可能是Mapped)。但是当UE从GERAN/UTRAN切换到E-UTRAN时,UMTS S.C.是映射到EPS S.C.并自动成为Current EPS(mapped)S.C.,同时原来LTE中的Current EPS
13、native S.C.就自动地变为Non-Current,并覆盖原来的Non-Current。这是一个很大的不同的。Native EPS S.C.CurrentNon-CurrentFull(Knas)Partial(no Knas)Mapped EPS S.C.Full(Knas)Partial(no Knas)AKANAS SMC从从GERAN/UTRAN切换到切换到LTE从从GERAN/UTRAN切换到切换到LTE15EPS UE与EMM S.C.当UE关机或进入DEREGISTER状态时,EMM S.C.只能放入到ME中的Non-Votile Memeory中。当UE开机时,使用ME中
14、的EMM S.C.当UE关机或进入DEREGISTER状态时,ME中的EMM S.C.必须存放到USIM中的Non-Votile Memeory中并标识有效,还标识ME中的S.C.无效(相当于删除)。当UE开机时,使用USIM中的EMM S.C.(如果标识为有效).UMTSUSIME-UTRANMEE-UTRANUSIME-UTRANMEEMM S.C.EMM S.C.EMM S.C.16Current EPS S.C.的选择与激活 If the MME receives a TAU Request or Attach Request protected with a non-current
15、full EPS security context,then this context becomes the current EPS security context and the MME shall delete any existing current EPS security context.After a successful run of a NAS SMC relating to the eKSI associated with an EPS security context,this context becomes the current EPS security conte
16、xt and shall overwrite any existing current EPS security context.17S.C.的类型与状态的关系Non-CurrentCurrentFull Mapped EPS S.C.Not allowed当UE从GERAN/UTRAN通过HO进入到E-UTRAN中。当UE从G/U通过Idle TAU(或先是HO进入E然后进入Idle)进入E时,若UE有Full Native S.C.时,UE应当使用这个Full Native S.C.,否则,UE使用Mapped EPS S.C.Partial(Native)EPS S.C.执行了EPS A
17、KA过程,但没有通过NAS S.M.C过程激活使用此KSIasme。Not allowedFull native EPS S.C.执行了EPS AKA过程,并且通过NAS S.M.C过程激活Kasme0,此时Kasme0是Full Native Current。但UE进入GERAN/UTRAN后通过UMTS AKA及S.M.C过程激活了UMTS S.C.,当UE切换到回LTE时,Mapped EPS S.C.成为Current时,则Kasme0就成为了Non-Current。执行了EPS AKA过程,并且通过NAS S.M.C过程激活使用此KSIasme。18Storage S.C.in th
18、e UE during power-offS.C.in the ME volatile Memory USIMME NV-MEMEMM capable in USIMNo EMM capable in USIMFull native EPS S.C.Full native S.C is Stored and markedvalidN/AAny native S.C.is marked invalid or removed.N/AYesFull native S.C is Stored and markedvalidFull mapped EPS S.C.or partial native EP
19、S S.C.Any native S.C.is marked invalid or removed.19主要内容 EPS 安全综述安全综述 EPS AKA与与S.M.C过程过程 EPS MM程与程与HO过程中的安全过程中的安全 EPS KDF EPS EEA1/2/3与与EIA/1/2/3算法算法20EPS Authentication and Key Agreemen UEMMEHSSGenerate authenticationvectors AV(1.n)Store authentication vectorsSelect authentication vector AV(i)Authe
20、ntication data requestAuthentication data responseAV(1.n)User authentication requestKSIasme,RAND(i)|AUTN(i)User authentication responseRES(i)Compare RES(i)and XRES(i)Verify AUTN(i)Compute RES(i)Select Kasme(i)Authentication andkey establishmentDistribution ofauthenticationvectors from HEto SNCompute
21、 CK(i)and IK(i),thenKasme(i)21EPS AKA If the keys CK,IK resulting from an EPS AKA run were stored in the fields already available on the USIM for storing keys CK and IK this could lead to overwriting keys resulting from an earlier run of UMTS AKA.This would lead to problems when EPS security context
22、 and UMTS security context were held simultaneously(as is the case when security context is stored e.g.for the purposes of Idle Mode Signaling Reduction).Therefore,plastic roaming where a UICC is inserted into another ME will necessitate an EPS AKA authentication run if the USIM does not support EMM
23、 parameters storage.也就是说,在EPS AKA过程中产生的CK,IK不能存贮于USIM中存贮UMTS AKA产生的CK,IK的地方。USIM应当为EPS AKA的CK,IK使用独立的Files。若USIM不支持EMM File,则EPS CK,IK必须存贮在ME中。这就说明,当USIM不支持EMM Files,当USIM卡换ME时,则必须要执行EPS AKA过程。22EPS-Authentication Vector M M E HE Authentication data request IM SI,SN identity,Network Type Type Authen
24、tication data response EPS-Authentication Vector(s)说明Kasme不是由MME产生的,而是由HE直接产生的EPS AV(4)RANDUMTS AV(5)GERAN AV(3)XRESAUTNKasmeCKIKKc23EPS user authentication(EPS AKA)ME/U S I M MME U s e r a u t h e n t i c a t i o n r e q u e s t (R A N D,A U T N,K S IA S ME)U s e r a u t h e n t i c a t i o n r e s
25、 p o n s e (R E S)U s e r a u t h e n t i c a t i o n r e j e c t (C A U S E)24UMTS HSSAMFRANDSQNKf1f2f3f4f5MACXRESCKIKAKAMFSQNSQN(+)AKAMFMACMAC认证向量五元组认证向量五元组认证令牌认证令牌认认证证算算法法认证配置认证配置RANDAUTNHSS25UMTS UERANDKf1f2f3f4f5XMACRESCKIKSQN(+)AK双向认证双向认证认证令牌及随机数认证令牌及随机数AMFMACSQNAK认认证证算算法法MACUSIMMEME26EPS HSSA
展开阅读全文