gsm的安全機制

1、GSM的安全機制的安全機制盧丹070900305自動化0701摘要：摘要：本文首先介紹了GSM系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成，然后詳細描述了GSM系統(tǒng)的三種安全機制：用戶的鑒權(quán)和認證，加密機制，匿名機制。其只采用了3種算法來實現(xiàn)：鑒權(quán)算法A3，加密密鑰產(chǎn)生算法A8，加密算法A5。以獨立于終端的硬件設(shè)備SIM卡作為安全模塊，管理用戶的所有信息，A3和A8在SIM卡上實現(xiàn)，增強了系統(tǒng)的安全性，A5在終端實現(xiàn)。關(guān)鍵字：關(guān)鍵字：GSM，鑒權(quán)和認證，加密，匿名，

2、A3，A5，A8算法一、一、GSM簡介簡介GSM全名為：GlobalSystemfMobileCommunications，中文為全球移動通訊系統(tǒng)，俗稱“全球通“，是一種起源于歐洲的移動通信技術(shù)標準，是第二代移動通信技術(shù)，其開發(fā)目的是讓全球各地可以共同使用一個移動電話網(wǎng)絡(luò)標準，讓用戶使用一部手機就能行遍全球。目前，中國移動、中國聯(lián)通各擁有一個GSM網(wǎng)，為世界最大的移動通信網(wǎng)絡(luò)。GSM系統(tǒng)是基于GSM規(guī)范制定的。它包括GSM900：900

3、MHz、GSM1800：1800MHz及GSM1900：1900MHz等幾個頻。除了提供基本的語音和數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)外，它還提供各種增值業(yè)務(wù)和承載業(yè)務(wù)。它采用FDMATDMA接入方式以及擴頻通信技術(shù)，從而提高了頻率的復(fù)用率，同時，也增強了系統(tǒng)的干擾性。GSM主要采用電路交換。它主要提供鑒權(quán)和加密功能，在一定程度上確保用戶和網(wǎng)絡(luò)的安全。二、二、GSM的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)GSM系統(tǒng)由移動站（MS）、基站子系統(tǒng)（BSS）、網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（NSS）、介

4、于操作人員與系統(tǒng)設(shè)備之間的操作與維護子系統(tǒng)(OSS)和各子系統(tǒng)之間的接口共同組成。如下圖所示：１移動終端：分為車載型，便攜型和手持型３種。移動終端通過無線接口接入到GSM網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。移動終端的一個重要組成部分是SIM卡。該卡包含用戶信息，也包含鑒權(quán)和行比較，若連續(xù)3次不一致，則SIM卡將被自鎖，自鎖的卡不能發(fā)送TMSI（臨時移動用戶識別碼）和IMSI，即無法正常使用，從而起到防止非法用戶盜用的目的。（2）GSM手機和基站GSM手機和基站內(nèi)包

5、含加密算法（A5），這兩個實體分別從SIM卡和網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)中獲得本次通信的會話密鑰Kc，然后利用A5算法產(chǎn)生加解密密鑰流，并與明密文進行異或，從而實現(xiàn)移動終端和基站之間的通信的保護。（3）GSM網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)GSM網(wǎng)絡(luò)中的AuC（鑒權(quán)中心）包含加密算法（A3、A8）、用戶標識與鑒別信息數(shù)據(jù)庫。在GSM移動通信系統(tǒng)中，當用戶入網(wǎng)時，所獲得的用戶密鑰Ki和國際移動用戶身份號IMSI不僅要存儲在SIM卡內(nèi)，還要存儲在鑒權(quán)中心的數(shù)據(jù)庫中。根據(jù)歸屬位寄

6、存器HLR的請求，鑒權(quán)中心將利用A3和A8算法產(chǎn)生3個參數(shù)，即隨機數(shù)（R）、預(yù)期響應(yīng)(XRES)和會話密鑰（Kc），并作為一個三元組送給HLR，以供鑒權(quán)和加密使用。在GSM網(wǎng)絡(luò)中的HLR和VLR中只存儲上述三元組（R、XRES、Kc），其中VLR將作為鑒權(quán)響應(yīng)的實體，即在VLR上完成對用戶相應(yīng)信息的判斷，給出用戶是否是合法用戶的結(jié)論。GSM網(wǎng)絡(luò)需要通過用戶鑒權(quán)機制來防止非法用戶登陸系統(tǒng)。在鑒權(quán)開始時，GSM網(wǎng)絡(luò)首先向用戶發(fā)一個128bi

7、t的隨機數(shù)，然后用戶持有的終端使用鑒權(quán)算法（A3）和用戶鑒權(quán)密鑰（Ki）計算32bit簽名響應(yīng)，將其發(fā)至GSM網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)從數(shù)據(jù)庫中檢索Ki值，用A3算法對原先的128bit隨機數(shù)進行相同的運算，并將這個結(jié)果與從接收機接收到的結(jié)果相比較。如果兩者相符，則用戶鑒權(quán)成功。由于計算簽名響應(yīng)發(fā)生在SIM中，因此ISMI和Ki不必離開SIM，使得鑒權(quán)相對安全。２GSM鑒權(quán)和認證過程GSM系統(tǒng)中的認證規(guī)程在GSM09.02MAP協(xié)議中定義，所有場合下