协议类鉴权专题6专家级.docx

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协议类鉴权专题6专家级

课程模块代码鉴权

课程目标：

●课程目标1

●课程目标2

●课程目标3

●课程目标4

参考资料：

●参考资料1

●参考资料2

●参考资料3

目录

第1章鉴权3

1.1烧号和放号3

1.2鉴权参数五元组的产生4

1.3VLR/SGSN从HLR取鉴权参数集AV4

1.4签权过程6

1.4.1VLR/SGSN选择一组AV（i）7

1.4.2CN发起authenticationrequest，将RAND、AUTN发给UE。

7

1.4.3UE对网络进行鉴权8

1.4.44.4、网络对UE进行鉴权9

第一章鉴权

知识点

提示本节含盖的知识点

一.1烧号和放号

USIM卡上烧号时烧入Ki（authenticationkey）值，和CN放号时在HLR上设的Ki（authenticationkey）值一致。

Ki应该是指：

Long-termsecretkeysharedbetweentheUSIMandtheAuC

图11鉴权

一.2鉴权参数五元组的产生

鉴权参数五元组的信息包含RAND，XRES，AUTN，CK和IK。

鉴权参数五元组的产生如下图所示，需要用到K值。

FigureshowsthegenerationofanauthenticationvectorAVbytheHE/AuC

图12Generationofauthenticationvectors

一.3VLR/SGSN从HLR取鉴权参数集AV

CN在发起鉴权前，如果VLR/SGSN中还没有鉴权参数，此时将首先发起到HLR取鉴权集的过程，并等待鉴权参数的返回。

鉴权参数五元组的信息包含RAND，XRES，AUTN，CK和IK。

如图13

图13

一.4签权过程

一.4.1VLR/SGSN选择一组AV（i）

一.4.2CN发起authenticationrequest，将RAND、AUTN发给UE。

一.4.3UE对网络进行鉴权

图14UserauthenticationfunctionintheUSIM

USIM根据K、RAND、AUTH计算出XMAC。

和AUTH中包含的MAC进行比较。

如果XMAC和MAC不同，UE发送包含失败原因（cause）的userauthenticationreject消息给CN（VLR/SGSN）。

图15Authenticationandkeyestablishment

USIM还要校验接收的sequencenumberSQN是否在正确范围内。

如果USIM认为sequencenumberSQN不在正确范围内，发送synchronisationfailure给CN（VLR/SGSN）。

如果sequencenumberSQN在正确范围内，USIM计算出RES。

发送包含RES参数的userauthenticationresponse消息给CN（VLR/SGSN）。

最后USIM还要计算出CK、IK（RAND、K）。

一.4.44.4、网络对UE进行鉴权

接收到userauthenticationresponse消息后，VLR/SGSN对RES和XRES进行比较。

如果XRES等于RES，签权通过。

VLR/SGSN从选定的AV组中选择CK、IK。

如果XRES不等于RES，鉴权失败。

VLR/SGSN将发起一个AuthenticationFailureReport过程给HLR，如下图。

并决定向用户发起新的鉴权过程。

图16ReportingauthenticationfailurefromVLR/SGSNtoHLR

附录ASymbols

||Concatenation

⊕Exclusiveor

f1MessageauthenticationfunctionusedtocomputeMAC

f1*MessageauthenticationfunctionusedtocomputeMAC-S

f2MessageauthenticationfunctionusedtocomputeRESandXRES

f3KeygeneratingfunctionusedtocomputeCK

f4KeygeneratingfunctionusedtocomputeIK

f5KeygeneratingfunctionusedtocomputeAKinnormalprocedures

f5*KeygeneratingfunctionusedtocomputeAKinre-synchronisationprocedures

KLong-termsecretkeysharedbetweentheUSIMandtheAuC

附录BAbbreviations

鉴权五元组

AUTNAuthenticationToken

RANDRandomchallenge

XRESExpectedResponse

IKIntegrityKey

CKCipherKey

AKAnonymityKey

AKAAuthenticationandkeyagreement

AMFAuthenticationmanagementfield

AVAuthenticationVector

CKSNCipherkeysequencenumber

CSCircuitSwitched

HEHomeEnvironment

HLRHomeLocationRegister

IMSIInternationalMobileSubscriberIdentity

KSIKeySetIdentifier

KSSKeyStreamSegment

LAILocationAreaIdentity

MACThemessageauthenticationcodeincludedinAUTN,computedusingf1

MACThemessageauthenticationcodeincludedinAUTN,computedusingf1*

MEMobileEquipment

MSMobileStation

MSCMobileServicesSwitchingCentre

PSPacketSwitched

P-TMSIPacket-TMSI

QQuintet,UMTSauthenticationvector

RAIRoutingAreaIdentifier

SQNSequencenumber

SQNHEIndividualsequencenumberforeachusermaintainedintheHLR/AuC

SQNMSThehighestsequencenumbertheUSIMhasaccepted

SGSNServingGPRSSupportNode

SIM（GSM）SubscriberIdentityModule

SNServingNetwork

TTriplet,GSMauthenticationvector

TMSITemporaryMobileSubscriberIdentity

UICCUMTSICCard

USIMUniversalSubscriberIdentityModule

VLRVisitorLocationRegister

UEAUMTSEncryptionAlgorithm

UIAUMTSIntegrityAlgorithm

UEA0noencryption

UEA1Kasumi

UIA1Kasumi