Formal Analysis and Enhancement on 3GPP AKA protocol with KG Logic

3GPPAKA协议的设计者使用BAN逻辑对协议进行形式化的分析,并生成所有的安全目标已经达到。但是由于BAN逻辑的局限性,设计者并没有找到协议对于重定向攻击和重放攻击的脆弱性。本文给出基于信仰变化的KG逻辑方法,指出脆弱性所在,并对改进后的协议方案进行验证。

基于AKA的轻量级天地一体化网络终端接入认证方案

针对认证与密钥协商(AKA)协议接入认证方案中存在随机数明文传输、接入点存储成本过高和认证所需的比特通信量大等问题,提出一种轻量级的AKA协议加密接入认证方案。该方案用轻量级的密码算法ZUC加密需要传输的信息,调整信息传输的次序,引入哈希链技术,提高接入认证安全性的同时,减少了通信次数和存储负担,能够更好地适用于计算能力、存储空间、电功率等属性受限、信道带宽受限的天地一体化网络环境。

基于认证测试方法的EAP-AKA协议分析

EAP-AKA(Extensible Authentication Protocol-Authentication and Key Agreement)是WLAN的认证和密钥分配协议;认证测试是一种以串空间理论为基础的安全协议分析验证方法。运用认证测试方法对EAP-AKA协议的双向身份认证过程进行了分析证明,结果说明EAP-AKA能够保证移动终端和认证服务器之间的双向认证。

基于身份密码学的EAP-AKA方案

针对3GPP R8版本中的EPS-WLAN互联网络,分析EPS-WLAN互联网络接入认证协议EAP-AKA的安全性,指出其存在的安全隐患以及对于特定攻击存在的脆弱性。在EAP协议的基础上,引入基于身份的加密和密钥协商的要素,提出基于身份密码学的改进方案。通过性能和安全性分析,证明该协议能够在不增加协议步骤和系统负担的条件下,克服EAP-AKA协议的安全隐患,提高协议的安全性。

一种可证明安全的ID-AKA协议

基于身份的认证密钥协商(ID-AKA)协议大多效率低下、安全性较低。针对该问题,提出一个新的ID-AKA协议。利用模块化的方法证明新协议在mBR模型满足抗密钥泄露模仿攻击、完美前向安全性以及PKG-前向安全性。新协议还满足抗临时秘密泄露攻击。与同安全级别的协议相比,新协议的效率更高。

基于SVO逻辑的3G AKA协议形式化分析

AKA协议是3G通讯中的一个重要安全协议。利用SVO逻辑对该协议进行形式化分析,以期发现其是否存在安全缺陷。运用信息隐藏的方法对该协议的缺陷进行了修正。另外指出SVO逻辑不能分析协议运行中的关键性明文对协议安全性的影响,以及不能分析旁听攻击这两个新的缺陷,并对SVO逻辑进行了扩展。

基于串空间模型的UMTS AKA协议安全分析与改进

通过分析Oh等设计的T-AKA协议,发现该协议无法实现网络对用户的正确认证及消息的新鲜性验证,并利用该安全漏洞构造出了伪冒用户的攻击方法.然后,在3GPP规范的基础上,在服务网络端引入公钥机制,提出了改进的认证与密钥协商协议.最后,应用串空间模型理论及认证测试方法,对改进协议的机密性和双向认证正确性进行了形式化证明.研究结果表明:改进协议能够保证消息的新鲜性和网络-用户间的双向认证,克服T-AKA协议中存在的伪冒用户攻击及其他重放、伪冒攻击,具有高的安全性;协议设计中保留了3GPP规范的框架,避免了用户终端进行繁重的公钥运算,具有强的实用性.

基于Tamarin的5G AKA协议形式化分析及其改进方法

对于5G移动通信网络,3GPP组织标准化了5G AKA等协议,用于身份认证和密钥协商.本文使用安全协议验证工具Tamarin对5G AKA协议进行了形式化分析.首先基于3GPP TS33.501 v17.0.0版本,完成了对5G AKA协议及期望其满足的安全性质的形式化建模.安全性质考虑了保密性质和Lowe鉴权性质,保密性质包括安全锚点密钥KSEAF和长期共享密钥K的保密性,鉴权性质包括协议参与实体之间在参数SUPI、SNID、KSEAF上的非单射一致性,以及在KSEAF上的单射一致性.然后本文在Tamarin中验证了5G AKA协议是否满足相关安全性质,发现保密性质全部得到满足,鉴权性质一共验证了36种情况,其中有23种情况没有得到满足.最后针对协议不满足的鉴权性质,本文采用了三种修改方法来对协议模型进行改进,并对改进前后的验证结果进行了分析总结.

基于ECC的IMS AKA鉴权机制研究

作为新一代的软交换平台,IMS的安全性问题不容忽视。认证鉴权作为用户接入安全的重要环节,是控制用户访问核心网络、提升系统安全的关键手段。其中,具备双向认证的AKA机制,以安全强度高、对接入网络无需求等特点被广泛认可。但在实际应用过程中,该机制依然存在一些安全问题,如注册消息存在被篡改的风险、用户认证数据可能被攻击者窃取等。通过对IMS AKA机制的安全漏洞进行分析,基于ECC算法原理提出了改进型AKA鉴权机制,并对该机制应用于IMS网络的安全性进行了评估分析。

增强EAP-AKA协议安全性的改进方案

针对EAP-AKA协议中存在的安全问题,提出了改进方案。通过在3G和WLAN接入网络间增设共享密钥实现了两者间的相互认证,并用串空间模型和认证测试方法进行了形式化分析,通过加密传输NAI实现了对IMSI的加密保护,通过引入密钥更新机制实现了对用户和3G网络间的共享密钥的安全更新。

3G-WLAN互联网络中EAP-AKA协议的分析与改进

3G与WLAN互连是当前研究的一个热点,EAP-AKA是其对应的认证与密钥协商协议。详细分析该协议,修正其中的安全缺陷;并利用哈希链技术和CPK算法实现重认证本地化;最后对该改进方案进行安全性分析。

基于PCL的3GPP-AKA协议的形式化分析与证明

3GPP-AKA协议在第三代移动通信的安全性方面起着至关重要的作用,它保证了移动用户MS与VLR/HLR之间的双向认证及密钥协商。文中通过协议组合逻辑(PCL)对3GPP-AKA协议进行了形式化分析及安全性证明。分析表明3GPP-AKA协议可以满足它的安全目标,因此该协议可以安全的作为第三代移动通信中的认证和密钥分配协议。

一种安全增强型无线认证与密钥协商协议

针对当前3G网络身份认证与密钥协商方案存在扩展性差、用户身份信息易泄露的问题,提出一种基于无线公钥体制的安全增强型无线认证与密钥协商协议,实现实体间的双向身份认证,保护空中接口及有线通信链路,防止用户和接入网络身份标识泄露。该方案支持数字签名,可提供不可否认性业务。形式化方法验证分析表明,该协议能够满足安全需求。

改进的基于椭圆曲线加密的3G认证与密钥协商协议

针对第三代移动通信系统(3G)中采用的认证与密钥协商(AKA)协议存在安全漏洞和密钥管理困难等问题,采用基于椭圆曲线密码(ECC)和公钥体制协商会话密钥、对称加密算法加密消息的方法,提出了一种应用于3G业务中的改进协议。该协议不仅有效克服了AKA协议中存在的各种缺陷,避免了复杂的密钥管理难题,而且相比其他协议更简单容易,具有实际应用性。

3G用户在WLANs间的快速认证方法

EAP-AKA协议可以实现用户和3G网络的双向认证,但缺乏对无线局域网(WLAN)接入网络的认证和用户主密钥的更新机制,并且3G用户在WLAN间漫游时代价较高。针对上述问题,利用身份加密技术和门票技术改进EAP-AKA协议,设计无需3G网络参与的WLAN间快速漫游协议,实现对WLAN接入网络的认证和主密钥更新。

3G系统全网安全体制的探讨与分析

文章基于3GPP体制探讨了3G系统的安全机制,重点分析了3G认证与密钥分配协议、加密与完整性保护的过程及其安全性,并针对核心网部分,从ATMPRM出发讨论了将安全功能置于ATM协议栈中不同位置时的几种安全方案。

大规模延迟容忍网络中基于分级身份的认证密钥协商协议

大规模延迟容忍网络具有覆盖范围广、链路间歇性连通及通信时延长等特点,这使得现有认证密钥协商协议存在系统管理瓶颈及通信时延长等问题。设计了一种适用于大规模延迟容忍网络环境下的认证密钥协商协议,依赖基于分级身份的密码机制,通过密钥分级派生,减少系统管理瓶颈,同时消除对证书的依赖,减少协商时延。与现有通用环境下基于分级身份的同类协议相比,该协议的通信开销及双线性对计算开销较小,且均为常量,不受节点层次数影响,可扩展性更强,并且具有密钥派生控制功能。最后,在标准模型下证明了协议的安全性。

基于公钥的3G认证和密钥分配协议

分析了3G认证与密钥协商协议(AKA)的过程和特点,指出了存在的缺陷,提出了一种新的AKA改进方案。该方案实现了移动设备(ME)和拜访位置寄存器(VLR)的相互认证,产生的会话密钥对双方都是公正的;该方法避免了双方必须通过资源有限的无线信道传送自己的公钥证书,几乎不需要可信赖第三方参与;同时解决了网络端信息传输的安全性。并对新方案的安全性进行了形式化分析,证明了该协议具有较强的实用性。

一种泛在网络的安全认证协议

泛在网络是标准的异质异构网络,保证用户在网络间的切换安全是当前泛在网的一个研究热点。该文对适用于异构网络间切换的认证协议EAP-AKA进行分析,指出该协议有着高认证时延,且面临着用户身份泄露、中间人攻击、Do S攻击等安全威胁,此外接入网络接入点的有效性在EAP-AKA协议中也没有得到验证,使得用户终端即使经过了复杂的认证过程也不能避免多种攻击。针对以上安全漏洞,该文提出一种改进的安全认证协议,将传统EAP-AKA的适用性从3G系统扩展到泛在网络中。新协议对传播时延和效率进行完善,为用户和接入点的身份信息提供有效性保护,避免主会话密钥泄露,采用椭圆曲线Diffie Hellman算法生成对称密钥,在每次认证会话时生成随机的共享密钥,并实现用户终端与家乡域网络的相互认证。通过开展实验,对协议进行比较分析,验证了新协议的有效性及高效率。

无线城域网络安全架构及其认证方法研究

阐述了无线城域网络的安全威胁和安全需求,介绍了IEEE 802.16标准中的安全机制,尤其是2005年底发布的IEEE 802.16 e标准的安全架构。重点研究了可扩展认证协议EAP,对EAP的认证过程做了比较全面地探讨。深入研究了由3GPP组织开发的EAP-SIM和EAP-AKA认证方法,对其身份管理、认证流程和安全性能等若干方面做出了详细地分析。EAP-SIM和EAP-AKA认证方法有足够的安全性,适合于无线城域网络安全认证的需求。