3G的AKA协议中F1至F5的服务网络端实现

摘? 要 随着移动通信技术的飞速发展，3G的商用越来越普遍，其中的安全问题就显得十分重要。因此如何保证业务信息的安全性以及网络资源使用的安全性已成为3G系统中重要而迫切的问题。针对这种情况，ETSI与3GPP两个基于GSM/GPRS网络和WCDMA与TD/SCDMA系统标准化的组织，特别是ETSI的SAGE与3GPP的S3工作组专门对网络安全方面的规范进行了研究。这里面就包括本文所涉及的密钥分配协议（AKA协议）。 AKA协议用于USIM、访问位置寄存器（VLR）、归属位置寄存器（HLR）间的双向认证及密钥分配。3GPP为3G通信系统定义了12种鉴权算法：f0-f9，f1*和f5*。AKA利用了其中的f0-f5*算法。它的实现分为两个方面，一个是在UE（手机）端的实现，另一个是在服务网络端的实现。在UE端的实现是在基于8位的单片机上，而在服务网络端的实现是在基于32位的处理器即PC机上，但都是采用的基于AES的内核算法，即Rijndael算法，由于硬件的不同，Rijndael算法实现时采用了不同的优化算法，本次设计是在服务网络端的实现，因此，Rijndael算法采用了用查表的方式替代轮变换的优化算法，此次设计是从AES着手，通过对AES的分析和代码实现，然后利用对AES的调用，实现f1-f5的功能。另外，由于此次设计采用AES为核心算法，因此还对AES相关数学基础知识，实现原理做了详细的分析。 关键词：3GPP；AKA；Rijndael；服务网络端；密钥生成算法 本课题的研究方法 设计思路：采用AES加密算法，在VC++中，用C语言实现。 首先，了解3GPP中的一些基本知识，搞清楚AKA协议，重点弄清f1-f5的算法以及实现。然后运用AES加密（Rijndael算法）的知识，并在基于32位处理器即PC的平台上，完成代码上的实现。最后，通过与公认的案例进行比对以验证代码的正确性，进而完成整个设计。 其次，由于此次设计采用Rijndael为核心算法，因此还对AES相关数学基础知识，实现原理作了详细的分析。