探究4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全接入技術(shù)

摘 要：本文在對(duì)探究4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全接入技術(shù)進(jìn)行研究分析時(shí)，首先分析了4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全接入安全，并分析了4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全接入技術(shù)基本理論基礎(chǔ)，最后探討總結(jié)了4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全接入技術(shù)的認(rèn)證新方案。

關(guān)鍵詞：4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)；安全；接入技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TN929.5

21世紀(jì)的今天，時(shí)代經(jīng)濟(jì)多元化發(fā)展的同時(shí)，4G移動(dòng)通信逐漸興起，而其安全接入技術(shù)作為4G無(wú)線通信系統(tǒng)安全性問(wèn)題的核心部分，如何做好4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全接入技術(shù)的應(yīng)用始終是當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。因此本文對(duì)4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全接入技術(shù)進(jìn)行探究分析有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

1 4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全接入安全的相關(guān)概述

1.1 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的安全概述。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)作為一種全新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，不僅僅有著便利安裝、靈活性和經(jīng)濟(jì)性的特點(diǎn)，同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶(hù)活動(dòng)空間和自由度的一種擴(kuò)展，現(xiàn)階段有著較為廣泛的應(yīng)用。但是近些年來(lái)，4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全隱患始終存在，由于其信息具有開(kāi)放性的特點(diǎn)，常常受到主動(dòng)干擾和被動(dòng)竊聽(tīng)攻擊。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信道的接入同時(shí)對(duì)有效數(shù)目和傳輸速率也產(chǎn)生了一定的影響作用。這些安全問(wèn)題的存在，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的安全機(jī)制不僅僅是借助于認(rèn)證機(jī)制將通信參與方數(shù)據(jù)交換之前身份鑒定過(guò)程實(shí)現(xiàn)，同時(shí)也借助于安全信道和其加密技術(shù)將數(shù)據(jù)的機(jī)密性實(shí)現(xiàn)，并通過(guò)信息摘要技術(shù)和數(shù)字管理技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)的完整性加以保證，并對(duì)臨時(shí)身份對(duì)用戶(hù)的身份進(jìn)行隱藏。

1.2 4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全接入安全概述。4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入安全，不僅僅對(duì)用戶(hù)身份加以保護(hù)，同時(shí)通過(guò)實(shí)體認(rèn)證，其4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全接入過(guò)程中往往有著一定的機(jī)密性和完整性，并通過(guò)移動(dòng)設(shè)備加以認(rèn)證。4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入的過(guò)程中，同樣也面臨著各種各樣的安全威脅，一方面是其ME面臨著一定的安全威脅，主要表現(xiàn)為IMSI被截獲和UE潛形式的被跟蹤，并對(duì)用戶(hù)的信息進(jìn)行暴露，難以從根本上保證用戶(hù)信息的真實(shí)性。而無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)中的安全威脅，同樣也有移動(dòng)性的管理和對(duì)其基站的攻擊，這種攻擊不僅僅將Dos攻擊實(shí)現(xiàn)，同時(shí)也使得攻擊者在安全性相對(duì)較弱的網(wǎng)絡(luò)中對(duì)用戶(hù)的通信加以截獲，進(jìn)而使得其受到更加嚴(yán)重的安全攻擊。

2 4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全接入技術(shù)的理論基礎(chǔ)

2.1 自證實(shí)公鑰系統(tǒng)。自證實(shí)公鑰系統(tǒng)中的對(duì)稱(chēng)密碼體制不僅僅有著較高的運(yùn)算速度，同時(shí)也有著較高的處理頻率，并在某種程度上能夠?qū)ΡＣ芡ㄐ诺膯?wèn)題加以解決，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)加解密的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)稱(chēng)密碼體制有著越來(lái)越明顯的局限性，不僅僅有著較為困難的密鑰管理，同時(shí)難以從根本上解決陌生人之間的密鑰傳遞，難以將數(shù)字簽名問(wèn)題提供而非對(duì)稱(chēng)密碼體制主要是針對(duì)每一個(gè)用戶(hù)的公私鑰對(duì)，并借助于有效的單向函數(shù)，進(jìn)而將私鑰空間向公鑰空間映射，對(duì)偽裝攻擊加以防止。這種非對(duì)稱(chēng)密碼體制不僅僅是一種基于證書(shū)的公鑰密碼體制，同時(shí)也是一種基于身份的公鑰密碼體制。

2.2 安全協(xié)議。安全協(xié)議主要采取密碼算法，并對(duì)其發(fā)送的消息進(jìn)行高強(qiáng)度的加密，安全協(xié)議在將不可信網(wǎng)絡(luò)通信參與方之間的安全通信實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中，主要有建立于會(huì)話密鑰的一種密鑰交換協(xié)議和結(jié)合認(rèn)證協(xié)議的一種認(rèn)證密鑰交換協(xié)議。而安全協(xié)議在實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要是對(duì)模型檢測(cè)方法和其安全性協(xié)議分析方法加以采用，并將協(xié)議安全性的分析更加的具有規(guī)范化和科學(xué)化。

總而言之，4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全接入技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，主要借助于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上的相關(guān)系統(tǒng)，并做好自證實(shí)公鑰系統(tǒng)的控制，嚴(yán)格的遵守相關(guān)安全協(xié)議，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)加入和傳輸過(guò)程的安全性。

3 4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全接入技術(shù)的認(rèn)證新方案

3.1 參數(shù)的基本概述。4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全接入技術(shù)認(rèn)證方案中的參數(shù)主要有X也即是x的長(zhǎng)度，ME首先就要對(duì)私鑰急性選定，也即是XME，并依據(jù)于VME=g-XMEmodn將VME計(jì)算出，其次就要將IDME、IDHE以及VME以及發(fā)送給TA。一旦TA受到消息之后，就要依據(jù)于YME=（VME-IDME-IDHE）dmodn將公鑰YME再次計(jì)算出，并將其公鑰發(fā)送給ME，ME受到公鑰之后，并對(duì)等式Y(jié)EME+IDME+IDHE=VME進(jìn)行驗(yàn)證，一旦驗(yàn)證成功，其移動(dòng)終端將會(huì)獲得公鑰YME和私鑰XME。

3.2 首次接入認(rèn)證和切換接入認(rèn)證。4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全接入中的首次接入認(rèn)證和切換接入認(rèn)證的過(guò)程中，其主要的認(rèn)證過(guò)程圖如1所示，

圖1 4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全接入中的首次接入認(rèn)證和切換接入認(rèn)證的過(guò)程

首先AN對(duì)自己的IDAN和公鑰YAN進(jìn)行廣播，ME并對(duì)需要接入的AN的IDAN和YAN進(jìn)行選擇，并對(duì)隨機(jī)數(shù)CME [0，B]加以選擇，并將其CME、IDAN和IDhe向AN發(fā)送，AN收到消息之后，就要對(duì)IDAN進(jìn)行驗(yàn)證，一旦身份標(biāo)識(shí)符符合，就要對(duì)兩個(gè)隨機(jī)數(shù)進(jìn)行選擇，并將其消息發(fā)送給ME，依次類(lèi)推，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整體上的認(rèn)證過(guò)程。

3.3 再次接入認(rèn)證。對(duì)于移動(dòng)通信環(huán)境而言，往往需要頻繁的驗(yàn)證，將會(huì)帶給系統(tǒng)相對(duì)較大的負(fù)擔(dān)，一旦連接的用戶(hù)數(shù)增多的過(guò)程中，系統(tǒng)運(yùn)行的負(fù)荷相對(duì)較大，而再次接入認(rèn)證場(chǎng)景的認(rèn)證過(guò)程有著一定的簡(jiǎn)便性，如圖2所示。

圖2 再次接入場(chǎng)景下的認(rèn)證過(guò)程

再次接入場(chǎng)景下的認(rèn)證過(guò)程中，首先對(duì)ME在首次切換接入認(rèn)證之后，將會(huì)自動(dòng)的再次將其接入統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)，借助于臨時(shí)身份TIDME對(duì)自己的TDME進(jìn)行代替，并進(jìn)行再次介入認(rèn)證，對(duì)ME的身份隱私進(jìn)行保護(hù)，經(jīng)攻擊者通過(guò)已經(jīng)攻陷的會(huì)話密鑰網(wǎng)絡(luò)交互的風(fēng)險(xiǎn)降低。

總而言之，4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全接入過(guò)程中，更要多找硬件物理的防護(hù)工作，并對(duì)硬件平臺(tái)和操作系統(tǒng)進(jìn)行加固處理，將移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的兼容性和可擴(kuò)展性全面提高，并結(jié)合不同的安全體制，有機(jī)的結(jié)合公鑰和單鑰體制，實(shí)現(xiàn)消息傳遞的實(shí)時(shí)性，對(duì)用戶(hù)的可移動(dòng)性加以確保。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著時(shí)代經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代化無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的不斷成熟發(fā)展，進(jìn)而使得現(xiàn)代化移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展更加的具有時(shí)代性，而4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入的安全性始終是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)關(guān)注的焦點(diǎn)之一，而基于4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全接入技術(shù)的應(yīng)用，不僅僅對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)的身份進(jìn)行隱藏和保護(hù)，同時(shí)也保證了4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全接入過(guò)程中的安全性，在某種程度上將4G移動(dòng)通信的安全性顯著提高。相信隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)以及通信技術(shù)的日益成熟，4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入的安全性能將會(huì)逐漸加強(qiáng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)當(dāng)前移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信的高效性和安全性。

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作者簡(jiǎn)介：柳方（1980.06-），男，陜西西安人，碩士，主任，中級(jí)職稱(chēng)，研究方向：無(wú)線通信技術(shù)、通信工程。

作者單位：日電通信有限公司（NEC），西安 710100