移动通信的信息安全研究

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河南工程学院毕业设计（或论文）

移

动

通

信

的

信

息

安

全

研

究

学生姓名：黄鑫嫣

专 业：

08电子商务B1班

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随着移动通信技术的飞速发展，随着移动通信这种先进的通信方式的普及,它在人们的社会生活中占有重要地位，人们频繁的使用移动通信进行信息交流，通信系统中信息的安全性及网络资源是用的安全性将变得越来越重要，那么移动通信的信息安全问题正受到越来越多的关注。

移动通信系统从最初的模拟系统发展到现在的第三代移动通信系统，一直以来受到安全问题的困扰。在第三代移动通信系统中,除了传统的语音和数据业务外,还提供多媒体业务、交互式数据业务、电子商务、互联网服务等多种信息服务，并且近年来，随着诸如短消息、WAP应用、GPRS业务等移动增值服务的迅速发展，这些数据业务比话音业务更容易受到来自安全方面的威胁。由于无线信道开放和不稳定的物理特性，以及移动安全协议本身存在的诸多漏洞，使得移动通信系统更容易受到攻击。为了降低移动通信中安全威胁，给用户提供更良好的个人通信环境，需要更为先进和完善的移动安全机制。

第一 移动通信

一、移动通信及移动通信系统

移动通信，是指通信双方或至少有一方处于运动中进行信息传输和交换的通信方式。移动通信是无线电通信，但不是研究点对点无线电通信，而是研究多用户多信道共用无线电通信。移动体之间通信联系的传输手段只能依靠无线电通信，因此，无线通信是移动通信的基础，而无线通信技术的发展将推动移动通信的发展。

移动通信系统其中包括：GSM数字蜂窝移动通信系统、CDMA蜂窝移动通信系统、第三代移动通信系统。

GSM数字移动通信系统是基于TDMA的数字移动通信系统。GSM系统是世界上第一个对数字调制、网络层结构和业务做了明确规定，而且技术标准透明化的蜂窝系统。如今，GSM系统已遍及全世界——“全球通”。 GSM系统是个时分多址系统，其功率发射是在严格规定的时间窗内，以突发形式不停地发射；所以接收机与发射机要保持严格地定时同步。无论移动台在小区任何位置，系统会随时调整移动台的发射定时提前量，以保证基站及手机的正确接收。GPRS是GSM网络向3G演进的重要一步，被称为2.5G技术。GPRS是基于GSM网无线接口所开发的分组数据传输业务；是按需分配占用信道资源，频谱利用率高。理论上数据传输速率最高可达到171.2kbit/s，适合各种突发性强的数据传输。

CDMA蜂窝网通信系统是20世纪90年代崛起的，并且已经进入实用化、商业化。不难预计，CDMA通信系统未来的发展规模和速度必将越来越大和越来越快。CDMA蜂窝移动通信系统是建立在扩频码分多址技术之上的，因而具有抗人为干扰、抗窄带干扰、抗衰落、抗多径时延扩展和大的系统容量等一系列优越的性能，对移动通信的发展产生了巨大和深远的影响。

第三代移动通信系统最早是由国际电信联盟于1985年提出的，当时称为未来公众陆地移

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动通信系统（FPLMTS），后改为IMT-2000，意指在2000年左右开始商用并工作在2000MHz频段上的国际移动通信系统。

第二 移动通信安全

一、移动通信安全

移动通信技术飞速发展，随着移动通信这种先进的通信方式的普及，它在人们的社会生活中占有重要地位,其中的安全问题正受到越来越多的关注。人们频繁的使用移动通信进行信息交流，通信系统中信息的安全性以及网络资源使用的安全性将变得越来越重要。

二、移动通信安全对人们生活的影响

移动通信系统做为我国目前覆盖面最广、终端用户最多的通信系统，其良好的移动性、便捷性得到广大国民的好评。但是，在安全性上，移动通信安全对人们生活的影响，让人如履薄冰。安全性威胁主要表现在以下几个方面：

1) 国内的GSM网络，由于欧洲对我们出口加密算法的限制，并没有开通加密功能，传输的数据没有加密。

2) GSM网络本身安全机制上固有的漏洞单向身份认证，即只有网络对手机进行身份识别，而手机对网络绝对信任，使得冒充合法用户身份进行侦听成为可能。

3) 手机发射的无线电波能把周围电子设备的电磁波信息进行交叉调制并且发射出去，造成泄密。

第三 各种移动通信的信息安全的方案

GSM 是目前世界上应用最为广泛的网络。GSM 与安全相关的功能有三个目标：第一，保 护网络以防止未授权的接入；第二，保护用户的隐私权；第三，保护所传输信息的安全。GSM系统中的三个主要安全措施是：身份认证、临时用户识别码和无线路径的加密。防止未授 权的接入是通过鉴权实现的；对传输加密可以防止在无线信道上窃听通信；利用临时用户识别码使第三方无法在无线信道上跟踪 GSM 用户，以保护用户的隐私。

一、 鉴权

在GSM 系统中，用户鉴权中心为每个用户准备了“鉴权三元组”（RAND，SRES，Kc），存储在归属位置寄存器（HLR）中。当需要鉴权三元组的时候，就向HLR 提出要求并发出一个消息给HLR（该消息包括用户的IMSI）。任何一个鉴权三元组在使用以后，将被破坏，不会重复使用。当MS 第一次到达一个新的移动业务交换中心（MSC）时，MSC 会向MS 发出一个挑战值RAND，MS 使用内置于SIM 卡中A3、A8 算法加密RAND，开始鉴权认证过程。网络资源在用户认证之前不予分配。

二、 用户身份保护

虽然加密对保护无线链路上传递的信息时十分有效，但由于无线通信协议的特殊性，不 能用来保护无线链路上的每一次信息传输。例如，加密不能应用在公共信道；其次，当移动 台转到专用信道，网络还不知道用户身份时，也不能加密。攻击者就有可能在此两种情况下 帧听到用户身份，从而破坏用户身份的隐私性。GSM 中创造性的引入了一个特殊的功能，在

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可能的情况下通过使用临时移动用户身份号 TMSI 替代国际移动用户身份号 IMSI，这样就 可以最大程度的保护用户身份的隐私性。TMSI 由 MSC/VLR 分配，并不断地进行更新，更 换周期由网络运营者设置。一般的，只有在用户开机或者 VLR 数据丢失的时候 IMSI 才被发送，平时仅在无线信道上发送移动用户相应的 TMSI。然而由于 IMSI 仍有明文发送的机 会，所以用户的身份隐私仍有潜在的威胁。

三、加密

在ME 和BTS 之间主要依靠A5 对称加密算法实现安全保证。64bit 的加密密钥Kc，再和22bit 的当前帧号Fn作为A5 算法的输入，计算密钥流。对消息进行逐位异或加密。基站接收到加密的信息，用相同的密钥流逐位异或来解密。加密和解密是对 114 个无线突发脉冲编码比特与一个由特殊算法产生的 114 比特加密序列进行异或运算（A5 算法）完成的。为获得每个突发加密序列，A5 对两个输入进行计算：一个是帧号码，另一个是移动台与网络之间同意的密钥（称为 Kc），尽管GSM 系统在安全性方面有了很大进步，但它仍然存在许多不足：

（1）在GSM 系统中，认证机制是单方面的，没有实现双向认证。只考虑了网络对用户的认证，而没有用户对网络的认证。

（2）加密只是应用在无线部分，在网内和网间传输链路的信息仍然使用明文传送，给网络攻击者造成可乘之机。随着移动数据业务的发展，用户和业务提供商均不希望信息暴露给网络运营者。因此，给移动数据业务的发展带来一定的阻碍。

（3）随着密码分析的发展和计算能力的提高，已经能在较短的时间内解密GSM 系统中 使用的加密 …… 此处隐藏：2360字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……