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基于Tamarin的5G AKA协议形式化分析及其改进方法
被引量：
5
1
作者
刘镝
王梓屹
+3 位作者
李大伟
关振宇
孙钰
刘建伟
《密码学报》
CSCD
2022年第2期237-247,共11页
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...
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.
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关键词
鉴权协议
5g
aka
协议
Lowe分类法
形式化分析
TAMARIN
在线阅读
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职称材料
5G鉴权认证协议的安全性研究
被引量：
8
2
作者
胡鑫鑫
刘彩霞
+2 位作者
彭亚斌
柏溢
陈强
《无线电通信技术》
2020年第4期405-411,共7页
移动通信网的鉴权认证功能是保证网络和用户身份合法性以及安全提供和享受服务的根本。网络的鉴权认证功能是依托鉴权认证协议实现的,认证协议的安全性直接影响网络和用户的通信安全。研究了5G网络的鉴权认证协议5G AKA的安全脆弱性,发...
移动通信网的鉴权认证功能是保证网络和用户身份合法性以及安全提供和享受服务的根本。网络的鉴权认证功能是依托鉴权认证协议实现的,认证协议的安全性直接影响网络和用户的通信安全。研究了5G网络的鉴权认证协议5G AKA的安全脆弱性,发现了5G AKA协议的2种缺陷。对发现的缺陷提出了2种修复方案并通过形式化分析方法和自动验证工具TAMARIN验证了所提方案的有效性。此外,分析了修复方案产生的通信开销、计算成本和存储开销,分析结果表明,仅增加少量计算和通信开销就可以提高修复后身份认证协议的安全性,相关机制也适用于5G的另一个认证协议EAP-AKA′。
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关键词
5g
网络
5g
aka
认证协议
安全性研究
形式化方法
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职称材料
5G网络鉴权协议的形式化分析与改进
3
作者
伍祥
缪祥华
+1 位作者
张婉君
陈琼
《化工自动化及仪表》
2026年第2期272-278,共7页
由于5G移动通信网络的高速发展,其需要的安全性也在逐步增加,第三代合作伙伴计划(3GPP)已经标准化了用于移动通信的5G AKA(认证和密钥协商)等协议,但是5G AKA协议的安全性没有任何保证。因此,首先针对5G AKA协议、传输信道和攻击者进行...
由于5G移动通信网络的高速发展,其需要的安全性也在逐步增加,第三代合作伙伴计划(3GPP)已经标准化了用于移动通信的5G AKA(认证和密钥协商)等协议,但是5G AKA协议的安全性没有任何保证。因此,首先针对5G AKA协议、传输信道和攻击者进行建模,使用Tamarin工具形式化分析协议中的参数SUPI、SNname和安全锚点密钥KSEAF的Lowe分类法的鉴权性质。根据分析结果,发现从UE实体角度考虑的大部分鉴权性质都不能满足,针对协议存在的安全缺陷和不满足的鉴权性质,提出了两种方法对模型进行改进,一种是引入物理层相关参数计算生成安全密钥,修改原本的MAC认证码生成,将SNname参数增加到MAC的计算中;第2种是在协议结束阶段增加UE和SN实体之间的消息确认,对改进后的协议进行验证和分析,并增加对SUPI和KSEAF单射一致性的验证。改进后的协议大部分鉴权性质都满足。
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关键词
5g
aka
协议
形式化分析
Lowe分类法
鉴权性质
Tamarin工具
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职称材料
题名
基于Tamarin的5G AKA协议形式化分析及其改进方法
被引量：
5
1
作者
刘镝
王梓屹
李大伟
关振宇
孙钰
刘建伟
机构
北京航空航天大学网络空间安全学院
出处
《密码学报》
CSCD
2022年第2期237-247,共11页
基金
国家重点研发计划(2021YFB2700200)
国家自然科学基金(62002006,62172025,U21B2021,61932011,61932014,61972018,61972019,61772538,32071775,91646203)
国防基础科研计划(JCKY2021211B017)。
文摘
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.
关键词
鉴权协议
5g
aka
协议
Lowe分类法
形式化分析
TAMARIN
Keywords
authentication
protocol
5g aka protocol
Lowe’s taxonomy
formal analysis
Tamarin
分类号
TP309.7 [自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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职称材料
题名
5G鉴权认证协议的安全性研究
被引量：
8
2
作者
胡鑫鑫
刘彩霞
彭亚斌
柏溢
陈强
机构
中国人民解放军战略支援部队信息工程大学
中国人民解放军
出处
《无线电通信技术》
2020年第4期405-411,共7页
基金
国家自然科学基金创新群体项目(61521003)
国家自然科学基金项目(61801515)。
文摘
移动通信网的鉴权认证功能是保证网络和用户身份合法性以及安全提供和享受服务的根本。网络的鉴权认证功能是依托鉴权认证协议实现的,认证协议的安全性直接影响网络和用户的通信安全。研究了5G网络的鉴权认证协议5G AKA的安全脆弱性,发现了5G AKA协议的2种缺陷。对发现的缺陷提出了2种修复方案并通过形式化分析方法和自动验证工具TAMARIN验证了所提方案的有效性。此外,分析了修复方案产生的通信开销、计算成本和存储开销,分析结果表明,仅增加少量计算和通信开销就可以提高修复后身份认证协议的安全性,相关机制也适用于5G的另一个认证协议EAP-AKA′。
关键词
5g
网络
5g
aka
认证协议
安全性研究
形式化方法
Keywords
5g
network
5g
aka
authentication
protocol
s
security research
formal methods
分类号
TN918.91 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
5G网络鉴权协议的形式化分析与改进
3
作者
伍祥
缪祥华
张婉君
陈琼
机构
昆明理工大学信息工程与自动化学院
出处
《化工自动化及仪表》
2026年第2期272-278,共7页
基金
云南省重大科技专项计划(批准号:202302AD080002)资助的课题
云南省高层次科技人才及创新团队选拔专项(批准号:202405AS350001)资助的课题。
文摘
由于5G移动通信网络的高速发展,其需要的安全性也在逐步增加,第三代合作伙伴计划(3GPP)已经标准化了用于移动通信的5G AKA(认证和密钥协商)等协议,但是5G AKA协议的安全性没有任何保证。因此,首先针对5G AKA协议、传输信道和攻击者进行建模,使用Tamarin工具形式化分析协议中的参数SUPI、SNname和安全锚点密钥KSEAF的Lowe分类法的鉴权性质。根据分析结果,发现从UE实体角度考虑的大部分鉴权性质都不能满足,针对协议存在的安全缺陷和不满足的鉴权性质,提出了两种方法对模型进行改进,一种是引入物理层相关参数计算生成安全密钥,修改原本的MAC认证码生成,将SNname参数增加到MAC的计算中;第2种是在协议结束阶段增加UE和SN实体之间的消息确认,对改进后的协议进行验证和分析,并增加对SUPI和KSEAF单射一致性的验证。改进后的协议大部分鉴权性质都满足。
关键词
5g
aka
协议
形式化分析
Lowe分类法
鉴权性质
Tamarin工具
Keywords
5g aka protocol
formal analysis
Lowe classification method
authentication property
Tamarin prover
分类号
TP393.08 [自动化与计算机技术]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于Tamarin的5G AKA协议形式化分析及其改进方法
刘镝
王梓屹
李大伟
关振宇
孙钰
刘建伟
《密码学报》
CSCD
2022
5
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职称材料
2
5G鉴权认证协议的安全性研究
胡鑫鑫
刘彩霞
彭亚斌
柏溢
陈强
《无线电通信技术》
2020
8
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
5G网络鉴权协议的形式化分析与改进
伍祥
缪祥华
张婉君
陈琼
《化工自动化及仪表》
2026
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职称材料
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