引言

随着无线网络与互联网的不断融合，移动通信网络环 境变得越来越复杂，网络实体间的信任关系，有线链路的 安全，安全业务及安全体系的扩展不得不重新考虑【l】。移动 通信网络的安全是一项巨大的系统工程，一方面，网络安

全体系是在通信系统架构确立之后产生的，通信系统自身
特性会对其安全问题带来影响；另一方面，移动通信的网 络安全不仅涉及移动网络运营商和用户，而且跟移动设备 制造商、网络基础设施供应商和政府管理部门都息息相关。 只有从战略，管理与技术等多角度的宏观把控，才可能设 计与实现一个安全性能良好的移动通信网络。
在移动通信的发展过程中，第一代模拟移动通信因其安 全保密性差而被放弃。而以GsM为代表的第二代移动通信系 统，由于其频谱利用率高、用户容量大、安全保密性好而成 为第二代移动通信主流的国际标准。第三代移动通信系统 (3G)打破了传统意义上通信网络与互联网之间的物理隔膜， 极大地提升了无线接入的能力，实现了多种应用服务，但也 对网络安全问题提出了挑战，它意味着通信系统将同时面对 互联网及移动通信空中接口的安全威胁。下一代移动通信系

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统将更加开放，它致力于无缝融合不同无线通信技术与网络
结构，包括3G、B3G技术，无线城域网(WIMAX)，无线局 域网(WLAN)，蓝牙技术等等，并支撑高速率通信环境，其 承载各类业务的基础网络安全性问题将比现有通信系统更加 复杂和难于解决【2】。从另一方面来看，随着移动终端(ME)计 算和存储资源的不断丰富，移动操作系统和各种无线应用的 出现，给ME也带来了越来越多的安全威胁。
总体来说，移动通信网络安全形势日益严峻来源于网络 规模的扩大、新通信技术及业务的出现、网络攻击技术手段 的多样化、高级化等因察。下一代移动通信网络除了传统的 语音业务外，它还将提供多媒体业务、数据业务以及电子商 务、电子贸易、互联网接人等多种信息服务，如何在下一代 移动通信系统中保证业务信息的安全性以及网络资源使用的 安全性已成为移动／无线系统中重要而迫切的问题。本文从 下一代移动通信系统的网络结构人手，结合现有通信系统所 面临的网络威胁，分析未来移动通信系统的安全问题，阐明 其应具有的网络安全体系结构。

1              下一代移动通信系统的网络结构

下一代移动通信系统的核心思想其实就是泛在网络
(U№uitous孙蚋∞rk)的内涵。Ubiquitous源于拉丁语，中文 意思是无处不在。l  99 1年施乐实验室计算机科学家Mark Wei8E!r首次提出了“泛在计算(u幽u渤惦computing)”的概
念。此后，日韩将其拓展为泛在网络”。接着，欧盟提出了环
境感知智能(Ambient   Intelligence)，北美提出了普适计算 (Pervasive  computing)等说法。泛在网络是下一代移动通信 系统发展的必然趋势，这在全球已达成共识。我国专家在
W、豫F2004北京会议匕提出了移动泛在业务环境(MUsE)的概
念，其本质就是丰富多样的业务创造、充分适配的业务提供， 网络的融合与协同以及泛在智能的终端环境。移动泛在业务环 境是—个拥有许多机制的业务环境，通过各个异构网络的协同 以支持不同的移动无缝连接，同时泛在智能终端及传感器网络 能够进行环境感知和上下文信息采集，支持信息空间与物理空 间的融合。泛在网络将不再是被动地满足用户需求，而是主动 感知用户场景的变化并进行信息交互，通过分析用户的个性化 需求而主动提供服务。相应地，终端设备也将具备智能型接口 及环境感知能力，使用户的使用更加简单和方便。
目前，第三代移动通信网络的商用正试图让宽带的互联 网延伸至各个区域，它在一定程度匕实现了泛在网络的概念14l。 但泛在网络本质包含两层含义：第一是随时随地的网络；第
二是从网络应用上来考量，不仅要实现人与人的通信，还将 实现人与物．物与物间的信息交互。泛在网络的全面实现，基

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万方数据
础设施是必要条件，但这会面临很多问题，首先就要考虑如
何降低建设成本。泛在网络是一个分级的网络体系，它包含 各类网络结构及技术以实现不同的应用，其广泛实施依赖网 络成本的大幅度降低；其次是各类网络技术的支撑。泛在网 络要实现人与人、物与物问的交互，其承载的数据量必然远 远高于现有的互联网、通信网等，涉及IPv6(下一代的互联网 协议)、P2P(对等网络)技术、云计算技术、广播电视网络、无 线蜂窝网络，卫星网络，无线局域网、蓝牙、3G，OFDM(正 交频分复用)技术、AMC(自适应编码调制)技术、MIMO(多输 入多输出)技术、sDR(软件无线电)、智能天线、定位切换技 术等，最终解决庞大系统的计算处理问题。基于对泛在网络 的理解，图l给出了下一代移动通信系统的网络架构。

图1下一代移动通信系统网络架构示意

2现有移动通信系统安全问题分析

由于下一代移动通信系统是在2G、3G网络基础上发展 起来的，因此在分析其网络安全问题之前，必须先研究现有 移动通信系统的安全性能。
2．1   GsM系统安全问题分析 (1)GsM系统组成及其安全参数和算法分布。GSM系
统【s1可分为两部分：基站子系统(Bss)和网络与交换子系统 (NSS)，如图2所示。

图2 GSM系统结构

基站子系统由移动台(Ms)和基站(Bs)两部分组成，它在 MS和移动交换中心(MSC)之间提供和管理无线传输，这在整 个安全体系结构中占据重要地位，一些重要的安全参数和算 法都设置在该网络实体中。在BTS中有加解密算法A5，无 线传输采用了跳频扩频技术。
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在SIM卡中，主要有认证算法A3，密钥产生算法A8，
国际移动用户识别码(IMSI)，用户秘密认证密钥K，临时移 动用户识别码／位置区域标识(TMsI／LAI)，PIN码，国际移 动台设备识别码(IMEI)等。此外，在ME上有加解密算法A5。 网络和交换子系统(Nss)主要负责交换功能，用户资料 及通信所需的所有资料库，它由5个功能实体组成，即移动 交换中心(Msc)、归属位置寄存器(HLR)、拜访位置寄存器 (VLR)、认证中心(AuC)、设备标识寄存器(EIR)。在这些网 络元察中，存储了相应的安全参数和算法。例如MSC中主要 有TMSI，IMSI、K；AuC中有A3、A8和IMSI：HLR和(责任编辑：南粤论文中心)转贴于南粤论文中心: http://www.nylw.net(南粤论文中心__代写代发论文_毕业论文带写_广州职称论文代发_广州论文网）