CN1630405A - 数字蜂窝移动通信***用户切换时的双向鉴别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数字蜂窝移动通信***用户切换时的双向鉴别方法，包括移动用户在同一基站不同扇区间正常切换的完整双向鉴别方法及紧急切换的简单双向鉴别方法，同一动态域内不同基站间正常切换的完整双向鉴别方法及紧急切换时的简单双向鉴别方法，优点是通过用户在切换时网络与移动用户之间的双向鉴别，实现了用户切换时的安全通信，有效地保证了用户与网络运营商双方的利益。

Description

数字蜂窝移动通信***用户切换时的双向鉴别方法

技术领域

本发明涉及在数字蜂窝移动通信***中，使用的一种在用户移动切换时自动对用户和基站身份进行双向鉴别的方法。

背景技术

在第二代和第三代数字蜂窝移动通信***中，注册时采用的鉴别机制一般都是单向的，即只支持网络***对用户的鉴别，不支持用户对网络***的鉴别，这样用户可能会受到假冒基站的攻击。而且目前的数字蜂窝移动通信***在用户切换时，均未提供切换鉴别机制，因此在切换时无论对用户还是对网络都存在着较大的安全漏洞，使双方利益未得到有效地保护。

发明内容

本发明的目的在于：解决数字蜂窝移动通信***在用户入网注册及基站间切换时，用户和网络之间的双向鉴别问题，提供一种用户切换时能确保用户与网络安全通信的双向鉴别方法。

本发明的目的是通过建立下述切换条件及实施下述鉴别方法来实现的：

实施切换的条件是：用户与基站间通过基站控制的扇区建立无线链路，基站之间通过AAA服务器建立有线链路；通信鉴别所用的会话密钥SK，切换鉴权算法NT-A3、TN-A3已存于用户端和基站端，NT-A3代表网络对移动终端的鉴权算法，TN-A3代表移动终端对网络的鉴权算法。

数字蜂窝移动通信***用户切换的双向鉴别方法，包括有：移动用户在同一基站管辖内不同扇区间移动时发生正常切换的完整双向鉴别方法及紧急切换的简单双向鉴别方法，移动用户发生在同一动态域内不同基站间移动时发生正常切换的完整双向鉴别方法和紧急切换的简单双向鉴别方法；其中：

(a)移动用户在同一基站管辖内的不同扇区间移动时发生正常切换的完整双向鉴别方法，按如下步骤进行：

①用户通过旧扇区向基站发送进入新扇区的双向鉴别切换请求，请求报文是加密的，同时用户产生一个鉴别随机数RANDH’，将其连同报文一同发送至基站；②基站通过原扇区向移动用户发送双向鉴别切换响应报文，并将利用用户鉴别随机数RANDH，SK，NT-A3计算出的用户鉴别应答RESH，连同网络产生的网络鉴别随机数RANDH一起发向移动用户；移动用户将收到的RESH，与自己通过用户鉴别随机数RANDH，SK，NT-A3计算出的用户期望鉴别应答XRESH进行比较，可完成对新扇区的鉴别，若一致则该扇区为真，否则为假；③基站将移动用户的数据空中工作密钥WK，加密算法等鉴权参数传给移动用户新的切换扇区；④移动用户将用网络鉴别随机数RANDH’，SK，NT-A3计算出的网络鉴别应答RESH’连同切换成功报告，通过新扇区发向基站，基站收到后将其与自己计算出的网络期望鉴别应答XRESH’进行比较，可完成对移动用户的鉴别，若一致则该用户为真，可以开通移动用户通过新扇区的合法通信。

(b)移动用户在同一基站内不同扇区间移动时，发生紧急切换的简单双向鉴别方法，按下述步骤进行：

①移动用户通过新扇区直接向基站发出紧急切换报告，同时连同将自己保存的注册时由基站算出的用户鉴别应答RESH发至基站；基站收到后，将RESH与自己保存的用户算出的用户期望鉴别应答XRESH进行比较，②如果RESH与XRESH一致，则基站将用户的空中数据工作密钥WK及加密算法等保密参数下传给新扇区，并同时将保存的注册时用户算出的网络鉴别应答RESH’发送给移动用户；③移动用户收到后将网络鉴别应答RESH’与自己保存的注册时基站算出的网络期望鉴别应答XRESH’进行比较，如果一致认为基站为合法基站，可以开通移动用户通过新扇区的合法通信。

(c)移动用户在同一动态域内不同基站间移动时发生正常切换的完整双向鉴别方法，按下述步骤进行：

①移动用户通过旧扇区向旧基站发起基站间切换请求，同时将用户鉴别随机数RANDH一同发至旧基站；②旧基站将收到的随机数RANDH发至新基站，新基站向移动用户的注册基站发起身份认证，注册基站在归宿服务器AAA处进行身份认证，认证成功则注册基站将WK、SK、加密算法等加密参数下发到新基站；③新基站把加密参数发给新扇区；④新基站通过新扇区向移动用户发送正常切换响应，同时将利用用户鉴别随机数RANDH、SK及NT-A3算出的用户鉴别应答RESH，以及本基站产生的随机数RANDH’一起发至移动用户；⑤移动用户将收到的用户鉴别应答RESH与自己用RANDH、SK及NT-A3算出的用户期望鉴别应答RESH进行比较，如一致则完成对新扇区的鉴别，移动用户将正常切换完成报告，及用RANDH’、SK、TN-A3算出的网络鉴别应答RESH’通过新扇区发至新基站。新基站收到后将其与自己计算出的网络期望鉴别应答XRESH’进行比较，可完成对移动用户的鉴别，若一致则该用户为真，可以开通移动用户通过新扇区的合法通信。

(d)移动用户在同一动态域内不同基站间移动时，发生紧急切换的简单双向鉴别方法，按下述步骤进行：

①移动用户通过新基站向注册基站发送紧急切换请求，同时连同自己保存的注册时对方鉴别应答RESH也发至注册基站，②注册基站收到后，将RESH与自己保存的注册时用户期望鉴别应答XRESH进行比较，如果一致，则将旧基站包括WK、SK、加密算法的加密参数，及注册随机数RANDH，RANDH’传给新基站，③新基站将保密参数传给新扇区，④新基站通过新扇区向移动用户发送紧急切换应答，同时也将保存的注册时用户网络鉴别应答RESH’传给移动用户，⑤移动用户将收到的RESH’与自己保存的注册时网络期望鉴别应答XRESH’进行比较，一致则允许使用基站的新扇区通信。

本发明的优点在于：由于解决了数字蜂窝移动通信***中，用户在切换时网络与用户之间的双向鉴别和授权问题，实现了用户切换时的安全通信，有效地保证了用户与网络营运商双方的利益。

附图说明

图1为正常切换时同一基站内的双向鉴别过程示意图

图2为紧急切换时同一基站内的双向鉴别过程示意图

图3为正常切换时同一动态域内不同基站间的完整双向鉴别过程示意图

图4为紧急切换时同一动态域内不同基站间的简单双向鉴别过程示意图

图5为移动通信***网络图

具体实施方式

数字蜂窝移动通信***用户切换时的双向鉴别方法，是通过鉴别软件的执行来实现的，该鉴别软件分别存储于通信双方的两端，具体的物理存储位置是；移动用户如手机存于SIM卡内，基站端的鉴别软件存于基站控制器内。双方中任意一方都可以发起双向鉴别请求，切换时的双向鉴别过程在手机与基站控制器和AAA服务器之间快速自动完成。

如果用户携手机从同一基站的一个工作扇区移至另一扇区时，手机SIM卡中的本发明切换双向鉴别软件与基站控制器中的本发明双向鉴别软件就会快速执行本发明的切换鉴别程序，自动完成切换鉴别过程而不影响正常通信。

Claims (1)

1、数字蜂窝移动通信***用户切换的双向鉴别方法，包括有：移动用户在同一基站管辖内不同扇区间移动时发生正常切换的完整双向鉴别方法及紧急切换的简单双向鉴别方法，移动用户发生在同一动态域内不同基站间移动时发生正常切换的完整双向鉴别方法和紧急切换的简单双向鉴别方法；其中：

(a)移动用户在同一基站管辖内的不同扇区间移动时发生正常切换的完整双向鉴别方法，按如下步骤进行：

①用户通过旧扇区向基站发送进入新扇区的双向鉴别切换请求，请求报文是加密的，同时用户产生一个鉴别随机数RANDH，将其连同报文一同发送至基站；②基站通过原扇区向移动用户发送双向鉴别切换响应报文，并将利用用户鉴别随机数RANDH，SK，NT-A3计算出的用户鉴别应答RESH，连同网络产生的网络鉴别随机数RANDH’一起发向移动用户；移动用户将收到的RESH，与自己通过用户鉴别随机数RANDH，SK，NT-A3计算出的用户期望鉴别应答XRESH进行比较，可完成对新扇区的鉴别，若一致则该扇区为真，否则为假；③基站将移动用户的数据空中工作密钥WK，加密算法等加密参数传给移动用户新的切换扇区；④移动用户将用网络鉴别随机数RANDH’，SK，NT-A3计算出的网络鉴别应答RESH’连同切换成功报告，通过新扇区发向基站，基站收到后将其与自己计算出的网络期望鉴别应答XRESH’进行比较，可完成对移动用户的鉴别，若一致则该用户为真，可以开通移动用户通过新扇区的合法通信。

(b)移动用户在同一基站内不同扇区间移动时，发生紧急切换的简单双向鉴别方法，按下述步骤进行：

①移动用户通过新扇区直接向基站发出紧急切换报告，同时连同将自己保存的注册时由基站算出的用户鉴别应答RESH发至基站；基站收到后，将RESH与自己保存的注册时用户算出的用户期望鉴别应答XRESH进行比较，②如果RESH与XRESH一致，则基站将用户的空中数据工作密钥WK及加密算法等加密参数下传给新扇区，并同时将保存的注册时用户算出的网络鉴别应答RESH’发送给移动用户；③移动用户收到后将网络鉴别应答RESH’与自己保存的注册时基站算出的网络期望鉴别应答XRESH’进行比较，如果一致认为基站为合法基站，可以开通移动用户通过新扇区的合法通信。

(c)移动用户在同一动态域内不同基站间移动时发生正常切换的完整双向鉴别方法，按下述步骤进行：

①移动用户通过旧扇区向旧基站发起基站间切换请求，同时将用户鉴别随机数RANDH一同发至旧基站；②旧基站将收到的随机数RANDH发至新基站，新基站向移动用户的注册基站发起身份认证，注册基站在归宿服务器AAA处进行身份认证，认证成功则注册基站将WK、SK、加密算法等保密参数下发到新基站；③新基站把加密参数发给新扇区；④新基站通过新扇区向移动用户发送正常切换响应，同时将利用用户鉴别随机数RANDH、SK及NT-A3算出的用户鉴别应答RESH，以及本基站产生的随机数RANDH’一起发至移动用户；⑤移动用户将收到的用户鉴别应答RESH与自己用RANDH、SK及NT-A3算出的用户期望鉴别应答RESH进行比较，如一致则完成对新扇区的鉴别，移动用户将正常切换完成报告，及用RANDH’、SK、TN-A3算出的网络鉴别应答RESH’通过新扇区发至新基站。新基站收到后将其与自己计算出的网络期望鉴别应答XRESH’进行比较，可完成对移动用户的鉴别，若一致则该用户为真，可以开通移动用户通过新扇区的合法通信。

(d)移动用户在同一动态域内不同基站间移动时，发生紧急切换的简单双向鉴别方法，按下述步骤进行：

①移动用户通过新基站向注册基站发送紧急切换请求，同时连同自己保存的注册时对方鉴别应答RESH也发至注册基站，②注册基站收到后，将RESH与自己保存的注册时用户期望鉴别应答XRESH进行比较，如果一致，则将旧基站包括WK、SK、加密算法的加密参数，及注册随机数RANDH，RANDH’传给新基站，③新基站将保密参数传给新扇区，④新基站通过新扇区向移动用户发送紧急切换应答，同时也将保存的注册时用户网络鉴别应答RESH’传给移动用户，⑤移动用户将收到的RESH’与自己保存的注册时网络期望鉴别应答XRESH’进行比较，一致则允许使用基站的新扇区通信。

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