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4G 无线网络安全接入技术相关问题分析

作者：潘小伟日期：2015-11-10 09:20 来源：未知

前言：4G移动通信作为移动通信行业中的新兴事物，在得到快速发展的同时，其安全性问题也得到了更多的关注，尤其是在安全接入方面，得到的关注度更高，也吸引大量的研究人员对此进行研究。所谓4G无线网络安全接入，是指用户在使用4G无线网络时，身份信息、用户信息等不被窃取或监听，保证用户相关信息的安全和完整。
一、4G 无线网络安全接入相关的理论
1、自证实公钥系统。在自证实公钥系统中，包含对称密码体制，其所具备的运算速度是比较快的，而且在进行数据处理时，频率比较高，对于保密通信问题，从某种程度上来说，能够比较好的解决，因此，通过系统设计，实现系统的加解密。现如今，计算机网络技术所具备的发展速度是非常快的，在此背景下，对称密码自身的局限性逐渐的显露出来，这种局限性主要表现在以下几个方面：在对密钥进行管理时，管理的难度增大；当密钥在陌生人之间进行传递时，需要提供相应的数字签名，然而在实际传递的过程中，无法很好地解决这个问题。为了缓解这些存在的局限性，产生了非对称密码，在此种密码中，针对的是每一个用户的公私钥对，在单向函数的帮助下，实现私钥空间映射到公钥空间，这样一来，当发生伪装攻击时，就可以有效地防止。
2、安全协议。安全协议主要采取密码算法，在数据消
息发送之前，会对其进行高强度的加密，以便于保证传输的安全性。在进行通信的过程中，如果参与通信的成员当中包含不可信网络，那么在实现通信时，会建立起一种认证密钥交换协议，在这个交换协议中，包含两种协议，一种是密钥交换协议，一种是认证协议，通过两种协议的结合，保证网络通信的安全性[1]。4G无线网络在进行接入时，其安全性的保证通过这两个理论共同作用来实现。
二、4G 无线网络安全接入技术的认证
4G无线网络安全接入技术在进行认证时，会涉及到很多的参数，x的长度用X来表示，TA为可信机构，ME通过此机构将私钥获得，同时对公钥进行证实，具体说来，ME首先会进行私钥的选定，选定之后，经过相应的计算，得出VME，随后，将能够代表ME永久身份的标识符以及能够表示ME归属环境的标识符，再加上计算结果发送给TA。TA在接收到相应的消息之后，将ME的公钥计算出来并将其发送到ME处。ME接收完成之后进行验证，如果验证的结果是正确的，那么公钥以及私钥就会发送到移动终端 [2]。
2.1 首次接入的认证
在移动通信中，当4G无线网络首次进行接入或者切换接入时，为了保证接入的安全性，就需要进行认证。在进行认证时，AN会先进行广播，广播的内容包含两项，一项是代表自己身份的标识符，一项是公钥，ME将AN发送的信息接收之后，会进行随机数的选择，选择完成之后，会将这个随机数连同身份标识符、归属环境标识符一起发送给AN。接收到相应的消息之后，AN就会进行验证，当验证通过时，会进行随机数的选择，选择数量为两个，完成之后进行相应的计算，计算之后，将计算结果发送给ME。随后，ME对信息进行验证，验证成功之后，同样选择随机数进行计算，计算结果告知AN，接着AN重复上个步骤中ME的做法，形成结果。最后，ME通过解密工作的开展，将能够代表自己临时身份的信息获得，从而顺利的接入到4G无线网络中。
2.2 再次接入的认证
4G无线网络在进行接入时，可能会存在接入次数比较多的情况，在接入时，如果每次接入认证都必须要执行完整的过程中，那么系统所承担的负担就会比较重，尤其当接入用户比较多时，会更加的加重系统负担，进而产生认证延时的问题，由此，当进行再次接入时，就可以实行快速认证的办法。首次认证完成之后，如果ME想再次接入到同一网络中，那么其首次认证中所获得的临时身份就具备很重要的作用，ME可以采用临时身份接入，这样一来，不仅身份信息的安全性得到了保证，同时也提升了接入的速度 [3]。通过再次接入认证方案的设计，保证了 4G 无线网络接入的安全性。
三、结论
4G无线网络在进行接入时，安全接入问题是主要的威胁，如果接入的安全性比较差，那么用户信息的安全性及完整性就无法有效的保证，因此，为了保证接入的安全性，设计了首次接入和再次接入的认证方案，通过身份认证，有效的保证了接入的安全性。不过，由于4G移动通信发展的时间还比较短，因此4G无线网络安全接入技术的研究还不完善，还需要进一步的加强研究，以便于更好的保证接入的安全性。
参考文献
[1]李炜键，孙飞.基于4G通信技术的无线网络安全通信分析[J].电力信息与通信技术，2014，（01）：127-131.
[2] 王伟伟 . 接入网技术在城市 4G 无线通信中的应用 [J]. 硅谷，2014，（16）：114-115.
[3] 廖建军 . 探讨 4G 无线互联网安全接入技术 [J]. 中国新通信，2015，（08）：59-60.