移動網絡安全研究現狀概述

王翔明 劉文豪 張再軍

摘 要：移動通信與移動互聯網正在以前所未有的速度迅猛發展，通過移動網絡人們可以高速地獲取各類豐富多彩的網絡服務，移動網絡己經滲透到了人們生產生活的各個方面。移動網絡的開放性與無線傳輸的特、移動互聯網繼承的傳統互聯網的脆弱性、移動網絡與其它無線網絡異構融點合導致網絡體系結構的復雜化以及移動網絡的全IP化都使得移動網絡面臨著越來越多的各種類型的惡意攻擊的挑戰。

關鍵詞：移動網絡；安全；信息

移動網絡發展

隨著移動與無線通信技術以及移動互聯網的快速發展，新一代的移動通信技術已經開始致力于實現各種無線網絡如3G、4G、WLAN、WiMax等的互聯互通、跨域協同、異構融合以建立一個幵放、靈活、可擴展的全EP化網絡平臺，進而為用戶提供無所不在的、高速率、低成本、優質QoS的網絡服務。然而，移動網絡的幵放性與無線傳輸的特點、移動互聯網繼承的傳統互聯網的脆弱性、網絡融合導致網絡體系結構的復雜化以及網絡的全IP化都使得移動網絡面臨著越來越多的各種類型的惡意攻擊的挑戰。DDoS攻擊、偽冒地址惡意阻斷上下文攻擊、病毒、木馬、垃圾郵件和短信、跟蹤定位、竊聽等安全事件層出不窮，都在不斷威脅著整個移動網絡的安全[1]。

同時，新一代的移動通信是以網絡應用服務為核心的，以智能手機為代表的移動終端作為用戶的體驗平臺，其自身的安全隱患也給整個移動網絡帶來了極大影響。各類惡意移動代碼，如病毒、木馬等已經對移動終端的安全構成了重大威脅，移動終端的內存和芯片處理能力不斷增強給了惡意代碼更多的生存空間，開放的操作系統和應用編程接口極大地方便了惡意代碼的開發和入侵，而移動終端用戶數量的日趨增加則為惡意代碼的廣泛傳播創造了良好環境。根據《2013-2014中國互聯網安全研究報告〉> 顯示，單是2013年被病毒感染的安卓手機數量就超過了270萬部，不斷出現的各類移動病毒不僅給移動用戶造成了大量損失，也使國家信息安全面臨嚴重威脅。

移動通信與移動互聯網正在以前所未有的速度迅猛發展，據國際電信聯盟ITU數據顯示，2013年全球移動互聯網連接數達到了68億次而中國移動用戶數量2013年初就已達SflL8億，移動互聯網用戶則約有8億。通過移動網絡人們高速地獲取各類網絡服務，移動網絡已經滲透到了人們生產生活的各個領域。確保移動兩絡安全，研宄新型移動網絡安全防護技術不僅事關移動阿絡用戶的個人隱私與財產安全，更是對國家信息安全、社會穩定與經濟發展起著舉足輕重的作用。移動網絡安全防護作為面向國家重大戰略需求的基礎研究內容，己被列入《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006-2020年）》之“新一代寬帶無線移動通信網”》國家973計劃項目《面向服務的未來互聯網體系結構與機制研究》以及中日韓三方前瞻計劃項目《下一代互聯網安全與隱私關鍵性技術的研究》等也都將移動網絡安全防護作為了主要研究課題之一。

移動網絡安全研究現狀

當前，針對移動網絡安全問題開展的研宄大致可分為兩方面一是基于安全體系與機制的研究，主要包括實現移動網絡安全保護功能的各種具體安全技術與措施；二是基于移動終端安全的研究，認為終端是一切安全問題的源頭，通過對移動終端施以特殊保護從而保證終端安全進而實現整個移動網絡的安全，這主要集中于基于可信計算的安全終端設計以及移動病毒防控策略研宄等。

隨著移動網絡自身的不斷演進，如2G GSM系統，3G的TD-SCDMA、WCDMA，一直到現在的4G LTE移動通信系統，以及移動網絡與WLAN、WiMax等其它無線網絡的異構融合都需要移動網絡的安全體系與機制不斷的發展與完善。當前移動網絡主要采用的安全機制包括[2]：

（1）身份認證機制

身份認證機制，即認證與密朗協商協議（authentication and key agreementprotocol， AKA），是保護移動網絡安全的核心安全機制，主要用于實現用戶與接入網絡的雙向身份認證并對兩者之后通信過程中所使用加密算法與完整性保護算法的密銅進行協商。針對移動終端接入網絡環境的不同，存在多種不同類型的AKA協議，如3GPP AKA、用戶漫游情形中的AKA協議、3GPP-WLAN-WiMax異構網絡中的AKA協議、以及移動終端在不同服務器環境中的AKA協議等。

（2）完整性保護機制

移動網絡的完整性保護機制主要用于保護終端與基站之間傳輸消息免受偶然或惡意的非授權篡改，比如插入、刪除、修改、置亂、偽造等。TD-SCDMA與LIE均采用分組算法對終端與基站之間傳輸的消息進行完整性保護，終端與基站通過驗證附加在傳輸消息后的消息認證碼判斷消息是否被篡改以及消息源的合法性。

（3）空口加密機制

空口加密機制通過對移動終端與基站間傳輸的數據與控制信息進行加密，實現兩者之間的保密傳輸以保證空口安全。由于移動終端自身計算能力與電量供應能力有限，空口加密機制一般采用對稱密碼算法。GSM、TD-SCDMA以及LTE系統均采用序列密碼算法作為空口加密算法，而加密算法使用的密鑰則來自AKA協議。

（4）用戶身份保護機制

移動網絡通過使用臨時身份識別碼技術防止非法個人或團體通過監聽無線信道上的信令交換而獲取移動用戶的真實身份識別碼或對移動用戶進行跟蹤定位。一般情況下，無線信道上發送的用戶身份標識均為其臨時身份識別碼，用戶只有在開機或訪問網絡寄存器中存儲的臨時身份標識丟失時才會重新發送其真實身份標識。同時，臨時身份識別碼會不斷進行更新，更新頻率越快，越能有效保護用戶身份。

（5）網絡信令安全交換機制

信令安全交換機制主要用于保護移動網絡中不同網絡單元間交換信令的機密性與完整性。以LTE為例，LTE使用MAPSec機制保護事務處理能力應用部分 （TCAP）中所有的七號信令，使用IPSecESP機制實現服務網絡與分組數據網關接口以及分組數據網關與外部數據網接口的通用數據傳輸平臺（GTP）信令安全，同時分別使用IPSec的險道模式與傳輸模式保護不同安全域間與安全域內的信令安全。

（6）移動終端安全接入機制

移動網絡通過使用PIN碼機制防止全球用戶識別卡（USIM）的非授權使用，利用USIM機制限制終端的網絡接入范圍等，同時應用安全傳輸層協議（TLS）、IPSec機制等確保數據在移動終端與智能卡之間的安全傳輸。

（7）安全服務對用戶的可見性與可配置性

安全服務對用戶的可見性和可配置性是指用戶可以獲知一個安全服務的運行狀態，以及業務的應用和設置是否依賴于該安全服務。

移動終端是移動網絡中數據創建、處理和存儲的源頭，也是大多數安全事件的發起端。若移動終端在接入網絡前經過認證和授權，且其任意操作都符合規定好的安全策略，那么就可有效保護整個移動網絡系統的安全。安全移動終端的研宄己經引起了人們的廣泛重視，關于安全移動終端的研宄主要集中于基于可信計算的移動終端設計和針對移動病毒的傳播建模與防控策略研究。

參考文獻

[1] 胡愛群，李濤，薛明富.移動網絡安全防護技術.中興通訊技術，17（1），2011：21-26.

[2] 謝進柳.3GPP安全架構演進探討.保密科學技術，2012（07）：24-29.