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Mobile WiMAX全认证协议研究与实现

作　者: 张树彬
导　师: 吴越
学　校: 上海交通大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: WiMAX 802.16e EAP-AKA 认证安全
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

随着WiMAX正式成为3G标准,WiMAX的角色由最初的作为最后一公里的宽带接入补充一跃成为炙手可热的3G宽带移动通信。WiMAX有固定和移动二个版本。由于提供了较目前移动通信更高速更便利的通信业务,移动WMAX(Mobile WiMAX)的安全性受到了越来越多的关注。另一方面,Mobile WiMAX与3G其他技术之间的融合以及和别的异构网络之间的互连互通也使得其安全性变的更为重要。首先,本文介绍了Mobile WiMAX的发展背景和系统结构,重点分析了与3G LTE互连互通的端到端参考模型,并和别的无线网络进行了比较。其次,本文分析了Mobile WiMAX安全认证架构和EAP协议栈。可扩展认证协议EAP是Mobile WiMAX认证架构的核心部分。EAP方法很多,但是其侧重点各有不同,如EAP-SIM主要是面向2G通信系统的;而EAP-AKA是一种基于3G AKA机制的EAP方法,它与已经成为3G标准的Mobile WiMAX的结合可以带来诸多应用上的优势;最后,本文重点介绍了EAP-AKA认证方法,分析了EAP-AKA的用户名管理机制和完全认证模式以及快速重认证模式,并给出了具体的数据报文的格式、用户状态机、服务器状态机和AKA完全认证模拟。由于Mobile WiMAX标准还在进一步完善和修订中,针对协议中的安全缺陷,本文给了相应的改进措施,同时结合Visual C++.NET开发环境给出了具体的认证流程实现。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-12
1 绪论  12-21
  1.1 MOBILE WIMAX 背景  12-14
  1.2 MOBILE WIMAX 技术优势  14-20
  1.3 本文安排  20-21
2 MOBILE WIMAX 安全认证架构  21-36
  2.1 MOBILE WIMAX 网络体系结构  21-24
    2.1.1 Mobile WiMAX 基本网络体系结构  21-22
    2.1.2 Mobile WiMAX 网络端-端模型  22-24
  2.2 MOBILE WIMAX 安全认证架构  24-27
  2.3 PKMV1  27-30
  2.4 PKMV2  30-32
  2.5 MOBILE WIMAX 密钥体系  32-36
3 EAP 可扩展认证协议  36-45
  3.1 EAP  36-40
    3.1.1 EAP 的体系结构  36-37
    3.1.2 EAP 的认证过程  37
    3.1.3 EAP 的层次结构  37-38
    3.1.4 EAP 数据包格式  38-40
  3.2 常用的EAP 方法  40-43
    3.2.1 EAP- MD5  40
    3.2.2 EAP-TLS  40-41
    3.2.3 EAP-TTLS  41
    3.2.4 PEAP  41-42
    3.2.5 EAP- SIM  42
    3.2.6 EAP- AKA  42-43
  3.3 EAP 方法比较  43-45
4 EAP-AKA 的认证模拟与实现  45-66
  4.1 EAP-AKA 用户名  45-47
  4.2 EAP-AKA 报文格式  47
  4.3 EAP-AKA 协议流程  47-50
    4.3.1 完全认证  47-49
    4.3.2 快速重认证  49-50
  4.4 EAP-AKA 的安全考虑  50-52
  4.5 EAP-AKA 在MOBILE WIMAX 中的可行性分析  52-54
    4.5.1 Mobile WiMAX 与其他3G 互通  52-53
    4.5.2 EAP-AKA 自身的优势  53
    4.5.3 EAP-AKA 与预认证  53-54
  4.6 EAP-AKA 协议仿真  54-64
    4.6.1 EAP-AKA 服务器状态机  54-55
    4.6.2 EAP-AKA 客户端状态机  55-56
    4.6.3 EAP-AKA 仿真流程  56-64
  4.7 EAP-AKA 协议改进  64-66
    4.7.1 可能存在的攻击  64
    4.7.2 改进方案一  64-65
    4.7.3 改进方案二  65-66
5 MOBILE WIMAX 总结与展望  66-70
  5.1 Mobile WiMAX 总结  66
  5.2 Mobile WiMAX 与3GPP LTE  66-68
  5.3 Mobile WiMAX 与TD-SCDMA  68-70
参考文献  70-72
附录A：EAP-AKA 仿真部分代码  72-74
附录B：EAP-AKA 消息子类型和属性  74-75
附录C：IEEE 802.16D 和IEEE 802.16E 性能参数比较  75-76
附录D：缩略词  76-78
致谢  78-79
攻读硕士学位期间发表的学术论文  79-80
攻读硕士学位期间参加的项目  80

Mobile WiMAX全认证协议研究与实现

内容摘要

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