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WIMAX安全机制研究

作　者: 张景振
导　师: 周大水
学　校: 山东大学
专　业: 系统分析与集成
关键词: WIMAX IBE Security Scheme
分类号: TN925.93
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

WiMAX(World Interoperability for Microwave Access,全球微波接入互操作性)是一种低成本、高效率、大范围的宽带传输的宽带无线接入技术标准。作为一项新兴技术,WIMAX受到了全球各大IT厂商的关注。虽然WiMAX发展势头迅猛,但不少业内专家和分析师都指出,在WiMAX技术大规模应用之前,安全问题仍是制约其发展的首要问题之一。WiMAX安全规范的核心基于IEEE802.16d和IEEE802.16e协议中规定的MAC层(媒体接入控制层)的安全子层,该安全子层包括两组协议—分组数据加密协议和密钥管理协议,以此提供对设备和用户的认证授权、密钥交换、业务数据的加密传输等安全服务,以确保用户终端与网络之间的通信安全.IEEE802.16ed是IEEE802.16d的改进版,虽然802.16e协议对802.16d协议中的安全子层进行了修改和补充,但是仍然存在一些需要进一步解决的安全问题。本文详细分析了WiMAX的分组数据加密协议和密钥管理协议,指出其存在的安全漏洞,并提出相应的解决方案,尽可能的提高WIMAX认证和密钥管理协议的安全性。首先,论文针对IEEE802.16协议中的安全子层,论述了IEEE802.16-2004和IEEE 802.16-2005标准的安全机制,建立起基站和用户站在认证机制,密钥分配,数据加密这一系列过程中的交互流程.针对该流程进行了安全分析,分析其对经典攻击的响应,通过分析,发现协议对一些安全问题没有给出详细的定义,其认证体系存在一定的缺陷,且移动终端处理能力弱,这些问题都会造成一定的安全漏洞,带来安全隐患.其次,在分析安全漏洞的基础上,引入了基于椭圆曲线上weil对和基于身份的密码到WiMAX,并针对WiMAX的特点做出了修正和改进,提出了基于IBE技术的认证和加密机制,改进了WiMAX系统中的安全体系.最后,对文章进行了总结,并对未来工作作出了展望.

全文目录

摘要  8-9
ABSTRACT  9-10
第一章绪论  10-13
  1.1 WIMAX技术研究背景及选题意义  10-11
  1.2 研究目标及主要工作  11
  1.3 论文的组织结构  11-13
第二章 WIMAX概述  13-17
  2.1 IEEE802.16标准体系简介  13-14
  2.2 安全层  14-15
  2.3 媒体访问控制和物理层  15-17
第三章 IEEE802.16D标准安全研究  17-28
  3.1 WIMAX安全体系要素  17-20
  3.2 安全机制认证授权加密  20-22
  3.3 认证协议的弱点和改进  22-25
  3.4 密钥管理协议的分析和改进  25-27
  3.5 数据加密方式的分析  27-28
第四章 IEEE802.16E标准安全研究  28-35
  4.1 IEEE802.16E安全原理  28-29
  4.2 IEEE802.16E安全子层安全分析  29-33
    4.2.1 秘密密钥管理和认证  30-32
    4.2.2 通信加密  32-33
  4.3.交接安全设置(12)  33-35
    4.3.1 交接方案安全分析  34
    4.3.2 交接方案安全改进  34-35
第五章 WELLING对技术和基于身份的密码体制  35-41
  5.1 基于身份的密码体制  35-38
  5.2 椭圆曲线上的WEIL对  38-41
    5.2.1 定义在Fq(素域,q为素数)上的椭圆曲线  38-39
    5.2.2 超奇异椭圆曲线上的Weil对[18,28)  39-41
第六章基于双线性对的身份认证和基于身份的密钥协商方案  41-45
  6.1 基于身份的密码系统的建立  41-42
  6.2 基于双线性对的双方身份认证四次握手认证方案  42-44
  6.3 基于双线性对的基于身份的密钥协商方案  44-45
    6.3.1 Chen-Kudla的IBAKA机制  44
    6.3.2 密钥协商方案  44-45
第七章总结与展望  45-47
参考文献  47-50
致谢  50-51
学位论文评阅及答辩情况表  51

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