[发明专利]一种移动通信系统的鉴权和密钥协商方法

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种移动通信系统的鉴权和密钥协商方法。 

背景技术

在第三代移动通信系统UMTS(Universal Mobile TelecommunicationsSystem，通用移动通讯系统)的接入鉴权过程中采用鉴权和密钥协商(Authentication and Key Agreement，简称AKA)机制，鉴权是由移动终端USIM(Universal Subscriber Identity Module，通用用户识别模块)卡、网络侧的VLR/SGSN(Visitor Location Register/Service GPRS Supporting Node，访问位置寄存器/通用无线分组业务服务支持节点)和HLR/AuC共同完成。终端侧的USIM卡与网络侧的HLR/AuC(Home Location Register/Authentication Center，归属位置寄存器/认证中心)共享鉴权密钥K，借助鉴权密钥K，终端侧USIM卡和网络侧可以进行相互认证。 

如图1所示，现有技术中的用户接入鉴权流程包含如下步骤： 

101：移动终端(Mobile Equipment，简称ME)发起网络接入、业务接入或位置更新等请求时，会触发网络侧的VLR/SGSN进行鉴权操作； 

上述请求消息中包含用于标识用户身份的IMSI(International MobileSubscriber Identifier，国际移动用户识别码)。 

102：VLR/SGSN向HLR/AuC发送鉴权向量请求消息，请求五元组鉴权向量AV，同时将IMSI传送给HLR/AuC； 

五元组鉴权向量AV中包括：随机数RAND，期望响应值XRES，加密密钥CK，完整性密钥IK和鉴权令牌AUTN。 

103：HLR/AuC生成随机数RAND，根据IMSI查找对应的鉴权密钥K，并根据鉴权密钥K生成五元组鉴权向量AV中的：期望响应值XRES，加密密钥CK，完整性密钥IK和鉴权令牌AUTN；

其中，鉴权令牌AUTN由SQN(序列号)，AMF(AuthenticationManagement Field，认证管理域)和MAC(Message Authentication Code，消息鉴权码)组成。 

图2是现有技术中HLR/AuC计算鉴权向量的方法示意图。具体描述如下： 

103A：采用如下公式计算AUTN： 

AK＝f5_K(RAND)； 

MAC＝f1_K(SQN _HE||RAND||AMF)； 

AUTN=SQNHE⊕AK||AMF||MAC;]]>

上述 为异或运算符。 

103B：采用如下公式生成AV： 

AV＝RAND||XRES||CK||IK||AUTN； 

XRES＝f2_K(RAND)； 

CK＝f3_K(RAND)； 

IK＝f4_K(RAND)。 

上述SQN_HE为网络侧的序列号；f1、f2、f3、f4、f5为原协议(3GPP TS33.102V7.1.0(2006-12)协议)规定的算法函数。 

104：HLR/AuC将生成的鉴权向量AV包含在鉴权向量响应消息中发送给VLR/SGSN； 

105：VLR/SGSN保存五元组鉴权向量AV中的期望响应值XRES、加密密钥CK和完整性密钥IK； 

106：VLR/SGSN将五元组鉴权向量AV中的随机数RAND和鉴权令牌AUTN包含在用户鉴权请求中发送给移动终端； 

107：移动终端将接收到的随机数RAND和鉴权令牌AUTN转发给USIM卡；USIM卡使用内部保存的鉴权密钥K验证AUTN的合法性和有效性；