tetra数字集群系统安全机制的研究

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1、北京邮电大学博士学位论文TETRA数字集群系统安全机制的研究摘要近年束随着我国国民经济的飞速发展以及城区的扩大，各部门的工作业务面不断扩大，相互联系不断增多，对城市管理的要求不断提高，特别是对建立高效、应急反应的指挥调度系统的重要程度认识的加深推动了数字集群通信在我国的发展。TETRA系统作为欧洲电信标准协会(ETSI)唯一支持的无线数字集群丌放标准和我国数字集群通信系统体制行业推荐性标准之一，在数字集群通信领域占有重要位置。因为TETRA系统广泛应用于国家的政府、公共安全和军事武装等部门，而且其丌放的无线信道易于实施侦听、窜改等攻击，所以对TETRA系统安全技术的研究

2、非常关键。本文在分析TETRA系统的安全威胁和安全要求的基础上，系统地研究了TETRA标准中所采用的安全技术，包括系统和移动终端的鉴权协议、空中接口加密技术、基于TETRA标准的端到端加密技术和密钥管理技术等。本文的主要工作和创造性成果体现在以下几个方面：1．TETRA系统安全体系的架构的研究提出了TETRA系统的三维安全体系的结构框架，从安全服务、安全需求和安全域三个方面概括总结了TETRA系统安全的各个方面，从整体上研究了TETRA系统所提供的安全服务和安全机制以及系统元素间的关系。2．TETRA系统鉴权机制的研究系统研究了TETRA系统的移动终端和系统之间的双向鉴

3、权协议，采用BAN逻辑对由SwMI发起的MS与SwMI之间的双向鉴权协议进行了分析，通过分析指出了TETRA系统鉴权协议的安全漏洞在于缺乏鉴权密钥的更新机制。提出了两种改进的TETRA双向鉴权协议，一种为采用归属网络认证中，c、HLWAuC作为网络端鉴权算法的运行实体的鉴权协议，该协议在难以保证VLR和HLR的通信安全的情况下，避免产生对已知明文攻击的开放性，而且易于满足鉴权算法自主性的需要；另一种是针对移动通信网的网络端和移动终端存在资源和安全需求的不对称性，提出了采用不同的机制实现TETRA双向鉴权功能，即，采用基于身份的公钥密码体制实现网络基础设施对移动台的鉴权，

4、而采用基于哈希链的机制实现移动台对网络基础设施的鉴权，该方案避免了采用对称加密体制实现TETRA系统鉴权协议时需要SwMI端保存和维护大量的鉴权密钥，同时便于系统提供不可否认性服务。摘要3．基于TETRA标准的端到端加密系统的研究端到端加密是TETRA集群系统的高级保密功能，用于对通信安全有特别严格要求的场合。TETRA标准中只是规定了端到端加密服务与TETRA系统的接口和采用的同步机制，并没有规定端到端加密的具体实现方式，本文提出了TETRA端到端保密通信的总体架构，详细研究了TETRA端到端安全中的语音加密、短消息加密等关键技术，并对具体实施提出了建议。4．TETR

5、A系统密钥管理的研究详细分析了TETRA系统鉴权密钥、空中接口加密和端到端加密系统中密钥的管理方案。提出了一种适用于TETRA系统E2EE应用的密钥管理方案，该方案仍然采用基于可信的第三方的集中式的密钥管理模式来分发管理密钥，而由组通信的发起方来分发保密通信的通信密钥，从而减少系统对密钥管理中，&KMC的依赖和在组成员关系变化频繁或者组的数量较多时更新密钥给整个系统带来较大的计算和通信开销。关键词：数字集群系统TETRA挑战．应答协议端到端加密鉴权密钥管理旦!!!!璺!!!!!!!竺坐塑!!呈旦!!鱼!坐!里笪竖!!!里!!!!!垡曼!曼!翌!!!!坚STUDYoNSE

6、CURITYMECHNISMSFoRTETRADIGITALTRUNKEDSYSTEMABSTRACTInrecentyears，withtherapiddevelopmentofthenationaleconomyandthegreatenlargementoftheareaofcitiesinChina，thescopesofmanygovernmentdepartmentskeepbeingenlargedandtheinteroperationbetweenvariousdepartmentsisalsogrowing，whichmeansgreaterrequ

7、irmentontheurbanmanagement．Besides，thedeeperunderstandingoftheimportanceonsettinguptheefficientandquickdispatchersystembringstherapiddevelopmentofdigitaltrunkedcommunicationsystemAstheonlywirelessopendigitaltrunkedstandardssupposedbyETSIandoneoftheindustrialstandardsfordi