中國科研團(tuán)隊(duì)以標(biāo)準(zhǔn)兼容方式成功解決5G隱私安全問題

中新社北京12月1日電 (記者 孫自法)記者12月1日從中國科學(xué)院軟件研究所(中科院軟件所)獲悉，該所張振峰研究員團(tuán)隊(duì)最近在第五代移動通信技術(shù)(5G)網(wǎng)絡(luò)安全核心協(xié)議——5G認(rèn)證密鑰協(xié)商協(xié)議(5G-AKA)研究中取得一項(xiàng)重要突破，以標(biāo)準(zhǔn)兼容的方式成功解決當(dāng)前5G-AKA隱私安全問題，可為移動通信用戶安全接入提供新一代核心技術(shù)。

本項(xiàng)研究中，張振峰團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性提出基于密鑰封裝機(jī)制的隱私保護(hù)5G認(rèn)證密鑰協(xié)商協(xié)議設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)出兼容5G標(biāo)準(zhǔn)的5G-AKA’協(xié)議，從而以標(biāo)準(zhǔn)兼容的方式成功解決當(dāng)前國際標(biāo)準(zhǔn)組織3GPP的5G-AKA標(biāo)準(zhǔn)存在鏈接攻擊這一隱私安全問題。這項(xiàng)重要成果近日在國際網(wǎng)絡(luò)安全旗艦會議(USENIX Security 2021)上發(fā)表，也是中國科研團(tuán)隊(duì)首次在國際頂級安全會議上發(fā)表移動通信安全協(xié)議設(shè)計(jì)研究成果，引發(fā)國際學(xué)界和業(yè)界廣泛關(guān)注。

中科院軟件所介紹說，2017年，國際標(biāo)準(zhǔn)組織3GPP在5G系統(tǒng)安全架構(gòu)和流程技術(shù)規(guī)范中發(fā)布5G-AKA協(xié)議，首次引入公鑰密碼技術(shù)來加密移動用戶標(biāo)識符，以防范攻擊者竊聽無線信道侵犯用戶隱私。不過，近年來研究表明，5G-AKA在隱私保護(hù)方面存在安全缺陷，容易遭受鏈接攻擊。學(xué)界此前提出多種解決方案，但均不能滿足后向兼容的應(yīng)用需求。隨著全球5G網(wǎng)絡(luò)的商用推進(jìn)，5G-AKA已得到廣泛應(yīng)用和部署，如何解決5G-AKA的隱私缺陷成為學(xué)界一項(xiàng)公開問題。

針對5G-AKA的隱私缺陷，張振峰團(tuán)隊(duì)研發(fā)的5G-AKA’協(xié)議能夠在不更換移動用戶SIM卡、保持5G服務(wù)網(wǎng)現(xiàn)行部署的基礎(chǔ)上安全抵抗鏈接攻擊、保護(hù)用戶隱私，不僅具有兼容3GPP標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)優(yōu)勢，而且具有良好的性能優(yōu)勢，在計(jì)算時(shí)間上僅引入0.03%的額外開銷、帶寬方面則實(shí)現(xiàn)零增長，易于標(biāo)準(zhǔn)化和應(yīng)用部署?，F(xiàn)行5G端點(diǎn)可由5G-AKA便捷遷移、也可以兼容的方式支持5G-AKA’，其軟件修改只涉及約20代碼行。

張振峰表示，科研團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步通過安全協(xié)議形式化驗(yàn)證工具對5G-AKA’協(xié)議進(jìn)行建模和驗(yàn)證，證明該協(xié)議可達(dá)到隱私性、認(rèn)證性和機(jī)密性目標(biāo)。同時(shí)，5G-AKA’協(xié)議不僅適用于橢圓曲線集成加密方案和橢圓曲線公鑰加密算法，支持現(xiàn)行公鑰密碼標(biāo)準(zhǔn)在5G移動通信系統(tǒng)中的大規(guī)模應(yīng)用，也適用于抗量子安全的密鑰封裝機(jī)制，為移動通信接入認(rèn)證與密鑰協(xié)商應(yīng)對量子計(jì)算帶來的安全威脅提供模塊化理論支撐。(完)