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一种新型的LTE-A网络切换认证协议

更新时间:2019-12-24 17:36:34 大小:2M 上传用户:zhiyao6查看TA发布的资源 标签:LTE-A网络切换 下载积分:1分 评价赚积分 (如何评价?) 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

针对典型蜂窝网络LTE-A网络的切换认证问题,本文通过引入SDN(Software Defined Network,软件定义网络),提出了软件定义LTE-A异构网络架构,在中心控制器中共享UE(User Equipment,用户设备)的安全上下文信息,以实现简化切换认证过程,提高认证效率的目标.中心控制器的加入,使蜂窝与核心网通信时需要增加一次信令开销,而LTE-A网络的标准切换认证方法过于复杂,应用在软件定义LTE-A异构网络中,会产生较多的信令开销.基于代理签名的切换认证方法,使UE在验证身份时不用经过核心网,减少了信令开销.在安全性相同的情况下,基于椭圆曲线的加密体系比基于RSA的加密体系计算量更小,有利于减少中心控制器的计算压力.本文采用椭圆曲线代理签名方法,提出了一种新型的切换认证协议,并运用着色Petri网进行建模和仿真分析.仿真结果表明,该协议是有效的,且安全性更高.


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2
Vol. 45 No. 2  
Feb. 2017  
2017  
2
ACTA ELECTRONICA SINICA  
LTE-A  
一种的  
 
, ,  
亚鹏 强  
(
北京科技大学计算机学院 北京  
100101)  
:
LTE-A SDN( Software Defined Network,  
证问题 本通过引入 软定  
针对蜂窝络  
) ,  
提出了义  
LTE-A  
构 在控制共享  
UE( User Equipment, )  
文  
, , ,  
证过的目控制加入 使蜂窝令  
LTE-A LTE-A  
.  
较多的信基  
而  
方法 使  
RSA  
方法过于复杂 应用义  
UE  
,  
不用减少情况下 基椭  
线于  
计算利于减少控制的计算线理  
, ,  
方法 提出了一种色  
Petri  
,  
进行建模仿仿结果表效  
高  
:
LTE-A;  
; SDN ( Software Defined Network) ;  
;
Petir  
关键词  
中图分类号  
URL: http: / /www. ejournal. org. cn  
证  
线色  
0372-2112 ( 2017) 02-0485-07  
DOI: 10. 3969 /j. issn. 0372-2112. 2017. 02. 030  
:
TP391. 9  
:
A
:
文章编号  
文献标识码  
电子学报  
A New Handover Authentication Protocol for LTE-A Network  
CHEN XinSONG Ya-pengLIU Zhi-qiang  
( School of Computer ScienceBeijing Information Science & Technology UniversityBeijing 100101China)  
Abstract: Aiming at the handover authentication in the LTE-ASDN is introduced and a new heterogeneous network  
framework named Software Defined LTE-A is proposed. This framework simplifies the handover authentication via the sha-  
ring of security context information in the Controllers. The use of Controller leads to one more communication overhead  
when the base station communicates to the core network. The standard handover authentication in LTE-A is a complex sys-  
tem that will generate a lot of communication overhead. The handover authentication based on proxy signature make the UE  
( User Equipment) need not to communicate to core network when UE is authenticatedwhich reduces the communication o-  
verhead. Compared to RSA Cryptographythe Elliptic Curve Cryptography needs less computation that will decrease the  
computation overhead in the Controller. Adopted the proxy signature based on the Elliptic Curvea new handover authentica-  
tion protocol is proposedand is modeledsimulatedand analyzed by the Colored Petri Nets. The results of the simulation  
show that the proposed handover authentication is efficient and more secure.  
Key words: LTE-A; handover authentication; SDN ( software defined network) ; proxy signature based on elliptic  
curve; colored Petri Nets  
, ,  
方法会使  
1
引言  
UE . LTE-A  
动过程中频繁换  
证过复杂统  
中 用  
3]  
iPhoneiPadKindle  
及  
随着  
频繁  
1]  
动互联网数据速增长  
在  
程中较多间  
2]  
2014 2019  
到  
数据加  
10  
, ,  
问题 学的  
减少单个数据个有解  
Aditya Gudipati  
等人提出了无线接入模  
: 2015-10-08;  
: 2016-09-06;  
:
责任编辑 马兰英  
收稿日期  
修回日期  
:
基金项目 国家自然科学基金  
( No. 61370065No. 61502040) ;  
( No. 2015BAK12B03-3) ;  
北京年  
国家科技计划  
( No. 2014000020124G099)  
项目  
486  
2017  
4]  
UE  
控制 控制上行资  
1
E-UTRAN  
Controller,  
加入 集  
其变化是在  
20 ~ 30 .  
控制在同个  
eNB( evolved Node B,  
进型  
控制从  
周围  
Controller MME,  
的 基 必 须 于 同 能  
)
控制器  
( Controller)  
上统理 从全  
.  
出发平衡实验室  
MME.  
Sourjya Bhaumik  
5]  
等人提出了数  
控制控制只  
的部控制让  
22%  
6SDN  
的计算源 文将  
5G  
引入 移  
减少  
通过在接入点中共享息  
隐私用  
SDN LTE-A  
思想 把  
程的控制离  
UE  
控制上 在一定条件化了  
换  
证过程  
来 针对  
LTE-A  
证问题 献  
7MME  
提出了方法 通过中  
降低跨  
MME  
8]  
证时提出了  
AAA  
服务器方法 由于  
AAA  
于  
15]  
LTE-A  
eNB  
HeNB  
这是称  
中的基为  
eNB  
接失  
服务器可能离  
“ ” .  
义  
LTE-A  
中  
的机每次要  
AAA  
服务器会  
eNB HeNB Controller  
eNB \  
在  
S-GW S1  
消  
Controller S-GW  
9]  
加系复杂用  
Diffie-Hellman  
HeNB  
立  
进行于  
AAA  
服务器  
S1  
eNB \ HeNB IP  
和  
即将  
数据向  
eNB\HeNB  
10]  
更简使将  
S-GW  
Controller  
到  
S1  
保  
Controller  
eNB  
AAA  
UEeNB  
标  
务器予  
UE .  
种方  
MME  
并建立  
UE  
根据  
必须源  
献  
可以证  
MME  
S1  
. Controller  
eNB \ HeNB  
MME  
进  
口  
代替  
eNB eNB  
立可加  
标  
是这和  
CSG( Closed  
11HSS  
使将  
Subscriber Group, ) ,  
令  
( Home Subscriber Server, )  
服务器 力  
eNB \HeNB  
MME  
进行其的信交互  
与  
eNB  
UEUE  
使
eNB  
份  
予  
直接与目标  
eNB\HeNB  
留移和调度告  
外  
Diffie-Hellman  
进行与  
通过  
.  
频谱和数据由于  
Con-  
11]  
在通计算面  
troller eNB\HeNB Controller eNB \HeNB  
离 较与  
11SDN  
优 本的基础引入 思想椭  
的信交互间  
UE  
线方法 使得  
动  
时 其证过程的计算优于献  
11.  
3
LTE-A  
证  
定义  
议  
2
LTE-A  
络架构  
定义  
LTE-A  
到  
准  
MME  
的  
LTE-A  
构  
( Software Defined NetworkSDN)  
络  
下 基到  
MME  
-
控制器和控制器  
-
一种控制  
MME  
LTE-A  
两次换  
中的方法钥  
大大交  
数据进行分通过集中的控制  
3]  
生成过于锁  
中的现可编程控制现  
,  
对上题 提出了线签  
需调配  
LTE-A  
1617]  
方法  
初始阶段  
UE  
控制功  
12 ~ 14]  
3. 1  
要  
MME( Mobility Management Entity,  
管  
E-UTRAN  
时 由  
MME  
UE  
发  
第一接  
)
HSS  
SDN  
和  
控制和数据到  
troller LTE-A  
根据  
思想 切  
HSS  
(
δ  
H-U  
个原始为  
Con-  
11]  
e K ) ,  
在  
H-U  
UE  
中  
络  
上统理 构建出义  
UE  

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