52、全球移动网络漫游服务的自认证互认证与密钥交换协议

全球移动网络漫游服务的自认证互认证与密钥交换协议

在全球移动网络（GLOMONET）广泛部署的背景下，非法入侵的可能性不断增加，因此需要安全可靠的漫游服务认证协议。本文将介绍一种基于自认证机制的新型互认证与密钥交换协议，该协议具有身份匿名性和一次性会话密钥更新等特点，能有效提升漫游服务的安全性。

1. 引言

随着全球移动网络的广泛应用，非法访问的风险也在增加。为了应对这一问题，已经有多种认证协议被提出。例如，Suzuki等人开发了一种漫游服务认证协议，采用对称密码系统的挑战/响应交互认证机制。但Buttyan等人指出该协议存在一些易受攻击的缺点，并提出了改进协议。随后，Hwang等人引入了自加密机制来简化Buttyan的协议。

然而，Hwang的方案不支持身份匿名性。移动用户M与归属网络H之间的长期共享密钥$K_{MH}$的安全性可能会受到威胁，因为$K_{MH}=f(ID_M)$，其中$ID_M$是用户M的身份，f是安全的单向函数。一旦用户身份被非法获取，可能会引发攻击，并且用户身份的泄露会使未经授权的实体跟踪用户的移动历史和当前位置。

一般来说，漫游服务的安全协议设计需要具备以下特性：
- 防止欺诈，确保移动用户和网络实体的真实性。
- 确保会话密钥的相互一致性和新鲜性。
- 防止重放攻击。
- 保护移动用户在通信过程中的位置信息隐私，即提供身份匿名机制。

此外，由于协议部分在移动设备上实现，还需要考虑移动设备计算能力低和无线网络带宽低、错误率高的因素，因此协议应尽量降低计算复杂度、消息大小和消息交换次数。

本文提出的互认证与密钥交换协议基于自认证方案，引入了身份匿名性和一次性