針對umts進行合法攔截的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開大體上涉及針對通用移動電信系統(tǒng)（UMTS)進行合法攔截的方法。更具體 地，本公開涉及通過向授權(quán)實體許可幾乎消息不受約束的訪問的針對UMTS進行合法攔截 的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 第三代合作伙伴計劃（3GPP)規(guī)定了對移動通信系統(tǒng)UMTS中的安全特征的要 求。這些安全特征是通過使用密碼函數(shù)和算法來實現(xiàn)的。3GPP總共確定了對9種密碼算 法和函數(shù)的需要，如 3GPP TS 33.102 v3. 5.0 :"3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects ；3G Security ；Security Architecture"（"3GPP102"）中所述，其內(nèi)容通過引用的方式并入本文。這些函數(shù)中的兩 個函數(shù)（稱作f8和f9)用于對3GPP無線電接口進行密碼和完整性保護，并且已經(jīng)被開發(fā) 并作為3GPP標準規(guī)范的一部分。
[0003] 用于認證和密鑰生成的算法未被標準化，這是因為如在GSM中進行的一樣，它們 很可能是私有的并且由每一個運營者（operator)選擇。在3GPP102中描述了這些算法（稱 作 fl、fl*、f2、f3、f4、f5、f5*)的上下文。在 3GPP TS 33. 105v3. 4. 0 :"3rd Generation Partnership Project technical Specification Group Services and System Aspects ； 3G Security ;Cryptographic Algorithm Requirements" 中規(guī)定了對這些算法的一般要 求，其通過引用的方式并入本文。
[0004] 現(xiàn)有的示例性規(guī)范和算法集使用AES，并且被描述于3GPP TS 35. 205 vl0.0 . 0 : "3rd Generation Partnership Project technical Specification Group Services and System Aspects ；3G Security Specification of the MILENAGE Algorithm Set ：An example algorithm set for the 3GPP authentication and key generation functions fl，fl*，f2, f3, f4, f5 and f5*"（ "3GPP205"）中，其通過引用的方式并入本文。該描述 已經(jīng)成為移動電信行業(yè)內(nèi)的實際標準。其結(jié)果是基于AES的安全性預(yù)測所有電信安全性， 如果AES的密碼分析學(xué)發(fā)展，則幾乎沒有方式來替代它。
[0005] 正如正在滿足針對移動通信系統(tǒng)中的安全特征的需求一樣，相應(yīng)地需要促進對授 權(quán)實體的合法攔截。很多運營商（carrier)煩惱這種合法攔截需求。
【附圖說明】
[0006] 將容易得到對本文所述的實施例及其很多伴隨優(yōu)點的更完整的了解，這是因為通 過參考結(jié)合附圖給出的以下詳細描述，將更好地理解本文所述的實施例及其很多伴隨優(yōu) 點。
[0007] 圖1示出了電信系統(tǒng)，在該電信系統(tǒng)中，授權(quán)攔截設(shè)備與運營商認證設(shè)備進行通 信以獲得合法攔截來自（和去往）與運營商認證設(shè)備進行通信的用戶設(shè)備的業(yè)務(wù)所需的信 息；
[0008] 圖2示出了由運營商認證設(shè)備執(zhí)行的用于向授權(quán)攔截設(shè)備提供密碼密鑰的方法；
[0009] 圖3示出了根據(jù)一個實施例由授權(quán)攔截設(shè)備執(zhí)行的相應(yīng)合法攔截方法；
[0010] 圖4示出了根據(jù)由運營商認證設(shè)備執(zhí)行的用于向授權(quán)攔截設(shè)備提供密碼密鑰的 第二方法的流程圖；
[0011] 圖5示出了根據(jù)另一實施例由授權(quán)攔截設(shè)備執(zhí)行的相應(yīng)合法攔截方法；以及
[0012] 圖6示出了根據(jù)示例性實施例的計算機的框圖。
【具體實施方式】
[0013] 本公開描述了使用MILENAGE認證密鑰協(xié)商方案的屬性來向權(quán)威機構(gòu)提供安全的 受限運營商控制訪問，以用于合法攔截的目的。定義了可以向授權(quán)實體許可幾乎消息不受 約束的訪問的方法。
[0014]根據(jù)第一實施例，提供了一種用于向用戶設(shè)備提供用于生成用于加密的密碼密鑰 的第一信息并且用于向授權(quán)攔截設(shè)備提供用于生成所述密碼密鑰的第二信息的方法，所述 方法包括：確定生成器函數(shù)，所述生成器函數(shù)基于輸入狀態(tài)值來輸出下一個密碼密鑰和下 一個狀態(tài)值；確定所述生成器函數(shù)的初始狀態(tài)值；向所述授權(quán)攔截設(shè)備提供所述生成器函 數(shù)和所述初始狀態(tài)值作為所述第二信息；基于所述函數(shù)生成器和所述輸入狀態(tài)值來生成所 述密碼密鑰和狀態(tài)值；基于所述密碼密鑰來生成偽隨機值；以及向所述用戶設(shè)備發(fā)送所述 偽隨機值作為所述第一信息，其中，所述用戶設(shè)備基于所述偽隨機值來生成所述密碼密鑰。
[0015] 根據(jù)第二實施例，提供了一種用于向用戶設(shè)備提供用于生成用于加密的密碼密鑰 的第一信息并且用于向授權(quán)攔截設(shè)備提供用于生成所述密碼密鑰的第二信息的裝置，所述 裝置包括：處理器，被配置為確定生成器函數(shù)，所述生成器函數(shù)基于輸入狀態(tài)值來輸出下一 個密碼密鑰和下一個狀態(tài)值，并且確定所述生成器函數(shù)的初始狀態(tài)值；密碼密鑰生成器，被 配置為基于所述生成器函數(shù)和所述輸入狀態(tài)值來生成所述密碼密鑰和狀態(tài)值；偽隨機生成 器，被配置為基于所述密碼密鑰來生成偽隨機值；第一通信設(shè)備，被配置為向所述用戶設(shè)備 發(fā)送所述偽隨機值作為所述第一信息，其中，所述用戶設(shè)備基于所述偽隨機值來生成所述 密碼密鑰；以及第二通信設(shè)備，被配置為向所述授權(quán)攔截設(shè)備提供所述生成器函數(shù)和所述 初始狀態(tài)值作為所述第二信息。
[0016] 根據(jù)第三實施例，提供了一種授權(quán)攔截設(shè)備對用戶設(shè)備進行合法監(jiān)督的方法，所 述方法包括：從運營商認證設(shè)備獲得生成器函數(shù)，所述生成器函數(shù)基于輸入狀態(tài)值輸出下 一個密碼密鑰和下一個狀態(tài)值；從所述運營商認證設(shè)備獲得所述生成器函數(shù)的初始狀態(tài) 值；獲得從或向所述用戶設(shè)備發(fā)送的加密消息；基于所獲得的生成器函數(shù)和所獲得的初始 狀態(tài)值來生成第一密碼密鑰和第一狀態(tài)值；以及使用所述第一密碼密鑰將所述加密消息 解密為第一明文消息；當(dāng)所述第一明文消息不可讀時，使用所述生成器函數(shù)和所述第一密 碼密鑰生成第二密碼密鑰和第二狀態(tài)值；當(dāng)所述第一明文消息不可讀時，使用所述第二密 碼密鑰將所述加密消息解密為第二明文消息；以及重復(fù)所述生成步驟和所述解密步驟，以 獲得后續(xù)密碼密鑰和后續(xù)解密的明文消息，直到所述加密消息被解密為可讀的明文形式為 止。
[0017] 根據(jù)第四實施例，提供了一種用于對用戶設(shè)備進行合法監(jiān)督的裝置，所述裝置包 括：第一通信設(shè)備，被配置為從運營商認證設(shè)備獲得生成器函數(shù)并且獲得所述生成器函數(shù) 的初始狀態(tài)值，所述生成器函數(shù)基于輸入狀態(tài)值輸出下一個密碼密鑰和下一個狀態(tài)值；第 二通信設(shè)備，被配置為獲得從或向所述用戶設(shè)備發(fā)送的加密消息；處理器，被配置為基于所 獲得的生成器函數(shù)和所獲得的初始狀態(tài)值確定第一密碼密鑰和第一狀態(tài)值；使用所述第一 密碼密鑰將所述加密消息解密為第一明文消息；當(dāng)所述第一明文消息不可讀時，使用所述 生成器函數(shù)和所述第一密碼密鑰生成第二密碼密鑰和第二狀態(tài)值；當(dāng)所述第一明文消息不 可讀時，使用所述第二密碼密鑰將所述加密消息解密為第二明文消息；以及重復(fù)所述生成 步驟和所述解密步驟，以獲得后續(xù)密碼密鑰和后續(xù)解密的明文消息，直到所述加密消息被 解密為可讀的明文形式為止。
[0018] 現(xiàn)在參照附圖，其中相似的附圖標記貫穿幾個附圖指定相同或相應(yīng)的部分，圖1 示出了電信系統(tǒng)，在該電信系統(tǒng)中，授權(quán)攔截設(shè)備101 (即，合法攔截權(quán)威設(shè)備）與運營商認 證設(shè)備103進行通信，以獲得合法攔截來自（和去往）與運營商認證設(shè)備103進行通信的 用戶設(shè)備105的業(yè)務(wù)所需的信息。用戶設(shè)備105和運營商認證設(shè)備（"運營商"）103使用 當(dāng)前部署的MILENAGE算法集，該MILENAGE算法集的屬性用于將密鑰與授權(quán)攔截設(shè)備101 進行安全地同步，以用于合法攔截的目的。
[0019] 在3GPP205中描述了 MILENAGE的細節(jié)。在MILENAGE中，用戶設(shè)備105與運營商 認證設(shè)備103共享用戶密鑰K。運營商認證設(shè)備103可以通過生成RAND值并且然后計算下 式來計算由用戶設(shè)備105用于無線訪問的密碼密鑰CK :
[0020] ( AOil^i!i〇{I.i〇l>r ^〇i\
[0021] 其中，〇Pc是根據(jù)共享用戶密鑰K和運營者相關(guān)值OP導(dǎo)出的，EK是核函數(shù)，r3是固 定轉(zhuǎn)動常數(shù)，函數(shù)R〇TL(N，r)將值N向左旋轉(zhuǎn)r，并且c3是固定常數(shù)?？梢栽?GPP205中 找到CK導(dǎo)出的其他細節(jié)，包括定義。
[0022] 運營商認證設(shè)備103可以備選地首先選擇密碼密鑰CK，然后計算下式：
[0023] RAMD--DfdROTR{D^iCKOP('}"l-ci.r3)OPr},