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5G system中的security features包含：
UE和网络的双向鉴权；
安全上下文的生成、维护和使用；
用户数据的加密、完保；
控制信令的加密、完保等
本系列中主要梳理的是涉及上述security features的5G NAS Security流程，本文主要介绍部分概念。
名词缩写
| 【5GC】 | 5G Core Network |
| 【AKA】 | Authentication and Key Agreement |
| 【AUTN】 | AUthentication TokeN |
| 【AuthV】 | Authentication Vector |
| 【AuthV’】 | transformed Authentication Vector |
| 【ngKSI】 | Key Set Identifier in 5G |
| 【RES】 | RESponse |
| 【SUCI】 | Subscription Concealed Identifier |
| 【SUPI】 | Subscription Permanent Identifier |
| 【XRES】 | eXpected RESponse |
| 【ABBA】 | Anti-Bidding down Between Architectures |
| 【DNN】 | Data Network Name |
| 【NAI】 | Network Access Identifier |
| 【NIA】 | Integrity Algorithm for 5G |
| 【PEI】 | Permanent Equipment Identifier |
| 【SMC】 | Security Mode Command |
| 【GUAMI】 | Globally Unique AMF Identifier |
| 【NH】 | Next Hop parameter |
概念
SUPI——Subscription Permanent Identifier
每个5G用户都拥有一个全球唯一的身份标识，有两种types：
- IMSI，or
- network specific identifier ，若以这种type，则SUPI是采用Network Access Identifier (NAI)的方式。
SUPI不能以明文形式在空口传输，加密后，SUPI以隐匿的形式SUCI来传输，以防止用户被监听或攻击。
SUCI——Subscription Concealed Identifier
The SUbscription Concealed Identifier, is a privacy preserving identifier containing the concealed SUPI. SUCI是由SUPI通过用到一些key的protection scheme生成的，
-
SUPI Type
包括IMSI或Network Specific Identifier -
Home Network Identifier：
SUPI为IMSI时，这个为MCC和MNC;
当SUPI类型是NSI时，归属网络标识符由字符串组成，该字符串具有可变长度，代表IETF RFC 7542第2.2节中指定的域名。
-
Routing Indicator
由本地网络运营商分配的1到4个十进制数字组成，并由USIM规定，允许与本地网络标识符一起将带有SUCI的网络信令路由到能够为用户服务的AUSF和UDM实例。 如果USIM上没有配置路由指示器，则该数据字段应设置为值0。 -
Protection Scheme Identifier
每个保护方案都由一个保护方案标识符来标识。 保护方案标识符如下：
空方案0x0;
配置文件 0x1;
配置文件 0x2。
值0x3-0xB保留用于将来的标准化保护方案。
值0xC-0xF保留给本地运营商指定的专有保护方案。
当为小群用户使用独特的方案时，应格外小心，因为这可能会影响这些用户的隐私方案的有效性。
保护方案的方案输出的大小如下：
输入的空方案大小，即，如果使用NAI格式，则使用用户名；如果使用IMSI，则使用MSIN；
配置文件总共256位公共密钥，64位MAC，加上输入的大小；
配置文件总共264位公共密钥，64位MAC，加上输入的大小。
-
Home Network Public Key Identifier
在SIM卡中存储的，它代表HPLMN提供的公钥，用于标识用于SUPI保护的密钥。 如果使用零方案，则该数据字段应设置为值0； -
Scheme Output
经过PSI加密的
5G-GUTI——5G Globally Unique Temporary UE Identity
在5G网络注册成功后，网络会给UE分配一个5G-GUTI，网络会周期性的更新5U-GUTI。
<5G-GUTI> = <5G-TMSI>,
where =
and =
MCC and MNC就是PLMN的MCC和MNC，和以往协议没有区别。
5G-TMSI shall be of 32 bits length.
AMF Region ID shall be of 8 bits length.
AMF Set ID shall be of 10 bits length.
AMF Pointer shall be of 6 bits length.
SNN——Serving Network Name
SNN 是拜访网络的名称或标识，如下是协议原文：
The serving network name is used in the derivation of the anchor key. It serves a dual purpose, namely:
-
It binds the anchor key to the serving network by including the serving network identifier (SN Id).
-
It makes sure that the anchor key is specific for authentication between a 5G core network and a UE by including a service code set to “5G”.
用途：
1）生成KAUSF的其中一个参数 ；
2）生成RES* and XRES*的重要参数；
3）鉴别是UE和5G核心网的鉴权；
SNN由SNN-service-code和SNN-network-identifier两部分组成，并以“：”分隔。其中，SNN-service-code为“5G”，SNN-network-identifier为serving PLMN。
•SNN = SNN-service-code “:” SNN-network-identifier
•SNN-service-code = %x35.47 ; “5G”
•SNN-network-identifier = SNN-PLMN-ID / SNN-SNPN-ID
•SNN-PLMN-ID = SNN-mnc-string SNN-mnc-digits “.” SNN-mcc-string
SNN-mcc-digits “.” SNN-3gppnetwork-string “.” SNN-org-string（if
SNN-SNPN-ID":" SNN-NID）; applicable when not operating in SNPN access
mode.
•SNN-mnc-digits = DIGIT DIGIT DIGIT ; MNC of the PLMN ID
•SNN-mcc-digits = DIGIT DIGIT DIGIT ; MCC of the PLMN ID
•SNN-mnc-string = %x6d.6e.63 ; “mnc” in lower case
•SNN-mcc-string = %x6d.63.63 ; “mcc” in lower case
•SNN-3gppnetwork-string = %x33.67.70.70.6e.65.74.77.6f.72.6b ;
“3gppnetwork” in lower case
•SNN-org-string = %x6f.72.67 ; “org” in lower case
•SNN-NID = x SNN-hexadecimal-digit ; NID in hexadecimal digits
•SNN-hexadecimal-digit = DIGIT / %x41 / %x42 / %x43 / %x44 / %x45 /
%x46、
If PLMN ID contains MCC = 460 and MNC = 01, SNN is
5G:mnc001.mcc460.3gppnetwork.org.
下期预告
安全相关卡文件。