aka协议

① 3G的AKA协议中F1至F5的服务网络端实现

3G的认证使用5参数的认证向量AV（RAND□XRES□CK□IK□AUTN），执行AKA（Authen-tiCAtion and Key Agreement）认证和密钥协商协议， HE/HLR表示用户归属区的用户归属寄存器；AV表示认证向量；AUTN表示认证令牌；RES和XRES分别表示用户域的应答信息和服务网的应答信息；RAND表示生成的随机数；CK和IK分别表示数据保密密钥和数据完整性密钥。AKA用于USIM、访问位置寄存器（VLR）、归属位置寄存器（HLR）间的双向认证及密钥分配，3G系统为实现完备的安全功能定义了12个算法（f0，f1， f1*，.f2…f5，f5*，f6…f9）。其具体定义如下图所示： 图14 f1-f5算法图 RAND 128位的随机询问数，f1, f1*, f2, f3, f4, f5 and f5*的输入 OP 128位的运算变量，f1, f1*, f2, f3, f4, f5 and f5*的成分 RES 至多128位至少32位 OPC 从OP和K得到的128值 SQN 48位的序列值，f1and f1*的输入 SQNMS 同SQN中，指用在f1* AMF 16位的认证管理域，f1 and f1*.的输入 AMF 认证管理域码AMF（用于支持多种认证算法和设置密钥生命期） 第一组的输入： IN1[0] .. IN1[47] = SQN[0] .. SQN[47] IN1[48] .. IN1[63] = AMF[0] .. AMF[15] IN1[64] .. IN1[111] = SQN[0] .. SQN[47] IN1[112] .. IN1[127] = AMF[0] .. AMF[15] SQN ||AMF|| SQN|| AMF：长度为128位。 OPC = OP ? E[OP]K c1,c2,c3,c4,c5的定义如下： c1[i] = 0 for 0 ￡ i ￡ 127 c2[i] = 0 for 0 ￡ i ￡ 127, except that c2[127] = 1 c3[i] = 0 for 0 ￡ i ￡ 127, except that c3[126] = 1 c4[i] = 0 for 0 ￡ i ￡ 127, except that c4[125] = 1 c5[i] = 0 for 0 ￡ i ￡ 127, except that c5[124] = 1 r1, r2, r3, r4, r5定义如下: r1 = 64; r2 = 0; r3 = 32; r4 = 64; r5 = 96 移位方法是循环左移 5个128位的输出OUT1, OUT2, OUT3, OUT4, OUT5用表达式可如下表示：