5G的SUCI加密

corwis

   5G Release15增加了公钥IMSI加密是最大的亮点。手机首次入网或手机移动到其它MME覆盖范围后，MME中无法从网络中查询到手机的GUTI/TMSI，需要手机上报自己的真实身份。伪基站通过高信号强度不停向手机发送身份验证请求消息——“Identity Request”，手机就会上报真实身份。这种获取工具称为IMSI Catcher。IMSI Catcher可以获取IMSI，TMSI，IMEI。

   5G引入公钥机制实现用户IMSI传输中的身份隐藏和认证。公钥公开，用来加密。私钥保留，用来解密。将公钥存放在手机端，私钥存放在运营商手里。只有运营商可以解密手机的真正的身份信息，攻击者只能拿到加密后的信息，没有私钥而无法解出IMSI。

    手机的真实身份在5G里称为SUPI（SUbscription Permanent Identifier，签约永久标识符）（类似IMSI），通过公钥加密后的密文称为SUCI（SUbscription Concealed Identifier）。SUCI传送给基站后，基站直接上传至核心网。
   终端的Eph.key pair generation，产生终端的公钥和私钥对。这两对秘钥均采用椭圆曲线加密算法ECC生成。私钥可以衍生出唯一的公钥，但是从公钥不能反推出私钥。终端存储运营商网络的公钥。终端生成的私钥与网络提供的公钥结合，生成一对共享加密秘钥（用来加密的原始秘钥），派生出加密的主密钥master key。

                              

  

取主密钥的高有效位，对SUPI进行对称加密，得到SUCI。取主密钥的低有效位，对终端参数等信息，进行完整性保护。终端发出的消息包括：终端生成的公钥、SUCI和终端参数等。 网络侧采用私钥与终端所发送的公钥，组合成共享秘钥；由共享秘钥派生出主密钥master key。

  

网络侧先通过主密钥master key的低有效位校验消息的完整性与否。如果消息经过篡改，则该步骤的验证无法通过。只有验证通过，才会进一步将信令转发至UDM中执行SIDF(Subscription identifier de-concealingfunction，签约标识符去隐藏功能)的过程，解密得到SUPI。