2. 2、鉴权过程

2.1 综述

EPS鉴权和密钥协商（AKA）过程的目的是实现用户和网络之间的共同鉴权，并商定一个密钥KASME。

EPS的AKA过程总是由网络初始化和控制。但是，UE能拒绝网络侧发起的EPS鉴权询问。只有USIM存在的情况下，UE才会继续进行EPS鉴权。

当EPS 鉴权成功，EPS 安全上下文就会在UE 和网络侧建立。在一个成功的鉴权过程期间，USIM 会计算密钥CK 和IK。CK 和IK 随后会被用作产生KASME 的输入。KASME 被存储在EPS 安全上下文中，该EPS 安全上下文存于网络和ME 的非永久存储介质中。

2.2 网络初始化鉴权

当NAS 信令连接存在，网络就可以再任意时刻发起鉴权过程。网络通过给UE 发送AUTHENTICATION REQUEST 消息和启动定时器T3460 来初始化鉴权过程。如下图：

AUTHENTICATION REQUEST 消息包含计算鉴权响应的必要参数。

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2.3 UE 的鉴权响应

除了在2.6 中描述的情况外，UE 将处理鉴权询问数据，并回应一条AUTHENTICATION RESPONSE 消息给网络。

对于一个成功的EPS 鉴权询问，UE 将根据以下规则决定用来计算新的KASME 的PLMN Identity：

a) 当UE 从EMM-IDLE 状态转移到EMM-CONNECTED 状态，UE 将使用选择的PLMN 的PLMN Identity 直到第一次切换。

b) 在切换或者异系统切换到S1-mode 后，

- 如果目标小区不是共享网络小区，UE 将使用收到的系统信息中的PLMN Identity； - 如果目标小区是一个共享网络小区，并且UE 有一个有效的GUTI，UE 将使用GUTI 中的表示PLMN Identity 的部分；

- 如果目标小区是一个共享网络小区，并且UE有一个有效的P-TMSI 和RAI， 但是没有有效的GUTI，UE 将使用RAI 中的表示PLMN Identity 的部分。

对于一个成功的EPS 鉴权询问，根据鉴权询问数据计算获得的新的KASME 将存储在ME 非永久性存储介质中的一个新的EPS 安全上下文中。

USIM 将利用从ME 接收来的鉴权询问数据来计算鉴权响应（RES），并传递RES 给ME。

为了避免同步错误，当UE 接收到一个AUTHENTICATION REQUEST 消息，UE 将接收到的RAND 和上述的RES 一起存储到ME 的非永久性存储器。当UE 收到后续的AUTHENTICATION REQUEST，如果存储的RAND 值和收到的新的值相等，ME不会将RAND传递给USIM，但是会发送包含存储的RES的AUTHENTICATION RESPONSE消息。如果在ME中没有有效存储的RAND或者存储的RAND和收到的新值不一样，ME将传递RAND值给USIM，用新值覆盖之前存储的任何RAND和RES，并启动，或者复位并重启定时器T3416。

存储在ME中的RAND和RES值将被删除，定时器T3416（如果在运行）将被停止：

- 当接收到一个

- SECURITY MODE COMMAND, - SERVICE REJECT,

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- TRACKING AREA UPDATE ACCEPT, or - AUTHENTICATION REJECT message; - 当定时器T3416超时；或者

- 如果UE进入EMM-DEREGISTERED or EMM-NULL状态。 2.4 网络侧完成鉴权

当接收到一个AUTHENTICATION RESPONSE消息，网络将停止定时器T3460并检查RES的正确性。

如果鉴权过程成功的完成，并且相关的eKSI存储在网络的EPS安全上下文中，当初始化一个新的鉴权过程，网络将包含一个不同的eKSI到AUTHENTICATION REQUEST消息中。

当接收到一条AUTHENTICATION FAILURE消息，网络将停止T3460定时器。EMM cause为 #21\的情况下，核心网可能和HSS/AuC重新协商并提供给UE新的鉴权参数。

2.5 网络拒绝鉴权

如果UE返回的鉴权响应无效，网络根据UE在初始NAS消息中使用的type of identity作出响应：

- 如果GUTI被使用； - 如果IMSI被使用；

如果GUTI被使用，网络应该初始化认证过程。如果在认证过程中由UE给出的IMSI和网络侧拥有的和GUTI相关联的IMSI不一样，将应用正确的参数重启鉴权过程。否则，如果UE提供的IMSI和网络存储的IMSI相同，网络应该按下面的描述继续。

如果初始NAS消息中的IMSI被用来认证，或者在一个不成功鉴权之后网络决定不发起认证过程，网络应该发送AUTHENTICATION REJECT消息给UE。

当接收到AUTHENTICATION REJECT消息后，UE应该将更新状态设置为EU3 ROAMING NOT ALLOWED，删除存储的GUTI，TAI列表，最近访问的TAI和KSIASME。USIM将被认为无效直到UE关机或者包含该USIM的UICC被移除。

如果支持A/Gb或者Iu模式……（省略）

如果UE收到AUTHENTICATION REJECT消息，UE将放弃任何EMM信令过程，停止任何运行的T3410，T3417或者T3430定时器，并进入EMM-DEREGISTERED状 第7页

态。

2.6 UE拒绝鉴权

在一个EPS鉴权询问中，UE需要通过AUTHENTICATION REQUEST消息中的 AUTN参数检查核心网的真实性，从而使得UE能够探测一个伪造的网络。

在EPS鉴权过程期间，UE可能由于错误的AUTN参数而拒绝核心网。该参数包含三个可能的鉴权错误：

a) MAC错误

如果UE发现MAC（在AUTN参数中由核心网提供）无效，UE将发送

AUTHENTICATION FAILURE消息给网络，消息中的EMM cause为#20”MAC failure”。UE然后将执行2.7中描述的条目c。

b) 不接受Non-EPS鉴权

如果发现由核心网提供的AUTN中的AMF域的” separation bit”的值为0，UE发送AUTHENTICATION FAILURE消息给网络，消息中的EMM cause设置为#26” non-EPS authentication unacceptable”，UE然后执行2.7中描述的条目d。

TS 33.401中的相关说明：

If the Network Type equals E-UTRAN then the \of AUTN shall be set to 1 to indicate to the UE that the authentication vector is only usable for AKA in an EPS context, if the %usable in a non-EPS context only (e.g. GSM, UMTS).

c) SQN错误

如果UE发现SQN（Sequence Number，在AUTN中由核心网提供）超出范围，UE发送AUTHENTICATION FAILURE消息给网络，消息中的EMM cause设置为#21”synch failure”，UE然后执行2.7中描述的条目e。

如果UE返回AUTHENTICATION FAILURE消息给网络，UE必须删除任何先前存储的RAND和RES，如果T3416运行，将其停止。

2.7 异常情况 a) 低层错误：

在接收到AUTHENTICATION RESPONSE之前探测到低层错误，网络将放弃该过程。 b) T3460超时

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