李贵勇，何 沛，吴妙灵，黄俊霖，张杰棠

（重庆邮电大学通信与信息工程学院，重庆400065）

随着LTE网络的全面覆盖，以及微信、支付宝等实时通讯软件和支付软件的兴起，人们的生活水平得到了极大的提升。然而，移动通信网络在给我们带来便捷的同时，也因其空中接口的开放性，为移动用户带来了不可避免的安全风险。为此，通过优化通信网络的系统架构和安全机制，商用移动通信技术由LTE网络演进到了更加安全的5G网络。2019年6月6日，工信部向中国移动、中国联通、中国电信以及中国广电4家运营商颁发5G牌照，中国正式开启5G商用时代［1］。然而，我国的5G网络仍处于初期部署阶段，并且部分可用的5G网络采用的是与LTE基站或LTE核心网共用的非独立组网架构，这导致了现有的5G网络不可避免地继承了LTE网络中的大部分安全漏洞［2］。另外，目前我国LTE用户数量已超过12亿，GSMA（全球移动通信系统协会）也预测，在未来5年，LTE仍将是全球移动通信技术的主流［3］。因此，在5G网络普及之前，对LTE网络的安全研究仍具重要的现实意义。

移动通信网络中，用户终端与网络端的交互信令是在空口中进行传输的，为了保证这些信令的传输安全，LTE网络引入了双向鉴权和分层加密机制［4］。但在实际应用中，仍然发现了很多安全漏洞。比如，在终端与网络端建立起非接入层（Non⁃Access Stratum，NAS）安全模式之前，NAS层的交互信令既不加密也没有完整性保护，即为完全暴露在空口中的明文信令。攻击者截获到这些信令，并进行解析、篡改以及转发，即可对目标终端造成不同程度的危害［5－11］。……