Chipkarten und Sicherheitsmodule - Kryptographie und IT-Sicherheit - page 228

Für die UMTS-Authentisierung wurde das AKA -Protokoll (Authentication and Key Ag-
reement) basierend auf dem MILENAGE-Algorithmus (siehe [TS 33105]) entwickelt.

Schlüssel und Authentisierungsdaten werden auch in der Kommunikation zwischen RNC
(Radio Network Controller, siehe Abb. 7-15), Home Location Register (HLR) und VLR
(Visitor Location Register) verschlüsselt.

Es erfolgt ein Nachweis der Integrität und Aktualität der ausgetauschten Nachrichten.
Das symmetrische Challenge-Response-Verfahren wurde auch bei dem in 3G standardisierten
AKA-Protokoll beibehalten. Allerdings werden bei 3G-Mobilfunknetzen nach der Anfrage mit
der IMSI mehrere Authentisierungsvektoren mit Hilfe des geheimen Schlüssels K j berechnet.
Ein Authentisierungsvektor besteht dabei aus:

einer Zufallszahl RAND,

einer zu erwartenden Antwort XRES,

einem Verschlüsselungsschlüssel K c (neu im Vergleich zu GSM),

einem Schlüssel zum Nachweis der Integrität K i (neu im Vergleich zu GSM),

einem Authentisierungstoken AUTN (neu im Vergleich zu GSM).

VLR/SGSN

USIM AUC

Anfrage nach
dem
Authentisierungs-
vektor

Authentisierungs-
vektor
RAND II XRES II
K II K II AUTN
c

Authentisierungs-
token
AUTN := SQN K II
AMF II MAC
und
Zufallszahl RAND

+

a

i

- Überprüfung AUTN
- Berechnung RES
- Ableitung K , K
c

i

RES

Abb. 7-19: UMTS Authenti-
sierungs- und Schlüsselaus-
tausch-Protokoll.

RES = XRES ?

RAND und AUTN werden im ersten Schritt an die USIM-Karte übermittelt. Mit Hilfe von
AUTN kann die USIM-Karte die Authentizität des Mobilfunknetzwerks überprüfen, und zu-