2G使用SIM的鉴权流程
上图这个流程的前提是:SIM卡里面,核心网都存储了同样的鉴权密钥Ki。
第一步,SIM卡给网络发送用户的识别码IMSI,申请接入网络。
第二步,网络先用IMSI,一个随机数RAND和密钥Ki算出一个序列值SRES,然后把这个随机数发给SIM卡,相当于给SIM卡出了道题,让SIM卡也做一下同样的计算。
第三步,SIM卡算出结果SRES之后发给网络,网络一看,和自己的计算结果一样,就判断这个SIM卡代表的用户是合法用户。具体流程比较复杂,上图进行了大量的简化,并用红色的“人话”做了翻译。
这个流程有一个明显的漏洞,就是只有网络给用户出题,判断SIM卡代表的用户是否合法,SIM卡并没有去判断网络是否合法。这个就给了伪基站可乘之机。
伪基站可不会真的去做什么鉴权工作,直接鉴权通过,真实用户又没有识别对方是真基站还是伪基站的能力,只得落入陷阱任人宰割。

伪基站诈骗
到了3G时代,为了提高安全等级,引入了双向鉴权机制,也就是不但网络对用户进行鉴权,用户也对网络进行鉴权,只有双方都确认对方合法之后通信才会进行。
为了支持双向鉴权,SIM卡也升级成为了USIM (Universal Subscriber Identity Module)卡。
USIM和SIM有什么不同呢?
1、硬件平台升级为UICC (Universal integrated circuit card),区别于SIM的硬件ICC。
2、UICC在软件上可支持SIM (用于GSM)和USIM (用于3G及更先进技术)等多个应用,因此也叫USIM复合卡。也就是说,一般USIM卡内部是兼容2G SIM卡的。
3、USIM内存储的是鉴权密钥K,支持支持双向鉴权及更长的秘钥,以及更新的鉴权加密算法,安全性更高。
4、USIM可以存储彩信和更多的通信录。
鉴权机制的升级是引入USIM卡最重要的目标,我们通过下图来看看3G的鉴权流程和2G有什么不同。

3G使用USIM的鉴权流程
首先,第一步是类似的,都是给网络发送用户的识别码IMSI,申请接入网络。
第二步,网络经过计算之后,把两个值:随机数RAND和网络鉴权令牌AUTH发给USIM卡。 这一步比2G多发的AUTH就是让USIM用来对网络进行鉴权的。
第三步,USIM通过AUTH来对网络进行鉴权,如果鉴权通过,则把用随机数RAND计算出的结果RES发给网络。
最后,网络把对USIM发来的RES和自己之前计算的结果XRES一比较,如果一样就鉴权通过。具体流程比较复杂,上图进行了大量简化,并用红色的“人话”做了翻译。
这一套流程下来,就实现了USIM和网络的双向鉴权,安全性大为提高,伪基站就毫无从中作梗的机会了。
4G的鉴权流程和3G非常类似,仅细节稍有不同,但对USIM卡的要求是相同的。

4G使用USIM的鉴权流程
在部署5G时,如果采用非独立组网 (NSA) 形式,用户面完全由4G承担,因此鉴权流程就完全和4G是一样的。如果采用独立组网形式,鉴权流程也是和4G类似的。
由此可见,从4G升级到5G,只要4G用的是USIM卡,就完全可以支持5G鉴权,不需要再换卡。

