5G SIM卡文件

http://softs.im/5g-sim%e5%8d%a1/

SUPI(SUbscription Permanent Identifier,类似4G 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

核心网的SEAF(SEcurity Anchor Function)收到信令后解析后看是GUTI还是SUCI,若是GUTI就匹配到对应的SUPI,若为SUCI则不解密,继续向AUSF(Authentication Server Function)发起鉴权申请Nausf_UEAuthentication_Authenticate Request,并携带对应的网络服务信息SN-Name,方便AUSF调用对应鉴权算法AV(Authentication Vector,包含RAND, AUTN, HXRES*和 K_seaf)

在UDM(Unified Data Management)中调用SIDF(Subscription identifier de-concealing function)将SUCI解密得到SUPI,然后通过SUPI来配置手机对应所需的鉴权算法

手机端用来加密SUPI的公钥存放在UICC的USIM中
SUCI的解密算法(SIDF)只会被执行一次,放置在核心网的UDM中
当手机身份临时身份GUTI无法识别时,由AMF向手机发起Identity Request请求;若手机在注册Emergency Service时收到Identity Request可以发送Null-Scheme的SUCI,即不加密的SUPI

SUCI的生成算法可以采用椭圆曲线集成加密方案(ECIES,elliptic curve integrate encrypt scheme),运营商也可以根据自己需求单独采用个体方案,甚至可以采用Null-Scheme;

5G AKA流程归属网络鉴权中心也是给访问网络的安全锚点(SEAF,和AMF在一起)一组5G鉴权向量和对应的HXRES*,访问网络用这些参数对UE鉴权后,还需要将UE的鉴权响应发给归属网络鉴权中心做进一步的鉴权,归属网络再将鉴权结果发给访问网络,可见5G下归属网络会参与鉴权做出最后的鉴权结果。

参考标准
3GPP TS 31.102
3GPP TS 33.501

UDR:部署于归属网络,融合存储多种结构化数据,2G/3G/4G/5G签约数据,PCRF策略数据,用户鉴权数据等。
UDM:支持5G网络的UDM功能,实现5G网络的统一接入、鉴权功能(鉴权证书计算、生成5G HE Avs、重同步鉴权证书计算等)。
AUSF:提供5G鉴权架构5G AKA流程支持;提供EAP AKA’流程支持;服务网络授权检查;鉴权算法,生成5G AKA AVs;增强归属网络控制;支持SUCI等。

5G SIM卡文件_第1张图片

 

协议文档:

DF_5GS
ID:5FC0
其下有
4F01(5GS 3GPP location information)
4F02 (5GS non-3GPP location information)
4F03 (5GS 3GPP Access NAS Security Context)
4F04 (5GS non-3GPP Access NAS Security Context)
4F05 (5G authentication keys)
4F06 (UAC Access Identities Configuration)
4F07 (Subscriber Concealed Identifier Calculation Information)
SUCI计算信息
4F08 (5GS Operator PLMN List)
4F09 (Network Specific Identifier)
4F0A (Routing Indicator)

如果 EF_IMSI文件被改变,那么UICC应该发出REFRESH命令给modem,要求刷新卡片文件
并且,更新EF_5GS3GPPLOCI 和 EF_5GSN3GPPLOCI


EF_UST (USIM Service Table) ID: 6F38
有关5G的部分
122: 5GS Mobility Management Information
123: 5G Security Parameters
124: Subscription identifier privacy support
125: SUCI calculation by the USIM
126: UAC Access Identities support
127: Control plane-based steering of UE in VPLMN
128: Call control on PDU Session by USIM
129: 5GS Operator PLMN List
130: Support for SUPI of type network specific identifier
131: 3GPP PS Data Off separate Home and Roaming lists

如果UST中有122,123,124,125,126,127,129,130的Service, 那么 ADF USIM下面应该存在 DF_5GS


EF_5GS3GPPLOCI (5GS 3GPP location information)
这个文件包含:
5G-Globally Unique Temporary Identifier (5G-GUTI); 13个字节
Last visited registered Tracking Area Identity in 5GS (TAI) 6个字节
5GS update status (5GS 更新状态) 1个字节

EF_NSI (Network Specific Identifier)
NAI格式的NSI, 也就是SUPI, 这个值 不应该等于 IMSI


GET IDENTITY命令
INS=’78’
P1=00

为了计算SUCI, USIM中必须存在
home network identifier(也就是MCC和MNC)
routing indicator (配置在EF_Routing_Indicator中)
home network public key
home netowkr public key identifier
protection scheme identifier
SUPI

3GPP TS 23.003
3GPP TS 31.102
3GPP TS 33.501

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