[发明专利]一种SIM卡鉴权的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，尤指一种SIM卡鉴权的方法及装置。 

背景技术

目前，用户识别模块(SIM，Subscriber Identity Module)是利用安全认证算法A3/A8(COMP128)来进行网络鉴权，具体包括：SIM卡根据网络侧下发的随机数以及SIM卡中存储的鉴权密钥KI，通过A3/A8算法计算出鉴权认证码(SRES)，将该SRES发送给网络侧。这样，网络侧判断接收到的SRES与网络侧计算出的SRES是否一致，当两者一致时，该SIM卡通过网络鉴权，可以接入网络，进行通信。因此，SIM卡内的KI，是用来参与网络鉴权，确认SIM卡用户的唯一身份识别，因此，只要获取SIM卡内的KI，就可以克隆该SIM卡。目前，市场上已经存在很多的非法SIM卡克隆工具，这些工具能够克隆出运营商合法用户的SIM卡，从而造成非法用户的入侵，给合法用户，以及运营商带来巨大损失，严重威胁网络通信安全体系。 

SIM卡的之所以能被克隆攻击的原因，是由于A3/A8算法自身存在易攻击的弱点，A3/A8算法参见公式(1)，具体表示为： 

F_A3A8(Ki，Rand)＝Resp    (1) 

F_A3A8表示A3/A8算法；Ki表示SIM卡中存储的16字节鉴权密钥；Rand表示16字节随机数；Resp表示12字节的响应值，其中前四字节为鉴权认证码(SRES)，后8字节为加密密钥K_C。 

A3/A8算法实际上是哈希(Hash)算法，此算法特点是算法过程不可逆，即输入输出不是一一对应。因此，对于A3/A8算法，不同的输入可能产生同样的结果，这种过程叫“碰撞”。 

如果根据两个不同的随机数Rand，获得相同的Resp，则可以通过公式(2)计算出Ki。 

F_A3A8(Ki，Rand_1)＝F _A3A8(Ki，Rand_2)(2) 

随机数Rand_1和随机数Rand_2被称为特征值。等式中Ki是唯一一个未确定值，经过计算就可以得出Ki的值。因此，目前已实现在数小时内就可推算出KI，克隆成相同的第二张SIM卡。 

通过分析可知，对SIM卡KI进行攻击是破解SIM卡的必要条件。其过程包括：发送一定数量(一般介于20000～600000)的鉴权随机数到SIM卡，分析其输出结果，并利用产生的输出“碰撞”获得Ki的值，从而，实现破解，其中，这些攻击的鉴权随机数一般是连续的，且必须是有规律的随机数才能获得有效的攻击结果。 

面对SIM鉴权过程中，SIM易被克隆的问题，各种防克隆方案陆续被提出来。目前比较通用的方案是SIM卡特征值屏蔽防克隆方法。此方法包括：基于A3/A8算法计算出产生碰撞的鉴权密钥Ki的特征值，将所述特征值的字节因子存储在文件中，当SIM卡执行鉴权指令时，首先判断输入的随机数是否包含特征值因子，若包含，则执行屏蔽操作，输出错误的响应值；若不包含，则鉴权成功。 

上述方案还存在不足之处，不可能将所有的特征值因子都存储在文件中。一旦能够取得特征值文件中没有的其他特征值随机数进行鉴权，即可反推出Ki，从而将SIM卡破解。因此，现有技术SIM鉴权过程中，对特征值进行攻击，即可将SIM卡特征值屏蔽防克隆方法破解，这样，SIM鉴权过程中，SIM卡被克隆的问题并未没完全解决，还存在明显的规律性，例如鉴权时差，因此，在SIM卡鉴权过程中仍旧可以通过对SIM卡特征值进行攻击，来克隆SIM卡。 

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种SIM卡鉴权的方法，用以解决现有技术SIM卡鉴权过程中对SIM卡特征值进行攻击，从而克隆SIM卡的问题。 

本发明实施例提供了一种SIM卡鉴权的方法，所述SIM卡的存储单元中存储了至少一个已鉴权随机数，该方法包括： 

A、将接收到的鉴权随机数与存储的每个已鉴权随机数进行比对，当满足设定条件时，确定所述鉴权随机数为非法数据，否则，执行步骤B； 

B、根据所述鉴权随机数进行鉴权操作，并当记录的非攻击性鉴权的次数达到当前阈值时，将所述鉴权随机数存入所述存储单元中。 

本发明实施例提供了一种SIM卡鉴权的装置，包括： 

存储单元，用于存储了至少一个已鉴权随机数； 

比较单元，用于将接收到的鉴权随机数与存储的每个已鉴权随机数进行比对；