CN101730096B

CN101730096B - 一种号码携带的安全管理方法、装置及设备

Info

Publication number: CN101730096B
Application number: CN200810223944XA
Authority: CN
Inventors: 朱红儒; 欧阳聪星; 赵毓毅
Original assignee: China Mobile Communications Group Co Ltd
Current assignee: China Mobile Communications Group Co Ltd
Priority date: 2008-10-10
Filing date: 2008-10-10
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2028-10-10
Also published as: CN101730096A

Abstract

本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种号码携带的安全管理技术。本发明了提供一种号码携带的安全管理方法及装置，用以解决号码携带的安全问题，防止猜测攻击。号码携带的安全管理方法，包括：根据办理号码携带的移动用户的原用户信息，确定移动用户的虚拟IMSI和虚拟根密钥；采用确定出的虚拟IMSI和虚拟根密钥在移动用户的原签约移动运营商网络中替换该移动用户的原IMSI和原根密钥。本发明提供的号码携带的安全管理方法及装置，提高了号码携带的安全性，有效防止了猜测攻击，本发明还提供一种归属位置寄存器。

Description

一种号码携带的安全管理方法、装置及设备

技术领域

本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种号码携带的安全管理技术。

背景技术

随着移动通信技术的迅猛发展，为了提高用户号码的资源利用率，提升各移动运营商的服务能力，移动运营商为移动用户提供了号码携带(NumberPortability，NP)服务。NP是指移动用户在改变当前签约的移动运营商网络时保留原有用户号码，即移动用户的MSISDN(Mobile Station InternationalIntegrated Services Digital Network Number，移动台国际综合业务数字网号码)。通常情况下，移动用户为了签约某移动运营商网络，需要在移动终端中插入该移动运营商发放的SIM(Subscriber Identity Module，用户识别模块)卡，一张普通SIM卡中记载了该SIM卡的IMSI(International Mobile SubscriberIdentifier，国际移动用户标识)，IMSI包括MCC(Mobile CountryCode，移动国家码)、MNC(Mobile Network Code，移动网络码)和MSIN(Mobile SubscriberIdentify Number，移动用户识别号码)。移动用户的SIM卡中记载的IMSI以及根密钥作为原始用户数据的一部分，需要同时存储于移动用户签约的移动运营商网络中，使移动用户签约的移动运营商网络为该移动用户提供服务。

当移动用户需要从当前签约的移动运营商网络更换到其他移动运营商网络时，可以办理号码携带，保留其在当前签约的移动运营商网络中的MSISDN号码。但是该移动用户需要更换由新签约的移动运营商发放的一张新的SIM卡，这就意味着需要在保证移动用户的MSISDN号码不变的同时更改移动用户的IMSI以及根密钥，使该MSISDN号码对应新的IMSI和根密钥，新的IMSI和根密钥需要在新签约的移动运营商网络中进行注册和配置，相当于在新签约的移动运营商网络中注册了一个新的移动用户。

在移动用户办理号码携带时，得到新的IMSI和根密钥之后，当前签约的移动运营商网络中还保留着该移动用户旧的IMSI和根密钥，现有技术中对旧的IMSI和根密钥需要进行失效处理。由于该移动用户办理号码携带之后，在新签约的移动运营商网络中漫游时还需要用到存储于当前签约的移动运营商网络的原始用户数据，包括IMSI、根密钥、路由信息、关口局信息，等等，所以旧的IMSI和根密钥在当前签约的移动运营商网络中不能直接删除。但是在移动用户当前签约的移动运营商网络中保留旧的IMSI和根密钥，会造成猜测攻击等安全问题，攻击者可能会窃取或者中间拦截旧的IMSI，仿制SIM卡，并利用仿制的SIM卡盗打电话。

发明内容

本发明提供一种号码携带的安全管理方法及装置，用以解决号码携带的安全问题，防止猜测攻击。

对应的，本发明还提供一种归属位置寄存器。

本发明提供的号码携带的安全管理方法，包括：

根据办理号码携带的移动用户的原用户信息，确定移动用户的虚拟国际移动用户标识和虚拟根密钥；

采用确定出的虚拟国际移动用户标识和虚拟根密钥在移动用户的原签约移动运营商网络中替换该移动用户的原国际移动用户标识和原根密钥。

本发明提供的号码携带的安全管理装置，包括：

确定单元：用于根据办理号码携带的移动用户的原用户信息，确定移动用户的虚拟国际移动用户标识和虚拟根密钥；

替换单元：用于采用确定出的虚拟国际移动用户标识和虚拟根密钥在移动用户的原签约移动运营商网络中替换该移动用户的原国际移动用户标识和原根密钥。

本发明提供的归属位置寄存器，包括该号码携带的安全管理装置。

本发明提供的号码携带的安全管理方法、装置及归属位置寄存器，根据办理号码携带的移动用户的原用户信息，确定出虚拟国际移动用户标识和虚拟根密钥，并在移动用户的原签约移动运营商网络中替换原国际移动用户标识和原根密钥。通过虚拟国际移动用户标识和虚拟根密钥替换原国际移动用户标识和原根密钥，在保证移动用户的漫游和原始用户数据的查询基础上，提高了号码携带的安全性，有效防止了猜测攻击。

附图说明

图1为本发明实施例中号码携带的安全管理方法流程图；

图2为本发明实施例中另一种号码携带的安全管理方法流程图；

图3为本发明实施例中号码携带的安全管理装置框图；

图4为本发明实施例中第一确定子单元的一种可能结构框图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种号码携带的安全管理方法，用以解决号码携带的安全问题，防止猜测攻击。为了方便描述，将办理号码携带的移动用户当前签约的移动运营商网络称为原签约移动运营商网络，原签约移动运营商网络为该移动用户提供的IMSI和根密钥可以称为原IMSI和原根密钥，表示为IMSI1和K1；移动用户办理号码携带之后新签约的移动运营商网络称为新签约移动运营商网络，新签约移动运营商网络为该移动用户提供的IMSI和根密钥可以称为新IMSI和新根密钥，表示为IMSI2和K2。在移动用户办理号码携带后，需要在移动终端中将原签约运营商发放的SIM卡(为了方便描述，可称为旧SIM卡)更换为新签约运营商发放的SIM卡(为了方便描述，可称为新SIM卡)，故旧SIM卡需要做失效处理。但是为了使新签约移动运营商网络具备支持移动用户的漫游和原始用户数据的查询等功能，需要在原签约移动运营商网络中保留移动用户的原始用户数据，移动用户的原始用户数据一般在移动运营商网络中存储于该移动用户归属的HLR(Home Location Register，归属位置寄存器)。对于原签约移动运营商网络而言，对办理号码携带的移动用户的旧SIM卡的失效处理与对一般移动用户的SIM卡的失效处理不同，不能直接在网络侧删除该移动用户的原IMSI和原根密钥，因为原始用户数据包括移动用户的IMSI和根密钥；但是简单在网络侧保留原IMSI和原根密钥会造成猜测攻击等安全问题。基于以上分析，本发明实施例提供的基本解决思路是在原签约移动运营商网络中至少根据办理号码携带的移动用户的原IMSI和原根密钥，确定虚拟IMSI和虚拟根密钥，并用虚拟IMSI和虚拟根密钥替换原签约移动运营商网络中该移动用户的原IMSI和原根密钥。本方案相当于在网络侧为移动用户颁发了一张虚拟的SIM卡，但是并未将该虚拟的SIM卡真正下发给用户，这样既解决了号码携带的安全问题，有效防止了猜测攻击，同时也满足了有限的IMSI资源的回收需求。

如图1所示，本发明实施例提供的号码携带的安全管理方法，在原签约移动运营商网络内由移动用户归属的HLR执行，包括如下步骤：

S101、根据办理号码携带的移动用户的原用户信息，确定移动用户的虚拟IMSI和虚拟根密钥；

S102、采用确定出的虚拟IMSI和虚拟根密钥在移动用户的签约移动通信网络中替换该移动用户的原IMSI和原根密钥。

作为一种可实施方式，移动用户的原用户信息包括原IMSI和原根密钥；

具体的，根据原IMSI采用设定的消息摘要算法确定虚拟IMSI，根据原根密钥采用设定的消息摘要算法确定虚拟根密钥，当然采用的算法并不限于消息摘要算法。

作为另一种可实施方式，移动用户的原用户信息除包括原IMSI和原根密钥之外，还可包括原IMSI和原根密钥在移动用户的原签约移动运营商网络中的失效时间Time，通过原IMSI和原根密钥以及失效时间共同确定虚拟IMSI和虚拟根密钥，可以进一步提升确定出的虚拟IMSI和虚拟根密钥的安全性，增加破解难度。如图2所示，所述的一种号码携带的安全管理方法，包括：

S201、获取办理号码携带的移动用户的原IMSI和原根密钥(即IMSI1和K1)在原签约移动运营商网络内的失效时间Time；

S202、根据移动用户的原IMSI和原根密钥(即IMSI1和K1)以及失效时间Time，确定移动用户的虚拟IMSI和虚拟根密钥，虚拟IMSI和虚拟根密钥可以表示为IMSI1’和K1’；

具体的，根据原IMSI(即IMSI1)以及失效时间Time，采用设定的消息摘要算法确定虚拟IMSI(即IMSI1’)，根据原根密钥(即K1)以及失效时间Time，采用设定的消息摘要算法确定虚拟根密钥(即K1’)，为了便于区分，此处设定的消息摘要算法可以称为第一消息摘要算法；

S203、采用确定出的虚拟IMSI和虚拟根密钥(即IMSI1’和K1’)在移动用户的签约移动通信网络中替换该移动用户的原IMSI和原根密钥(即IMSI1和K1)；

在移动用户的原签约移动运营商网络中，该移动用户归属的HLR中存储了该移动用户的IMSI和根密钥等原始用户数据，并可通过MSISDN号码或者IMSI或者其它唯一性标识实现移动用户与原始用户数据的关联。本发明实施例中，用IMSI1’和K1’替换IMSI1和K1之后，移动用户归属的HLR中存储的该移动用户的原始用户数据同样包括IMSI和根密钥，只是具体数值发生了改变，由IMSI1和K1改变为IMSI1’和K1’，但是仍可实现移动用户与原始用户数据的关联，从而为移动用户在新签约移动运营商网络中的漫游和原始用户数据的查询提供保证。

IMSI采用E.212编码方式，IMSI的格式如表1所示，总长度为16位，其中MCC占用3位，用于识别移动用户的归属国家，例如中国的MCC为460；MNC占用2位，用于识别移动用户的归属网络，例如中国移动的MNC为00，中国联通的MNC为01；MCC和MNC组成归属网络运营商的PLMN(PublicLand Mobile Network，公共陆上移动网络)值，例如中国移动的PLMN值为46000；MSIN占用11位，用于在一个PLMN服务区内部识别不同的移动用户，MSIN由HLR ID(Home Location Register Identifier，归属位置寄存器标识)和在HLR内的用户号码组成，结构表示为H0H1H2H3(S)XXXXXX。

表1

MCC	MNC	MSIN
			3位	2位	11位

根据IMSI的格式，在将移动用户的原IMSI替换为虚拟IMSI时，前5位(即MCC和MNC)需要保留，只需要将后11位MSIN作为第一消息摘要算法的输入，即可确定出虚拟IMSI，则根据移动用户的原IMSI以及失效时间Time，采用第一消息摘要算法确定虚拟IMSI，具体包括：

根据失效时间Time以及移动用户的原IMSI所包括的MSIN，采用设定的第一消息摘要算法确定虚拟MSIN；

将移动用户的原IMSI所包括的MCC和MNC，以及确定出的虚拟MSIN组成虚拟IMSI。

较佳的，所述设定的第一消息摘要算法为MD5(Message-Digest algorithm5，消息摘要算法5)、SHA-1(Secure Hash Algorithm-1，安全哈希算法-1)、HA(Hash Algorithm，哈希算法)等等，其中的至少一种。采用MD5算法时，根据移动用户的原IMSI以及失效时间，确定虚拟IMSI的计算公式如公式[1]所示：

IMSI1’＝MCC1+MNC1+MD5(Time，MSIN1) [1]

其中IMSI1’为虚拟IMSI，移动用户的原IMSI即IMSI1包括MCC1、MNC1和MSIN1，Time为IMSI1在原签约移动运营商网络内的失效时间，MD5()表示采用MD5算法。

根据移动用户的原根密钥以及失效时间，确定虚拟根密钥的计算公式如公式[2]所示：

K1’＝MD5(Time，K1) [2]

其中K1’为虚拟根密钥，K1为移动用户的原根密钥，Time为K1在原签约移动运营商网络内的失效时间，MD5()表示采用MD5算法。

因为将原IMSI中除MCC和MNC的11位MSIN输入到MD5算法，只替换后11位MSIN，所以得到的虚拟IMSI仍然能够满足IMSI的格式要求。需要指出的是，在原签约移动运营商网络中，为移动用户的原IMSI确定出的虚拟IMSI和当前有效的IMSI发生冲突的概率非常低。假设签约某移动运营商网络的移动用户数量为3×10⁸(3亿)，则发生冲突的概率为：3×10⁸/10¹¹＝0.3％。即便虚拟IMSI与当前有效的IMSI发生了冲突，由于根密钥不同，安全性仍能得到保证。

较佳的，为了进一步防止猜测攻击，提升安全性，该方法还包括：

根据当前的虚拟IMSI和虚拟根密钥，采用设定的第二消息摘要算法确定新的虚拟IMSI和虚拟根密钥，并替换当前的虚拟IMSI和虚拟根密钥，如果设定的第一消息摘要算法为MD5算法，则设定的第二消息摘要算法可以为SHA-1算法、HA算法等等，只要保证两次使用的消息摘要算法不同即可；

需要指出的是，新的虚拟IMSI和虚拟根密钥可以在当前的虚拟IMSI和虚拟根密钥被破解后生成，也可以根据配置周期性生成。

本发明实施例提供的号码携带的安全管理方法，针对办理号码携带的移动用户，在网络侧用虚拟IMSI和虚拟根密钥替换该移动用户的原IMSI和原根密钥，使移动用户的IMSI和根密钥无法被破解，解决了号码携带的安全问题，防止了猜测攻击，并且虚拟IMSI和虚拟根密钥是根据原IMSI和虚拟根密钥以及失效时间共同确定的，进一步提高了号码携带的安全性，有效防止了猜测攻击。

基于同一技术构思，本发明实施例提供了一种号码携带的安全管理装置，一般设置在网络侧的HLR中，每一个HLR为其所管辖的移动用户提供安全管理服务，如图3所示，包括：

确定单元301：用于根据办理号码携带的移动用户的原用户信息，确定移动用户的虚拟IMSI和虚拟根密钥；

作为一种实施方式，移动用户的原用户信息包括原IMSI和原根密钥；

替换单元302：用于采用确定出的虚拟IMSI和虚拟根密钥在移动用户的原签约移动运营商网络中替换该移动用户的原IMSI和根密钥。

较佳的，移动用户的原用户信息包括原IMSI和原根密钥、以及原IMSI和原根密钥在移动用户的原签约移动运营商网络内的失效时间；以及该装置还包括：

获取单元303：用于获取移动用户的原IMSI和原根密钥在原签约移动运营商网络内的失效时间；

确定单元301可能包括：

第一确定子单元3011：用于根据移动用户的原IMSI以及失效时间，采用设定的第一消息摘要算法确定虚拟IMSI；

第二确定子单元3012：用于根据移动用户的原根密钥以及失效时间，采用设定的第一消息摘要算法确定虚拟根密钥；

其中设定的第一消息摘要算法，例如为MD5算法、SHA-1算法、HA算法等等其中至少一种。

较佳的，该装置还包括：

处理单元：用于根据当前的虚拟IMSI和虚拟根密钥，采用设定的第二消息摘要算法确定新的虚拟IMSI和虚拟根密钥，并替换当前的虚拟IMSI和虚拟根密钥。

其中，第一确定子单元3011的一种可能结构，如图4所示，包括：

计算模块401：用于根据移动用户的原IMSI所包括的MSIN以及失效时间，采用设定的第一消息摘要算法确定虚拟MSIN；

组合模块402：用于将移动用户的原IMSI所包括的MCC和MNC，以及确定出的虚拟MSIN组成虚拟IMSI。

通过在原签约移动运营商网络中利用虚拟IMSI和虚拟根密钥替换移动用户的原IMSI和根密钥，使得移动用户的原始用户数据中仍然包括IMSI和根密钥，为后续该移动用户在新签约移动运营商网络中的漫游和原始数据查询提供支持。虽然移动用户更改了签约的移动运营商网络，但是该移动用户的原始用户数据仍保留在原签约移动运营商网络中，当该移动用户作为被叫时，无需更改信令流程，仍由原签约移动运营商网络中该移动用户归属的HLR提供路由信息和关口局信息。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种号码携带的安全管理方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述原用户信息包括所述原国际移动用户标识和原根密钥。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述原用户信息包括所述原国际移动用户标识和原根密钥、以及所述原国际移动用户标识和原根密钥在原签约移动运营商网络内的失效时间；以及所述方法还包括：

获取所述原国际移动用户标识和原根密钥在原签约移动运营商网络内的失效时间。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，确定虚拟国际移动用户标识和虚拟根密钥的方法，具体包括步骤：

根据所述原国际移动用户标识以及失效时间，采用设定的第一消息摘要算法确定虚拟国际移动用户标识；

根据所述原根密钥以及失效时间，采用设定的第一消息摘要算法确定虚拟根密钥。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据原国际移动用户标识以及失效时间，采用设定的第一消息摘要算法确定虚拟国际移动用户标识，具体包括：

根据所述失效时间以及原国际移动用户标识所包括的移动用户识别号码，采用设定的第一消息摘要算法确定虚拟移动用户识别号码；

将所述原国际移动用户标识所包括的移动国家码和移动网络码，以及确定出的虚拟移动用户识别号码组成虚拟国际移动用户标识。

6.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述设定的第一消息摘要算法包括消息摘要算法MD5或者安全哈希算法SHA-1。

7.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据当前的虚拟国际移动用户标识和虚拟根密钥，采用设定的第二消息摘要算法确定新的虚拟国际移动用户标识和虚拟根密钥，并替换当前的虚拟国际移动用户标识和虚拟根密钥。

8.一种号码携带的安全管理装置，其特征在于，包括：

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述原用户信息包括所述原国际移动用户标识和原根密钥。

10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述原用户信息包括所述原国际移动用户标识和原根密钥、以及所述原国际移动用户标识和原根密钥在原签约移动运营商网络内的失效时间；以及所述装置还包括：

获取单元：用于获取所述原国际移动用户标识和原根密钥在原签约移动运营商网络内的失效时间。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述确定单元包括：

所述第一确定子单元：用于根据所述原国际移动用户标识以及失效时间，采用设定的第一消息摘要算法确定虚拟国际移动用户标识；

所述第二确定子单元：用于根据所述原根密钥以及失效时间，采用设定的第一消息摘要算法确定虚拟根密钥。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第一确定子单元包括：

计算模块：用于根据所述原国际移动用户标识所包括的移动用户识别号码以及失效时间，采用设定的第一消息摘要算法确定虚拟移动用户识别号码；

组合模块：用于将所述原国际移动用户标识所包括的移动国家码和移动网络码，以及确定出的虚拟移动用户识别号码组成虚拟国际移动用户标识。

13.如权利要求11或12所述的装置，其特征在于，还包括：

处理单元：用于根据当前的虚拟国际移动用户标识和虚拟根密钥，采用设定的第二消息摘要算法确定新的虚拟国际移动用户标识和虚拟根密钥，并替换当前的虚拟国际移动用户标识和虚拟根密钥。

14.一种归属位置寄存器，其特征在于，包括如权利要求8至13任一所述的装置。