論文の概要: Base Station Certificate and Multi-Factor Authentication for Cellular Radio Control Communication Security
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.02133v1
- Date: Wed, 02 Apr 2025 21:12:29 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-12 00:21:07.826273
- Title: Base Station Certificate and Multi-Factor Authentication for Cellular Radio Control Communication Security
- Title（参考訳）: 無線通信セキュリティのための基地局認証と多要素認証
- Authors: Sourav Purification, Simeon Wuthier, Jinoh Kim, Ikkyun Kim, Sang-Yoon Chang,
- Abstract要約: 現在の携帯電話ネットワークは、悪意のある偽の基地局に対して脆弱なままである。
我々は基地局の認証(基地局の公開鍵と位置の認証)と多要素認証を設計し、基地局制御通信の信頼性とメッセージ整合性を確保する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.3142127084199051
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Current cellular networking remains vulnerable to malicious fake base stations due to the lack of base station authentication mechanism or even a key to enable authentication. We design and build a base station certificate (certifying the base station's public key and location) and a multi-factor authentication (making use of the certificate and the information transmitted in the online radio control communications) to secure the authenticity and message integrity of the base station control communications. We advance beyond the state-of-the-art research by introducing greater authentication factors (and analyzing their individual security properties and benefits), and by using blockchain to deliver the base station digital certificate offline (enabling greater key length or security strength and computational or networking efficiency). We design the certificate construction, delivery, and the multi-factor authentication use on the user equipment. The user verification involves multiple factors verified through the ledger database, the location sensing (GPS in our implementation), and the cryptographic signature verification of the cellular control communication (SIB1 broadcasting). We analyze our scheme's security, performance, and the fit to the existing standardized networking protocols. Our work involves the implementation of building on X.509 certificate (adapted), smart contract-based blockchain, 5G-standardized RRC control communications, and software-defined radios. Our analyses show that our scheme effectively defends against more security threats and can enable stronger security, i.e., ECDSA with greater key lengths. Furthermore, our scheme enables computing and energy to be more than three times efficient than the previous research on the mobile user equipment.
- Abstract（参考訳）: 現在の携帯電話ネットワークは、基地局認証機構の欠如や認証を有効にするための鍵が欠如しているため、悪意のある偽の基地局に対して脆弱なままである。
我々は基地局の認証(基地局の公開鍵と位置の認証)と多要素認証(認証とオンライン無線制御通信で送信される情報の利用)を設計・構築し、基地局制御通信の信頼性とメッセージ整合性を確保する。
ブロックチェーンを使用して、ベースステーションのデジタル証明書をオフライン(キー長、セキュリティ強度、計算、ネットワーク効率を向上する)で提供します。
ユーザ機器上での証明書の構成,配信,多要素認証の使用を設計する。
ユーザ認証には、台帳データベース、位置センシング(GPS)、セル制御通信(SIB1ブロードキャスト)の暗号署名検証など、複数の要素が関係している。
我々は,既存のネットワークプロトコルのセキュリティ,性能,適合性を解析する。
当社の作業は、X.509証明書(適応)、スマートコントラクトベースのブロックチェーン、5G標準化されたRC制御通信、ソフトウェア定義ラジオの実装に関するものです。
分析の結果,我々の手法はセキュリティ上の脅威を効果的に防ぎ,より強力なセキュリティ,すなわち鍵長のECDSAを実現することができることがわかった。
さらに,本手法により,従来のモバイルユーザ機器の3倍以上の効率で計算とエネルギーを実現できる。
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