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农驿华
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1 中国联通公司企业标准 QB/CU 中国联通 IMS 卡测试规范 (V1.0) 发布实施中国联通公司发布

2 目次目次... I 前言... II 中国联通 IMS 卡测试规范范围规范性引用文件缩略语和定义缩略语测试环境 ISIM 管理过程测试 ISIM 初始化过程 ISIM 会话中止过程安全相关过程测试 IMS AKA 鉴权测试 GBA( 自引导模式 ) 过程测试 ( 可选 ) GBA(NAF 推导模式 ) 过程 ( 可选 ) HTTP-Digest 安全请求过程 ( 可选 ) I

3 前言是中国联通 IMS 系列标准之一, 该系列标准的名称与结构如下 : 1. 中国联通 IMS 网络技术体制研究报告 V 中国联通 IMS 设备规范第一分册 : 会话控制类设备 V 中国联通 IMS 设备测试规范第一分册 : 会话控制类设备 V 中国联通 IMS 设备规范第二分册 : 用户数据管理类设备 V 中国联通 IMS 设备测试规范第二分册 : 用户数据管理类设备 V 中国联通 IMS 设备规范第三分册 : 互通类设备 V 中国联通 IMS 设备测试规范第三分册 : 互通类设备 V 中国联通 IMS 设备规范第四分册 : 媒体资源类设备 V 中国联通 IMS 设备测试规范第四分册 : 媒体资源类设备 V 中国联通 IMS 设备规范第五分册 : 基于承载的策略控制设备 V 中国联通 IMS 设备测试规范第五分册 : 基于承载的策略控制设备 V 中国联通 IMS 设备规范第六分册 : 计费设备 V 中国联通 IMS 设备测试规范第六分册 : 计费设备 V 中国联通 IMS 设备规范第七分册 : 业务服务器与传统电路域语音呼叫连续性设备 V 中国联通 IMS 设备测试规范第七分册 : 业务服务器与传统电路域语音呼叫连续性设备 V 中国联通 IMS 设备规范第八分册 : 业务服务器短消息网关设备 V 中国联通 IMS 设备测试规范第八分册 : 业务服务器短消息网关设备 V 中国联通 IMS 设备规范第九分册 : 业务服务器 - 智能网设备 V 中国联通 IMS 设备测试规范第九分册 : 业务服务器 - 智能网设备 V 中国联通 IMS 接口规范第一分册 :Mw/Mg/Mi/Mj/Mk/Gm 接口 V 中国联通 IMS 接口测试规范第一分册 :Mw/Mg/Mi/Mj/Mk/Gm 接口 V 中国联通 IMS 接口规范第二分册 :Cx 接口 V 中国联通 IMS 接口测试规范第二分册 :Cx 接口 V 中国联通 IMS 接口规范第三分册 :Sh 接口 V 中国联通 IMS 接口测试规范第三分册 :Sh 接口 V 中国联通 IMS 接口规范第四分册 :ISC 接口 V 中国联通 IMS 接口测试规范第四分册 :ISC 接口 V 中国联通 IMS 网络安全技术规范 V 中国联通 IMS 网络安全测试规范 V 中国联通 IMS 终端技术规范 V 中国联通 IMS 终端测试规范 V 中国联通 IMS 卡技术规范 V II

4 本标准所指的 IMS 卡是指支持 ISIM 应用的用户智能卡本标准主要依据中国联通 IMS 卡技术规范, 规定了中国联通 ISIM 管理过程和安全相关过程的测试方法, 关系到中国联通 IMS 网络全面安全有效的开展, 为 IMS 卡的研发和生产提供技术依据和测试依据本标准和中国联通 IMS 卡技术规范配套使用本标准由中国联通公司技术部提出并归口本标准负责起草单位 : 中国联通公司信息产业部电信传输研究所本标准主要起草人 : 顾旻霞严砥辛伟本标准的修改和解释权属中国联通公司 III

5 1 范围本标准规定了 ISIM 管理过程和安全相关过程的测试方法本标准适用于中国联通支持 ISIM 应用的 IMS 卡的测试 2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款凡是注日期的引用文件, 其随后所有的修改单 ( 不包括勘误的内容 ) 或修订版均不适用于本标准, 然而, 鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本凡是不注日期的引用文件, 其最新版本适用于本标准 [1] 中国联通 IMS 卡技术规范 [2] 中国联通 IMS 终端技术规范 3 缩略语和定义 3.1 缩略语 AKA Authentication and Key Agreement 鉴权和密钥协议 AUTN AUthentication TokeN 鉴权令牌 B-TID Bootstrapping Transaction IDentifier 自举交易 ID CK Cipher Key 加密密钥 CSIM cdma2000 Subscriber Identity Module cdma2000 用户身份模块 GBA Generic Bootstrapping Architecture 通用自举架构 IMS IP Multimedia Subsystem IP 多媒体子系统 ISIM IMS Subscriber Identity Module IMS 用户身份模块 MAC Message Authentication Code 消息鉴权码 NAF Network Application Function 网络应用功能 SQN SeQuence Number 序列号 SW Status Word 状态字 XRES expected user RESponse 期望用户响应 4 测试环境测试环境由 IMS 卡终端和网络设备组成 IMS 卡包含一个 ISIM 应用终端在本标准中若无特殊声明应表示符合 [2] 的 IMS 终端网络设备是指提供测试所需的无线网络分组网和 IMS 网络系统环境或网络模拟器测试结构图如图 1 所示 IV

6 图 1 IMS 卡测试环境测试设备包括 :IMS 卡 IMS 卡读写器终端 - 卡接口监视器终端和系统设备 / 系统模拟器终端直接对真实的 IMS 卡进行操作, 在操作过程中, 通过终端 - 卡接口监视器监视接口的信号和数据流 5

7 5 ISIM 管理过程测试 5.1 ISIM 初始化过程测试编号 :5.1 测试项目 :ISIM 管理过程测试分项目 :ISIM 初始化过程测试目的 : 验证终端和 ISIM 应用能够正确完成 ISIM 初始化过程预置条件 : 2. IMS 卡已激活 ; 3. 终端向 ISIM 发送 SELECT 命令, 选择 EF DIR 文件中的 ISIM 应用, 如 ADF ISIM ; 4. 终端和 ISIM 应用选择一种语言 ; 5. 终端向 ISIM 发送 SELECT 命令, 选择 ADF ISIM 下的 EF AD, 进行管理信息请求 ; 6. 终端向 ISIM 发送 SELECT 命令, 选择 ADF ISIM 下的 EF IMPI 进行 IMPI 请求 ; 7. 终端向 ISIM 发送 SELECT 命令, 选择 ADF ISIM 下的 EF IMPU 进行 IMPU 请求 ; 8. 终端向 ISIM 发送 SELECT 命令, 选择 ADF ISIM 下的 EF DOMAIN 进行 SIP 域请求 ; 9. 若 ISIM 业务表可用, 终端向 IMS 卡发送 SELECT 命令, 选择 ADF ISIM 下的 EF IST 进行 ISIM 业务表请求 ; 10. 若 ISIM 业务表中第 1 号业务可用, 终端向 IMS 卡发送 SELECT 命令, 选择 ADF ISIM 下的 EF P-CSCF 进行 P-CSCF 地址请求 ; 预期结果 : 1. 终端和 ISIM 应用能够正确执行上述过程, 完成 ISIM 初始化 6

8 5.2 ISIM 会话中止过程测试编号 :5.2 测试项目 :ISIM 管理过程测试分项目 :ISIM 会话中止过程测试目的 : 验证终端和 ISIM 应用能够正确完成 ISIM 会话中止过程预置条件 : 2. IMS 卡已建立会话 ; 3. 终端向 ISIM 发送 STATUS 命令, 通知 ISIM 开始中止过程 ; 预期结果 : 1. 终端和 ISIM 应用能够正确执行上述过程, 中止 ISIM 会话 ; 2. 终端能够从其内存中删除所有与用户相关的信息单元 7

9 6 安全相关过程测试 6.1 IMS AKA 鉴权测试鉴权成功测试编号 :6.1.1 测试项目 : 安全相关过程测试分项目 : 鉴权成功测试目的 : 验证终端和 ISIM 应用能够正确完成 IMS AKA 鉴权过程预置条件 : 2. IMS 卡已完成初始化过程 ; 3. 终端从 IMS 网络接收到要求进行鉴权的有效消息, 消息中携带 RAND 和 AUTN; 4. 终端选择 ADF ISIM, 将用于鉴权的参数通过 AUTHENTICATE 命令发送给 ISIM, 其参数 P2 的低三位有效比特为 001 ( 表示 IMS AKA); 5. ISIM 根据接收到的 RAND 和 AUTN 计算 SQN 和 XMAC, 并验证 SQN 和 XMAC 均有效 ; 6. ISIM 计算 RES 参数 CK 和 IK; 7. ISIM 向终端返回鉴权响应, 包括 RES 参数 CK 和 IK 预期结果 : 1. ISIM 在收到鉴权请求后能够验证 SQN 和 XMAC 的有效性, 即本地计算的 XMAC 必须与从 AUTN 推导出的 MAC 参数一致, 推导出的 SQN 参数必须在正确范围内 ; 2. 验证 SQN 和 XMAC 有效后,ISIM 能够计算出 RES 参数 CK 和 IK, 并包含在返回给终端的 3G 鉴权成功的响应中 8

10 6.1.2 鉴权失败 MAC 不正确测试编号 :6.1.2 测试项目 : 安全相关过程测试分项目 : 鉴权失败 MAC 不正确测试目的 : 验证 MAC 不正确时 IMS AKA 鉴权失败的处理预置条件 : 2. IMS 卡已完成初始化过程 ; 3. IMS 网络正常运行 ; 3. 终端从 IMS 网络接收到要求进行鉴权的消息, 其参数 P2 的低三位有效比特为 001 ( 表示 IMS AKA), 消息中携带 RAND 和 AUTN 参数, 其中 AUTN 的 MAC 值不正确 ; 4. 终端选择 ADF ISIM, 将用于鉴权的参数通过 AUTHENTICATE 命令发送给 ISIM; 5. ISIM 根据接收到的 RAND 和 AUTN 计算 SQN 和 XMAC, 验证本地计算出的 XMAC 是否与 AUTN 包含的 MAC 参数一致 ; 预期结果 : 1. ISIM 验证 MAC 不正确, 停止继续执行该命令, 并向终端返回状态字为 SW1= 98,SW2 = 62 鉴权错误,MAC 不正确 9

11 6.1.3 鉴权失败 SQN 超出范围测试编号 :6.1.3 测试项目 : 安全相关过程测试分项目 : 鉴权失败 SQN 超出范围测试目的 : 验证 SQN 超出范围时 IMS AKA 鉴权失败的处理预置条件 : 2. IMS 卡已完成初始化过程 ; 3. IMS 网络正常运行 ; 3. 终端从 IMS 网络接收到要求进行鉴权的消息, 其参数 P2 的低三位有效比特为 001 ( 表示 IMS AKA), 消息中携带 RAND 和 AUTN 参数, 其中 AUTN 的 SQN 超出范围 ; 4. 终端选择 ADF ISIM, 将用于鉴权的参数通过 AUTHENTICATE 命令发送给 ISIM; 5. ISIM 根据接收到的 RAND 和 AUTN 计算 SQN 和 XMAC, 验证 SQN 是否在正确范围内, 包括 SQN 之前是否被使用过, 若未被使用其值是否小于 SQN MS 且是否属于生成的最后 32 个序列号范围 ; 预期结果 : 1. ISIM 验证 SQN 无效, 向终端返回同步失败的响应, 响应中携带 AUTS 参数 10

12 6.2 GBA( 自引导模式 ) 过程测试 ( 可选 ) 过程成功测试编号 :6.2.1 测试项目 :GBA( 自引导模式 ) 过程测试 ( 可选 ) 分项目 : 鉴权成功测试目的 : 验证终端和 ISIM 能够成功完成 GBA( 自引导模式 ) 过程预置条件 : 2. IMS 卡已完成初始化过程 ; 3. ISIM 业务表中第 2 号业务可用 ; 3. 终端选择 ADF ISIM, 在 GBA 安全上下文 ( 自引导模式 ) 中向 ISIM 发送 AUTHENTICATE 命令, 其参数 P2 的低三位有效比特为 100 ( 表示 GBA 上下文 ), 消息中携带 RAND 和 AUTN 参数 ; 4. ISIM 根据接收到的 RAND 和 AUTN 计算 SQN 和 XMAC, 并验证 SQN 和 XMAC 均有效 ; 5. ISIM 计算 RES 参数 CK 和 IK; 6. ISIM 从 CK 和 IK 值推导并存储 GBA_U 自引导密钥, 并存储 EF GBABP 中 RAND 域的 RAND 值 ; 7. ISIM 向终端返回响应, 携带 RES 参数 ; 预期结果 : 1. ISIM 向终端返回 GBA 操作成功的响应, 响应中携带 RES 参数 ; 2. 执行 GBA_U 过程后, 终端应更新 EF GBABP 中的 B-TID 域和密钥生存时间域 11

13 6.2.2 过程失败 MAC 不正确测试编号 :6.2.2 测试项目 :GBA( 自引导模式 ) 过程测试 ( 可选 ) 分项目 : 过程失败 MAC 不正确测试目的 : 验证 MAC 不正确时 GBA( 自引导模式 ) 过程失败的处理预置条件 : 2. IMS 卡已完成初始化过程 ; 3. ISIM 业务表中第 2 号业务可用 ; 3. 终端选择 ADF ISIM, 在 GBA 安全上下文 ( 自引导模式 ) 中向 ISIM 发送 AUTHENTICATE 命令, 其参数 P2 的低三位有效比特为 100 ( 表示 GBA 上下文 ), 消息中携带 RAND 和 AUTN 参数, 其中 AUTN 包含的 MAC 值不正确 ;; 4. ISIM 根据接收到的 RAND 和 AUTN 计算 SQN 和 XMAC, 验证本地计算出的 XMAC 是否与 AUTN 包含的 MAC 参数一致 ; 预期结果 : 1. ISIM 验证 MAC 不正确, 停止继续执行该命令 12

14 6.2.3 过程失败 SQN 超出范围测试编号 :6.2.3 测试项目 :GBA( 自引导模式 ) 过程测试 ( 可选 ) 分项目 : 过程失败 SQN 超出范围测试目的 : 验证 SQN 超出范围时 GBA( 自引导模式 ) 过程失败的处理预置条件 : 2. IMS 卡已完成初始化过程 ; 3. ISIM 业务表中第 2 号业务可用 ; 3. 终端选择 ADF ISIM, 在 GBA 安全上下文 ( 自引导模式 ) 中向 ISIM 发送 AUTHENTICATE 命令, 其参数 P2 的低三位有效比特为 100 ( 表示 GBA 上下文 ), 消息中携带 RAND 和 AUTN 参数, 其中 AUTN 的 SQN 超出范围 ; 4. ISIM 根据接收到的 RAND 和 AUTN 计算 SQN 和 XMAC, 验证 SQN 是否在正确范围内, 包括 SQN 之前是否被使用过, 若未被使用其值是否小于 SQN MS 且是否属于生成的最后 32 个序列号范围 ; 预期结果 : 1. ISIM 验证 SQN 无效, 向终端返回同步失败的响应, 响应中携带 AUTS 参数 13

15 6.3 GBA(NAF 推导模式 ) 过程 ( 可选 ) 测试编号 :6.3 测试项目 : 安全相关过程测试分项目 :GBA(NAF 推导模式 ) 过程 ( 可选 ) 测试目的 : 验证终端和 ISIM 能够成功完成 GBA(NAF 推导模式 ) 过程预置条件 : 2. IMS 卡已完成初始化过程 ; 3. ISIM 业务表中第 2 号业务可用 ; 4. ISIM 已完成 GBA_U 自引导过程, 并得到 GBA_U 密钥 ; 3. 终端选择 ADF ISIM 下的 EF GBABP, 在 GBA 安全上下文 (NAF 推导模式 ) 中向 ISIM 发送 AUTHENTICATE 命令, 其参数 P2 的低三位有效比特为 100 ( 表示 GBA 上下文 ), 消息中携带 NAF_ID 参数 ; 4. ISIM 根据 GBA_U 自引导过程中得到的密钥和 EF IMPI 中得到的 IMPI 值推导出 Ks_ext_NAF 和 Ks_int_NAF 的推导 ; 预期结果 : 1. ISIM 存储 Ks_int_NAF 和相关的 B-TID NAF_ID; 2. 之后 ISIM 将完成对 EF GBANL 的更新 ; 3. ISIM 向终端返回 GBA 操作成功的响应, 响应中携带 Ks_ext_NAF 参数 14

16 6.4 HTTP-Digest 安全请求过程 ( 可选 ) 测试编号 :6.4 测试项目 : 安全相关过程测试分项目 :HTTP-Digest 安全请求过程 ( 可选 ) 测试目的 : 验证终端和 ISIM 能够成功完成 HTTP-Digest 安全请求过程预置条件 : 2. IMS 卡已完成初始化过程 ; 3. ISIM 业务表中第 3 号业务可用 ; 3. 终端选择 ADF ISIM, 向 ISIM 发送 AUTHENTICATE 命令, 其参数 P2 的低三位有效比特为 010 ( 表示 HTTP-Digest), 消息中携带 Realm Nonce 和 Cnonce; 4. ISIM 根据接收到的 Realm Nonce 和 Cnonce 计算响应和会话密钥 ; 5. ISIM 向终端返回响应, 并携带响应和会话密钥预期结果 : 1. ISIM 成功执行 HTTP-Digest 过程, 并向终端返回 HTTP-Digest 上下文响应, 并返回计算出的响应和会话密钥 15

南華大學數位論文

南華大學數位論文 1 Key word I II III IV V VI 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61