| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-9页 |
| List of Common Notation | 第13-14页 |
| List of Abbreviations | 第14-20页 |
| Chapter 1 Introduction | 第20-26页 |
| 1.1 Motivation | 第21-24页 |
| 1.1.1 Introduction of Many New Types of Base Stations | 第21-22页 |
| 1.1.2 Interworking with Heterogeneous Wireless Acess Networks | 第22-23页 |
| 1.1.3 Machine Type Communication in LTE-Advanced Networks | 第23-24页 |
| 1.2 Objectives and Main Contributions | 第24-25页 |
| 1.3 Organization | 第25-26页 |
| Chapter 2 Preliminary | 第26-34页 |
| 2.1 Basic Cryptographic Primitives | 第26-29页 |
| 2.1.1 Identity-Based Cryptography(IBC) | 第26-27页 |
| 2.1.2 Eliptic Curve Cryptography(ECC) | 第27-28页 |
| 2.1.3 Digital Signature | 第28-29页 |
| 2.2 Formal Verification Tool | 第29-34页 |
| 2.2.1 TLA+ Tool Set | 第29-31页 |
| 2.2.2 AVISPA Tool Set | 第31-33页 |
| 2.2.3 The Dolev-Yao Model | 第33-34页 |
| Chapter 3 Security Analysis of the LTE and LTE-A Networks | 第34-72页 |
| 3.1 Security Architecture Overview | 第35-37页 |
| 3.1.1 LTE Network Architecture | 第35-37页 |
| 3.1.2 LTE Security Architecture | 第37页 |
| 3.2 LTE Security Feature and Mechanisms | 第37-53页 |
| 3.2.1 Security in a LTE Cellular System | 第38-41页 |
| 3.2.2 Security in Handover Processes | 第41-45页 |
| 3.2.3 Security in IMS | 第45-48页 |
| 3.2.4 Security at HeNB | 第48-50页 |
| 3.2.5 Security in MTC | 第50-53页 |
| 3.3 Vulnerabilities in LTE Security Framwork | 第53-62页 |
| 3.3.1 Vulnerabilties of LTE System Architecture | 第53-54页 |
| 3.3.2 Vulnerability in the LTE Access Procedure | 第54-56页 |
| 3.3.3 Vulnerability in LTE Handover Procedure | 第56-59页 |
| 3.3.4 Vulnerability in IMS Security Mechanism | 第59页 |
| 3.3.5 Vulnerability in HeNB Security Mechanism | 第59-60页 |
| 3.3.6 Vulnerability in MTC Security Architecture | 第60-62页 |
| 3.4 Solutions to the Related Security Issues | 第62-69页 |
| 3.4.1 LTE Cellular Security | 第62-64页 |
| 3.4.2 LTE Handover Security | 第64-66页 |
| 3.4.3 IMS Security | 第66-67页 |
| 3.4.4 HeNB Security | 第67-68页 |
| 3.4.5 MTC Security | 第68-69页 |
| 3.5 Conclusion | 第69-72页 |
| Chapter 4 Handover Authentication in LTE/LTE-A Networks | 第72-108页 |
| 4.1 Introduction | 第72-75页 |
| 4.2 UHAHe:Unified Handover Authentication Between HeNB and eNB in LTE Networks | 第75-91页 |
| 4.2.1 Preliminary | 第76-77页 |
| 4.2.2 Our Proposed Scheme | 第77-84页 |
| 4.2.3 Security Evaluation | 第84-88页 |
| 4.2.4 Performance Analysis | 第88-91页 |
| 4.2.5 Conclusion | 第91页 |
| 4.3 UHAEN:Uniform Handover Authentication between E-UTRAN and Non-3GPP access networks | 第91-108页 |
| 4.3.1 Overview of the Protocol in[134] | 第92-94页 |
| 4.3.2 The Proposed Scheme | 第94-97页 |
| 4.3.3 Security Evaluation | 第97-102页 |
| 4.3.4 Performance Analysis | 第102-105页 |
| 4.3.5 Conclusion | 第105-108页 |
| Chapter 5 GBAAM:Group-based Access Authentication for MTC in LTENetworks | 第108-130页 |
| 5.1 Introduction | 第108-110页 |
| 5.2 Preliminary | 第110-113页 |
| 5.2.1 Aggregate Signature | 第110-112页 |
| 5.2.2 Elliptic Curve Digital Signature Algorithm(ECDSA) | 第112-113页 |
| 5.3 The Proposed Scheme:GBAAM | 第113-118页 |
| 5.3.1 Register Phase | 第113-115页 |
| 5.3.2 Group-based Access Authentication Phase | 第115-117页 |
| 5.3.3 Verification Failure | 第117页 |
| 5.3.4 Join and Leave Group | 第117-118页 |
| 5.4 Security Evaluation | 第118-123页 |
| 5.4.1 Security Analysis | 第118-119页 |
| 5.4.2 Formal Verification | 第119-123页 |
| 5.5 Performance Analysis | 第123-128页 |
| 5.5.1 Signaling Overhead | 第123-124页 |
| 5.5.2 Communication Overhead | 第124-125页 |
| 5.5.3 Computational Cost | 第125页 |
| 5.5.4 Verification Cost | 第125-128页 |
| 5.6 Conclusion | 第128-130页 |
| Chapter 6 Conclusion and Future Work | 第130-134页 |
| Bibliography | 第134-146页 |
| 致谢 | 第146-148页 |
| 作者简介 | 第148-151页 |
