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专题
2012/7/12 14:49

WLAN无感知认证解决方案

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手机WiFi上网太麻烦了!不仅每次上网都要输入账号和密码,在人多的地方,比如星巴克,还经常会被挤掉而不得不反复输入账号和密码!”。这恐怕是如今使用手机WIFI上网的大多数人的感受。没错,随着WLAN网络快速部署和用户量持续上升,由于WLAN认证问题而导致的用户体验差的矛盾愈发突出。这不仅降低了用户对运营商网络质量的信赖度,而且还直接影响了WLAN分流宏蜂窝数据压力的效果,背离了部署WLAN的初衷。

如何提升WLAN用户感知,进而改善分流效果是华为电信级WLAN解决方案重点关注的问题之一。针对客户的不同情况,华为推出了“无感知认证解决方案包”,最大化匹配客户不同发展阶段的差异化需求。该“解决方案包”涵盖了目前业界通行的全部四种认证方案:Portal、EAP-PEAP、EAP-SIM和MAC地址绑定。在用户感知和认证安全性方面实现了适应终端状况、稳步提升的良性循环。此外,华为与中国移动多个省份公司开展了联合创新工作,推动了解决方案包在多个省份验证成功并落地实施。极大地促进了无感知认证的快速成熟。

1、 EAP-PEAP认证

PEAP,即为Protected-EAP“受保护的可扩展的身份验证协议”,是一项由CiscoMicrosoftRSA共同支持的安全方案(目前在RFC处于草案阶段),具有很好的安全性,在设计上和EAP-TTLS相似。PEAP是可扩展的身份验证协议 (EAP) 家族的一个成员,目前共有三个版本,分别为V0/V1/V2,已被WPA和WPA2批准的有两个子类型 PEAPV0-MSCHAPV2和PEAPV1-GTC。由于PEAP是一个框架协议,目前业界使用最广的是由微软提出并完善的PEAPV0-MSCHAPV2协议,又被称作MS-PEAP协议,已经被各移动终端的操作系统如iOS,Android、Windows等广泛支持。

802.1X框架下的EAP-PEAP认证架构如下图所示:

EAP-PEAP的认证安全性较高;具体体现在以下几个方面:

  • 使用传输级别安全性(TLS) 为正在验证的 PEAP 客户端和 PEAP 身份验证器之间创建加密通道。PEAP 不指定验证方法,但是会为其他 EAP 验证协议提供额外的安全性,例如 EAP-MSCHAPv2 协议;
  • 在建立TLS隧道时,终端需要对认证服务器进行证书验证,防止网络侧的仿冒行为;
  • 用户认证采用MS-CHAP-V2认证方式,支持双向认证:除了服务器对用户的认证,还支持用户对服务器的认证;
  • 采用802.1X技术,进行端口级别的接入控制,提高了接入控制能力和安全性。

2011年,华为与安徽移动携手,开通实验网,率先实现了EAP-PEAP认证的落地验证工作。验证结果显示,PEAP认证仅在首次接入时需要用户输入相关认证信息,相比Portal,用户体验得到较大提升。此外,市场上不同种类的手机在测试中的表现也不尽相同:Iphone和Android手机进行EAP-PEAP认证速度较快,可在3-5秒内完成;Symbian和Windows phone则相对较慢。

2、 EAP-SIM认证

SIM认证采用标准的EAP-SIM/EAP-AKA作为WLAN终端接入认证机制,用(U)SIM卡作为认证密钥分发的载体,用户连接WLAN网络不需要手动输入认证信息,通过手机(U)SIM卡自动完成认证,用户体验好。此外,SIM认证提供了很高的安全性,主要体现在:

  • 密钥通过硬件载体((U)SIM卡)分发,有效防止密钥泄露或者被盗;
  • 支持伪随机用户名,保护用户真实身份不被泄露;
  • 支持双向认证,除了服务器对用户的认证,还支持用户对服务器的认证;
  • 采用802.1X技术,进行端口级别的接入控制,提高了接入控制能力和安全性

统一认证架构基于802.1X认证体系架构,架构图以及涉及到的网元如下图所示:

  • WLAN UE为I-WLAN认证体系中的接入请求系统,用户统一认证/接入PS域业务时,WLAN UE发起EAP鉴权请求。对应802.1x架构中的客户端系统(Supplicant System)。
  • WLAN AN在I-WLAN认证系统中负责WLAN UE统一认证场景的接入鉴权。对应802.1x架构中的认证者系统(Authenticator System)。
  • 3GPP AAA Server为统一认证体系中用户认证的执行点,负责对WLAN UE认证和授权功能,认证和授权信息取自HLR。3GPP AAA Server与HLR一起,对应802.1x架构中的认证服务器系统(Authentication Sever System)。
  • HLR在统一认证体系中负责用户鉴权和签约信息的存储,与3GPP AAA Server交互,完成鉴权和签约信息的交互。

早在2010年,华为就与浙江移动、广东移动以及山东移动联合创新,着手SIM认证的研发及落地验证工作。其中,浙江移动率先完成针对TD数据卡的SIM统一认证方案的测试工作;成功完成与异厂家对接。广州移动则成功完成首个针对手机终端的SIM统一认证方案的测试工作,并于2011年Q2商用部署。山东移动则全面完成了数据卡与手机终端的SIM统一认证方案测试,并率先实现了SIM统一认证的全省商用。

3、 MAC地址绑定认证

MAC认证是华为为适应部分客户的特殊需求而研发的WLAN无感知认证解决方案,其主要目的就是简化认证过程,同时兼容现网终端,将改造成本降至最低。通过MAC认证,用户只需在首次入网时输入用户名和密码,WLAN网络便可自动记录终端的MAC地址,并与用户名和密码建立关联,在后续的入网过程中,用户不必重复登录,网元便可以根据保存的信息,自动使用户接入到WLAN网络,并用短信的方式对用户进行提醒。

MAC认证几乎是无感知的,有效地降低了客户认证过程的复杂性。并且在提升易用性的同时,不需更换手机,不需要复杂的配置操作,非常易于推广。就运营商而言,可以通过提供MAC认证方式,吸引用户使用WLAN网络,增强移动用户黏性,并且通过发展WLAN用户,分流蜂窝网流量,最终实现网络的负载平衡。

虽然EAP-PEAP和EAP-SIM无感知认证解决方案已经出台,但是距离大规模部署还有一段时间,在这段“真空期”内,MAC地址绑定认证能有效弥补用户体验差的短板,从而为增强用户黏性、培养用户习惯起到了关键性作用。

4、 Portal认证

Portal认证是当下使用的最广的一种WLAN认证方式。其最大的有点就是可以兼容所有的终端,部署成本极低。然而,它的缺点也是显而易见的:用户在使用Portal认证登录WLAN网络时,必须手动输入用户名和密码,且每次使用数据业务时都要输入一次,十分繁琐,因此用户体验较差;另外,Portal认证过程基本没有什么安全机制,因此其安全性较差。目前,大多数手机终端已经支持PEAP和SIM认证,Portal认证的作用正在迅速降低。

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