UniHand: Privacy-preserving Universal Handover for Small-Cell Networks in 5G-enabled Mobile Communication with KCI Resilience

引入小型蜂窝网络（SCN）显著提高了无线链路质量、频谱效率和网络容量，被视为第五代（5G）移动网络中的关键技术之一。然而，这项技术增加了手over（HO）过程的频率，由于网络中单元的密集部署和覆盖范围的减少，带来了新的安全和隐私问题。当前的5G-AKA和HO协议容易受到安全漏洞的攻击，例如缺乏前向保密性和身份混淆攻击。HO的高频率可能会放大5G移动网络中的这些安全和隐私问题。本文提出了一种安全的、保护隐私的通用HO方案（$\UniHand$），用于5G移动通信中的SCN。$\UniHand$可以实现相互认证、强匿名、完美的前向保密性、无密钥托管和抵御密钥妥协冒充（KCI）攻击。据我们所知，这是第一个在5G环境中为漫游用户实现安全、保护隐私、抵御KCI攻击的通用HO方案。我们通过进行全面的形式安全分析和相关实验来展示我们提出的方案的成本效益，并证明我们的方案对所有基本安全威胁都具有强大的抵御能力。

论文旨在解决5G移动通信中，小区网络(SCN)的高频切换所带来的安全和隐私问题，提出了一种安全的隐私保护的通用HO方案(UniHand)。

论文提出了一种实现互相认证、强匿名、完美前向保密、无钥匙托管和钥匙损坏模拟(KCI)韧性的UniHand方案，以解决5G移动通信中小区网络的高频切换所带来的安全和隐私问题。

论文进行了全面的形式化安全分析和相关实验，证明了所提出的方案具有成本效益，同时还提供了开源代码和数据集，值得进一步深入研究。

最近的相关研究包括“5G-AKA和HO协议的安全弱点研究”和“基于身份的HO方案”。