High demands for broadband mobile wireless communications and the emergence of new wireless multimedia applications constitute the motivation to the development of broadband wireless access technologies in recent years. The Long Term Evolution/System Architecture Evolution (LTE/SAE) system has been specified by the Third Generation Partnership Project (3GPP) on the way towards fourth-generation (4G) mobile to ensure 3GPP keeping the dominance of the cellular communication technologies. Through the design and optimization of new radio access techniques and a further evolution of the LTE systems, the 3GPP is developing the future LTE-Advanced (LTE-A) wireless networks as the 4G standard of the 3GPP. Since the 3GPP LTE and LTE-A architecture are designed to support flat Internet Protocol (IP) connectivity and full interworking with heterogeneous wireless access networks, the new unique features bring some new challenges in the design of the security mechanisms. This paper makes a number of contributions to the security aspects of the LTE and LTE-A networks. First, we present an overview of the security functionality of the LTE and LTE-A networks. Second, the security vulnerabilities existing in the architecture and the design of the LTE and LTE-A networks are explored. Third, the existing solutions to these problems are classically reviewed. Finally, we show the potential research issues for the future research works

چکیده

نیاز روز افزودن به مخابرات بی سیم موبایل پهن باند و ظهور اپلیکیشن های بی سیم جدید برای کار با مالتی مدیا، محرکی برای توسعه تکنولوژی های دسترسی بی سیم پهن باند، در سالهای اخیر شده است. سیستم تکامل دراز مدت / تکامل معماری سیستم (LTE/SAE) توسط پروژۀ همکاریِ نسل سوم (3GPP) برای حصول شبکه های موبایل نسل چهارم (4G) تعریف شده تا تضمین شود که 3GPP نفوذ و اهمیتِ تکنولوژی های ارتباط سلولی را حفظ می کند. 3GPP، بواسطۀ طراحی و بهینه سازیِ تکنیک های دسترسی رادیویی و تکاملِ سیستم های LTE، شبکه های بی سیم و پیشرفته نسل آینده LTE (LTE-A) را به عنوان استانداردِ 4G ی 3GPP توسعه می دهد. ازآنجایی که معماریِ 3GPP LTE و LTE-A، برای پشتیبانی از اتصال ساده باپروتکل اینترنت (IP) و شبکه بندی کامل با چندین شبکه دسترسی بی سیم، طراحی شده اند، این خصوصیات منحصربفرد جدید، چالش هایی جدید در طراحیِ مکانیزم های امنیت ایجاد می کنند. این مقاله، جنبه های امنیتیِ شبکه LTE و LTE-A را ارائه می کند. نخست، مروری بر کاربرد امنیتِ شبکه های LTE و LTE-A ارائه می کنیم. سپس، آسیب پذیری های امنیتی موجود در معماری و طرح شبکه های LTE و LTE-A شرح داده می شوند. سوم، راهکار های موجود برای رفع این مسائل بطور کلاسیک بررسی می شوند. نهایتاً، مسائل پژوهشیِ بالقوه برای کارهای تحقیقاتی آینده را نشان می دهیم.

1-مقدمه

با توسعه سریعِ اپلیکیشن های ارتباط بی سیم و چندرسانه ای همچون، مرور وب، بازی های تعاملی، تلویزیون موبایل، و پخش مستقیم ویدئو و صدا، تکنولوژی های ارتباط موبایل، نیاز به رفع الزامات مختلف داده های موبایل، محاسبات موبایل و عملکردهای چندرسانه ای موبایل دارند. برای تطبیق استفاده فزاینده از داده های موبایل و اپلیکیشن های چندرسانه ایِ جدید، تکنولوژی های LTE و LTE-A توسط 3GPP به عنوان تکنولوژی های نوظهور برای ارتباط موبایل برای شبکه های بی سیم موبایل پهن باند نسل بعدی، تعریف شده اند...