NAS解密 ——介绍一款解密APP
最近群里聊天提及到了NAS消息加密的问题，这里根据经验简单的聊聊，不甚详尽，大家可以参考3GPP 33.401对NAS Security进行更详细的了解。
其实本文更想介绍一款NAS解密软件——虽然年代比较久远，2012年的了——以帮助拿到加密流程包却束手无策的同僚。
1NAS加密算法
加密是要双方协商才能完成的，所以UE在发送第一条Request消息的时候永远不会加密，但是此时UE会将自己所有支持的加密和完整性算法告知核心网，如图：
从图中可以看到三种加密算法被手机支持，分别是EEA0、EEA1、EEA2，网络侧一般在这三种算法的基础上支持EEA3，算法描述如下：
2NAS加密的秘钥
加密这件事不是一蹴而就就可以完成的，现在已经有了加密算法，那么还要有一把钥匙——秘钥，秘钥就是通过只保存在运营商的HSS和用户手中的Sim内的CK/IK推演生成的KASME。HSS通过AIA(Authentication Information Answer)将KASME作为鉴权五元组中的一员下发给MME，如图所示：
3NAS何时开始加密
以下图附着消息来说：
从UE发送第一条Request消息开始，到第5步双向鉴权结束，核心网和终端互相认证了合法性，那么从此刻开始，核心网MME根据自己配置的加密算法并匹配终端算法选择最优加密算法，并使用AIA消息中KASME作为秘钥，发送开始加密的指示Ciphered Options Request给UE，从而开启NAS消息加密，如下，MME发送Security mode command消息给UE开启NAS加密：
从此条消息开始，UE和MME之间所有的NAS消息都被笼罩了一层神秘的色彩——Ciphered Message总是可见。
4NAS解密
消息加密就有解密，既然我们知道了NAS加密的算法和秘钥来源，那么针对一个完整的信令流程比如附着消息或者TAU消息，其中加密消息的解密问题就轻而易举了，当然是对于更加深入研究并具有编程思想的同僚，而我等就只能坐享其成了(☺)。
LTE Security是Fabricio Ferraz开发的一款解密工具，从工具来看不仅可以解密NAS，也可以解密RRC消息(木有尝试过)。
以NAS解密为例简单介绍一下如何使用：
- 首先是要获得KASME值，从信令图可以知道KASME值在AIA中，如图，得到整个KASME值——9d8797625fd0a6954d5d5063092b26328ed23ba469c00d8df4a38fa8537782ac：
- 通过KASME解析出加密的key值，如图，选择Annex A A.7：
其中： “EPS encryption algorithm”选择 “NAS-enc-alg”。 Algorithm identity填写算法：如果是EEA1填写01，如果是EEA2算法填写02，所使用的算法由MME决定并在Ciphered Options Request既Security mode command消息中告知UE，如图：
- 解密NAS消息： 现在我们有解密的Key和加密算法，接下来就可以解析后续加密的NAS消息了，比如我的这个第21条下行消息，加密消息为——4d9688c4f922778a07f38e201f9b37ead38684071c595d89e527dd2f10cba0050843fe8a79f4f18eb2e769，同时需要mark此条消息的sequnce number——1：
填充数据到Annex B中的128-Bit ciphering algorithm对话框，如下：
其中KEY值就是我们第2步得到的Key； COUNT即为Sequence Number；
DIRECTION选择是上行(uplink)，还是下行数据(downlink)；
BEARER-ID是到目前也木有明白的一个参数——总之填0；
点击UNCIPHER按钮之后解密数据存入PLAINTEXT BLOCK对话框。
- 存储解密后的消息： 首先需要读取整个PCAP文件，点击Replace Bytes in PCAP File按钮，调出如下对话框，选中目标文件之后点击Open：
- Open之后读取了PCAP文件内容，此时对话框变为Save As，然后重命名文件点击Save存储，第21条消息解密完成：
- 看看第21条到底是什么东东，原来这是一条Tracking area update accept消息，内容一览无余了，完美~：
到此NAS解密完成。
关于此APP的Blog链接如下，然而长城长给挡在了墙外墙：
http://fabricioapps.blogspot.in/2012/05/lte-security.html
不过大家可以通过原文链接查询详细的内容并得到APP安装包。
腾讯云开发者
