# 移動性管理(Mobile Management)
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5G 核網基本概念 - 移動性管理
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### 用戶標誌與位置標誌
用戶標誌分為永久標誌與非永久標誌兩種:
- **永久標誌**
==一旦用戶綁定便不會修改，具備一定程度的隱私性==

	1. SUPI
	2. 通用公共訂閱標誌(GPSI)
	3. 永久設備標誌(PEI)

- **非永久標誌**
==用於臨時標示用戶，3GPP會不定期更標示符號==

	1. 5G 全球臨時統一標示符(5G-GUTI)
	2. SUCI

位置標誌包含**小區位置跟蹤標誌(TAI)**、**跟蹤區編碼(TAC)**
### SUPI
SUPI為永久標誌，5G系統中每個簽約的用戶都會被分配到一個5G SUPI，用於**在3GPP系統中**標示該簽約用戶
SUPI標誌存於**UDM/UDR(一種NF)** 之中，功能類似4G的IMSI。
==SUPI可包含IMSI訊息或是用於私有網路的特定網路標誌(network-specific identifier)==

IMSI格式:
|封包|MCC|MNC|MSIN|
|-|---|---|----|
|長度|3bit|2~3bit|<=10bit|
||PLMN|PLMN||
- In 漫遊場景: SUPI需要攜帶所歸屬網路的地址資訊:MNC、MCC
- 若與 EPC Network互通: SUPI總是基於IMSI

### 通用公共訂閱標誌 (GPSI)
GPSI為永久標誌，**用於在非3GPP網路之中來標示一個3GPP的簽約**
GPSI與3GPP的對應關係會儲存在簽約資料中；GPSI在系統內部與外部都可作為公共標誌。
GPSI可以是**MSISDN**或其他外部標誌

### 永久設備標誌(PEI)
PEI為永久標誌，**針對存取5G網路的3GPP UE的標誌**
不同類型的UE和不同使用場景，PEI可能會有不同格式
UE可在發送PEI的同時，攜帶對應 該PEI所使用格式的指令訊息
若UE支援至少一種3GPP存取技術，則UE的PEI系需使用IMEI或IMEISV格式

### 5G 全球臨時統一標示符(5G-GUTI)
5G-GUTI是一個非永久標誌，由AMF為UE臨時分配(於**註冊流程**時分配)的，用於標示該UE
使用不同存取方式(3GPP,non-3GPP)，使用相同的5G-GUTI
- 5G-GUTI的結構:

	<5G-GUTI>:=<GUAMI><5G-TMSI> (:= 為 " 定義為 " 的符號)
	<GUAMI>:用於標示一個或多個AMF
	<5G-TMSI>:用於識別唯一的UE

- GUAMI的結構:

	<GUAMI>:= <MCC><MNC><AMF Region ID><AMF Set ID><AMF Pointer>
	
	<AMF Region ID>: 用於標示區域
	<AMF Set ID>: 在AMF區域中唯一標示一組AMF
	<AMF Pointer>: 在AMF組中唯一標示一個AMF 

- 5G-S-TMSI是GUTI的縮短形式，用於無線signalling(尋呼或業務請求流程)提升傳輸效率
- 5G-S-IMSI-結構:

	<5G-S-TMSI>:= <AMF Set ID><AMF Pointer><5G-TMSI>

- 5G-TMSI的10位最低有效位元被NG-RAN用來決定UE的呼叫時機
- 所以該10位最低有效位元應平均分布，使不同UE的尋呼時機均勻分布

|MCC|MNC|AMF Region ID|AMF Set ID|AMF Pointer|5G-TMSI|
|---|---|-------------|----------|-----------|-------|
|12bit|8/12bit|16bit|4bit|4bit|32bit|
|PLMN|PLMN|AMF ID|AMF ID| AMF ID|
|GUAMI|GUAMI|GUAMI|GUAMI|GUAMI|
||||5G-S-TMSI|5G-S-TMSI|5G-S-TMSI|
|**5G-GUTI**|**5G-GUTI**|**5G-GUTI**|**5G-GUTI**|**5G-GUTI**|**5G-GUTI**|

### SUCI
SUCI是非永久性標誌，基於 ==SUPI(Subscription Permanent Identifier)== 加密形式構成用於保護隱私的標誌
由於每個簽約用戶的SUPI是永久且唯一的，直接傳輸會有隱私風險

UE(USIM或ME)可以根據**ECIES**,甚至是**Null-Scheme**生成SUCI
當AMF收到SUCI後，觸發授權(Authentication)流程，之後在UDM/SIDF中使用解密演算法(SIDF)將收到的SUCI解碼成SUPI，以利完成後續授權工作

### TAI&TAC
皆為位置性標誌
TAI: 跟蹤區標誌
TAC: 跟蹤區編碼
- 格式:
|MCC|MNC|TAC|
|---|---|---|
|12bit|8/12bit|20bit|
|PLMN ID|PLMN ID|TAC|
|**TAI**|**TAI**|**TAI**|
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### 安全架構與流程
UE在RAN或在不同網路間移動時，需要與網路進行相互認證，確保雙方是可信賴的
UE與網路之間的相互認證需要**5G安全架構**的支援
5G安全架構應包含:

- 緩解和降低攻擊
- 支援驗證和授權機制
- 支持密鑰相關功能


#### 安全架構特點
- 與存取方式(3GPP、non3GPP)無關的安全架構，使用統一的驗證方法與密鑰架構
- 增強安全(4G → IMSI → 不安全 | 5G → SUCI/SUPI → 安全)
- 差異化認證: 5G支援USIM,憑證,帳密等多種認證方式
- 服務化架構和開放介面安全

==安全架構所涉及的NF，包含: ARPF,AUSF,SEAF,SIDF==
- ARPF:
- 與UDM一起部屬
- 負責儲存根密鑰 $Ki$ 和相關的簽約資料
- 計算5G授權向量
- AUSF:
- 提供**EAP認證伺服器**的功能，進行EAP認證以推導出**錨點密鑰** `🤢甚麼是EAP認證??` `甚麼是錨點密鑰?`
- SEAF:
- 與AMF一起部屬
- 負責根據錨點密鑰來推導出下層的NAS與AS密鑰，5G AKA 完成授權結果比較功能
- SIDF:
- 與UDM一起部屬
- 負責將SUCI解碼成SUPI

#### 安全流程

- 由UE發起Request，發送SUCI或5G-GUTI訊息給SEAF
- SEAF將SUCI或SUPI(若5G-GUTI有效)發送給來源網路(歸屬地網路)的AUSF
- AUSF進行認證完後，將訊息發送給來源網路的 UDM
- UDM收到SUCI，將其解碼為SUPI，並通過用戶資料，選擇相應的認證演算法，透過後續流程完成身分認證

目前5G支援的認證演算法: **EAP-AKA'** 和 **5G AKA** -3GPP TS 33.501

### 用戶狀態

#### 註冊管理
#### 連接管理

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上一章節- **[5G Network Interface and Protocol Stack](https://hackmd.io/@Kevinneck/ryOksltOu)**
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## 參考資料

https://cat.chriz.hk/2019/12/5g-security-architecture.html