Mobile Communication Systems and Security pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Rhee, Man Young

出品人:

页数:448

译者:

出版时间:2009-4

价格:1120.00 元

装帧:

isbn号码:9780470823361

丛书系列:

图书标签:

MobileSec
移动通信
无线安全
网络安全
通信系统
移动网络
安全协议
5G
物联网安全
无线通信
信息安全

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具体描述

Mobile Communication Systems and Security arms readers with a thorough understanding of all major cellular air-interface technologies and their security layer techniques. Rhee covers the technological development of wireless mobile communications in compliance with each iterative generation up to 3G systems and beyond, with an emphasis on wireless security aspects. By progressing in a systematic manner, presenting the theory and practice of wireless mobile technologies along with various security problems, readers will gain an intimate sense of how mobile systems operate and how to address complex security issues. Written by a top expert in information security Details each generation of cellular technology Gives a clear understanding of wireless security protocol analysis Offers complete coverage of various protocols and specifications in 3GPPs Forecasts new features and promising technologies Presents numerical examples in each chapter for easier understanding Provides source code that can be used for individual practice The book is ideal for advanced undergraduate and postgraduate students enrolled in courses such as Wireless Networking, Wireless Security, or Mobile Radio Communications. Practicing engineers in industry and research scientists can use the book as a reference to get reacquainted with mobile radio fundamentals or to gain deeper understanding of the security layer. Access the source code and lecture materials at the companion website: (www.wiley.com/go/rhee)

《蜂窝通信系统与安全》内容摘要：本书深入探讨了现代蜂窝通信系统的运作原理、关键技术以及随之而来的安全挑战。内容涵盖了从早期模拟系统到当前先进的4G/LTE和5G技术，并对未来6G的发展趋势进行了展望。书中详细阐述了蜂窝网络的架构、信道模型、多址技术、核心网功能，以及无线资源管理等核心概念。同时，本书高度重视通信安全问题，系统地分析了蜂窝通信中存在的各种安全威胁，包括但不限于身份认证、数据隐私、网络欺骗、拒绝服务攻击等。作者不仅深入剖析了这些威胁的根源和潜在影响，还详细介绍了当前和新兴的安全防护技术，如加密算法、身份验证协议、入侵检测系统、安全策略以及隐私保护机制。本书旨在为读者提供一个全面、深入的蜂窝通信系统知识体系，并帮助理解和应对日益复杂的安全挑战，为下一代通信系统的设计、部署和维护奠定坚实的基础。详细内容：第一部分：蜂窝通信系统的基石第一章：蜂窝通信的起源与演进从第一代（1G）模拟通信系统（如AMPS）的诞生讲起，回顾其简单语音通信的特点和局限性。详细介绍第二代（2G）数字通信系统（如GSM）的重大突破，包括数字信号处理、SMS短消息服务、以及初步的数据通信能力。重点分析GSM的信道编码、交织、频率规划和切换机制。阐述第三代（3G）移动通信（如UMTS、CDMA2000）在数据速率和多媒体能力上的飞跃，探讨其关键技术如WCDMA、CDMA2000的优势和劣势，以及它们如何支持互联网接入和多媒体应用。深入分析第四代（4G）/长期演进（LTE）技术，强调其全IP网络架构、OFDM/OFDMA技术、MIMO技术以及其对高带宽、低延迟应用的支撑。详细介绍LTE的下行链路（SC-FDMA）和上行链路（OFDM）的原理，以及关键的信道控制和调度机制。展望第五代（5G）移动通信，介绍其三大应用场景（eMBB、mMTC、uRLLC），关键技术如大规模MIMO（mMIMO）、网络切片、边缘计算（MEC）、以及新的频谱使用方式（毫米波）。第二章：蜂窝网络架构与组成无线接入网（RAN）：基站（BTS/NodeB/eNodeB/gNB）的组成和功能，包括射频单元（RRU）和基带单元（BBU）。天线系统：各种天线类型（全向、扇形、阵列天线）及其在信号覆盖和方向性上的作用。核心网（Core Network）的详细介绍：移动交换中心（MSC）/分组交换节点（SGSN/MME）：负责呼叫管理、用户位置更新、会话管理等。网关移动接入点（GGSN/SGW/PGW）：负责用户数据包的路由和转发，连接外部IP网络。归属位置寄存器（HLR/HSS）：存储用户身份信息、服务等级、漫游信息等。其他关键网元：如VLR、AUC、EIR等。网络互联与漫游：讲解不同运营商网络之间以及国际漫游的机制。第三章：无线信道与传播模型信道特性：衰落（Fading）：详细分析平坦衰落（Flat Fading）和频率选择性衰落（Frequency Selective Fading），以及它们对信号质量的影响。多径传播（Multipath Propagation）：解释多径效应如何导致信号的延迟扩展和相干带宽。多普勒效应（Doppler Effect）：分析移动速度如何引起信号频率的变化，影响通信的瞬时带宽。阴影衰落（Shadowing）：讨论宏观障碍物（如建筑物、地形）对信号强度造成的长距离影响。传播模型：自由空间传播模型（Free Space Path Loss）。陆地传播模型（如Okumura-Hata模型、COST-231 Hata模型）：用于预测城市、郊区和农村环境下的路径损耗。室内传播模型。信道估计与均衡：介绍如何通过训练序列和信号处理技术来估计和补偿信道的影响。第四章：多址技术与无线资源管理时分多址（TDMA）：解释如何将时间划分为多个时隙，允许多个用户在同一频率上共享通信。频分多址（FDMA）：描述如何将可用频谱划分为多个独立的信道，分配给不同的用户。码分多址（CDMA）：深入分析CDMA的基本原理，通过不同扩频码区分用户，实现软切换和更高的频谱利用率。正交频分复用（OFDM）/正交频分多址（OFDMA）：重点讲解OFDM如何将高速数据流分割成多个低速数据流，在多个子载波上并行传输，有效抵抗多径效应。OFDMA则是在OFDM基础上引入的多址技术。无线资源管理（RRM）：信道分配与调度：如何根据用户需求、信道质量和网络负载动态分配资源。功率控制：调节发射功率以最小化干扰，延长电池寿命，并提高系统容量。切换（Handover）：当用户从一个基站移动到另一个基站时，如何平滑地进行连接转移。负载均衡：将用户和业务从拥挤的区域转移到负载较轻的区域。第二部分：蜂窝通信系统安全第五章：蜂窝通信系统中的安全威胁身份认证与授权风险：伪造身份（Spoofing）：攻击者冒充合法用户接入网络。身份盗窃：非法获取用户的身份信息（如IMSI、IMEI）。拒绝服务攻击（DoS/DDoS）：通过大量无效请求或恶意流量瘫痪基站或核心网。数据隐私与保密性威胁：窃听（Eavesdropping）：拦截和监听用户通信内容。流量分析（Traffic Analysis）：通过分析通信模式（如通信时间、目标地址）推断用户信息。中间人攻击（Man-in-the-Middle Attack）：攻击者拦截和篡改通信双方之间的信息。网络完整性与可用性威胁：数据篡改（Data Tampering）：非法修改通信数据。网络欺骗（Network Impersonation）：攻击者冒充网络节点（如基站）。恶意软件与病毒：通过通信渠道传播，破坏设备或网络功能。位置隐私泄露：用户位置信息可能被追踪和滥用。信令协议漏洞：存在于信令交换过程中的安全弱点。第六章：身份认证与密钥管理用户身份识别：永久身份标识（IMSI - International Mobile Subscriber Identity）：用户在SIM卡中的永久标识。临时身份标识（TMSI - Temporary Mobile Subscriber Identity）：为了保护IMSI的隐私，在通信过程中动态分配的临时标识。设备身份（IMEI - International Mobile Equipment Identity）：手机设备的唯一标识。身份认证流程： SIM卡与AuC（Authentication Center）的交互：挑战-响应（Challenge-Response）机制，如GSM中的A3/A8算法。 SGSN/MME与HLR/HSS的交互。密钥生成与分发：会话密钥（Session Key）的生成。密钥分发中心（KDC）的作用（在某些网络架构中）。密钥的生命周期管理。第七章：数据加密与隐私保护链路层加密： GSM中的A5算法（A5/1, A5/2, A5/3）：早期加密算法及其脆弱性。 UMTS和LTE中的加密算法（如SNOW 3G, AES-CCM）：更加强大和安全的加密机制。端到端加密：应用程序层（如SSL/TLS）提供的加密，保护通信内容免受中间节点窥探。隐私保护技术：匿名化技术（Anonymization）：去除或模糊化可识别的用户信息。差分隐私（Differential Privacy）：在数据集中加入噪声，使得单个记录的加入或移除对整体结果影响微乎其微。位置隐私保护：通过聚合、混淆或延迟位置信息来提高隐私性。加密算法的选型与评估：讨论对称加密（AES）、非对称加密（RSA）、哈希函数（SHA-256）等在蜂窝通信安全中的应用。第八章：网络安全防御机制防火墙与入侵检测/防御系统（IDS/IPS）：在核心网和接入网中部署防火墙，限制非法访问。 IDS/IPS用于监测网络流量，识别和阻止恶意活动。安全审计与日志分析：记录网络活动，用于事后分析和威胁追溯。漏洞管理与补丁更新：定期扫描系统漏洞，及时应用安全补丁。安全策略与访问控制：制定严格的安全策略，并实施基于角色的访问控制（RBAC）。基站安全：防止基站被物理攻击或逻辑入侵。终端设备安全：提高手机操作系统和应用程序的安全性。信令安全增强：如SECU（Security in Signaling Control Plane）等机制。第九章：新兴安全挑战与未来展望 5G安全：网络切片安全：如何隔离和保护不同切片的安全。虚拟化与软件定义网络（SDN/NFV）的安全挑战。边缘计算（MEC）的安全问题。大规模设备连接（mMTC）带来的管理和安全负担。超低延迟（uRLLC）通信的安全保障。物联网（IoT）安全：蜂窝物联网（NB-IoT, LTE-M）的特殊安全需求。人工智能（AI）在安全中的应用： AI驱动的威胁检测和响应。 AI在加密和密钥管理中的作用。量子计算对现有加密体系的威胁：量子安全（Post-Quantum Cryptography）的研究方向。法规与合规性：数据保护法规（如GDPR）对蜂窝通信安全的影响。用户安全意识的培养：提高用户识别和应对网络威胁的能力。本书力求以清晰的逻辑、严谨的论述和丰富的实例，带领读者全面理解蜂窝通信系统，并深刻认识其面临的安全挑战，为构建更安全、更可靠的下一代移动通信网络提供有力的知识支撑。