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基于串空间模型理论及认证测试方法形式化分析了第3代伙伴计划（3GPP）认证密钥交换协议，指出了该协议应用于不安全的信道时存在保密性和认证正确性的缺陷，同时给出了对该协议的2个攻击方法．由此提出了一种改进的3GPP认证密钥交换协议以克服原协议存在的缺陷，应用串空间模型理论及认证测试方法形式化证明了该改进协议在不安全的信道上可确保消息的保密性，移动用户和服务网络间的双向认证，以及消息加密密钥和完整性密钥的新鲜性．