基于free5gc+UERANSIM的5G注冊管理流程及安全服務分析 - 網安 - 專業的網絡安全產業、社區、知識平臺

一、前言

隨著5G的快速建設，5G的安全問題受到越來越多的關注。本文首先借助free5gc和UERANSIM這兩個5G開源項目分析了《3GPP TS 23.502》標準中定義的用戶注冊管理流程，并對《3GPP TS 33.501》5G系統安全結構和流程標準中定義的安全服務進行了流量、代碼分析，以幫助安全研究人員增進對5G核心網安全，從而進行安全分析與測試。

本系列分為上下兩個部分，上半部分主要介紹《3GPP TS 23.502》中定義的5G用戶注冊管理的概念，并結合模擬環境對用戶注冊管理進行分析。下半部分則基于模擬環境對《3GPP TS 33.501》中定義的相關安全服務進行詳細分析。

本篇為該系列上半部分。

二、用戶注冊管理介紹

用戶注冊管理是用于 UE / 用戶和網絡之間進行注冊和注銷，在網絡建立上下文的過程，一個 UE / 用戶想要獲取網絡提供的業務必須先向網絡進行注冊。

注冊類型包含以下四種：

初次注冊（initial registration）

位置變更引起的網絡重新注冊（Mobility Registration Update）

周期性注冊（Periodic Registration Update）

緊急業務引發的注冊（Emergency Registration）

注冊管理涉及到的應用場景如下：

UE初次注冊網絡

UE周期性注冊網絡

UE位置變更引起的網絡重新注冊

緊急業務引發的網絡注冊

三、模擬環境介紹

本節簡單介紹了UERANSIM+free5gc環境，用戶可以通過使用arp、ifconfig、docker inspect及網橋brctl 相關命令，來收集容器IP及Mac地址相關信息，繪制的組網示意圖如下：

如上圖所示：環境基于ubuntu 20.04 VMware虛機部署，5gc網元分別部署在虛機的docker容器中。5gc各模擬網元與模擬RAN 通過虛擬網橋進行數據交換。物理機上的VMware 虛擬網卡作為DN(互聯網節點)通過虛擬網橋與容器中的UPF對接。詳細的搭建方法可以參考沉烽網絡安全實驗室的文章《free5gc+UERANSIM模擬5G網絡環境搭建及基本使用》。

四、5G注冊管理流程分析

參考3GPP TS 23.502 V16.7.0，其協議的流程如下圖所示。

下文將基于UERANSIM+free5gc 模擬環境的報文、項目代碼、協議標準三位一體的對該注冊管理流程進行分析。

4.1 UE發送注冊請求

UE發送注冊請求(Registration Request)給RAN側，請求消息中包含了用戶的標識(SUPI或SUCI或GUTI)，還包含了本次注冊的注冊類型，UE的能力等。

協議流程的位置：

對應流程圖中step1

4.2 AMF選擇

RAN側收到注冊請求后開始做AMF的選擇(AMF Selection)，RAN將根據GUTI或者RAT+NSSAI選擇一個AMF，如果選擇不到，就選擇默認的AMF。

協議流程的位置：

對應流程圖中step2

4.3 RAN側向New AMF發送注冊請求

RAN向New AMF發送注冊請求Registration Request(這里是根據GUTI來選擇AMF的)。

協議流程的位置：

對應流程圖中step3

報文捕獲：

4.4 New AMF會向Old AMF獲取UE的上下文信息

由于核心網是不認識GUTI的，所以New AMF會向Old AMF獲取UE的上下文信息(SUPI號碼)。

協議流程的位置：

對應流程圖中step4，step5

代碼實現：

定位到free5gc amf項目/amf/ngap/handler.go中的HandleInitialUEMessage函數。

func HandleInitialUEMessage(ran *context.AmfRan, message *ngapType.NGAPPDU) {amfSelf := context.AMF_Self()
var rANUENGAPID *ngapType.RANUENGAPIDvar nASPDU *ngapType.NASPDUvar userLocationInformation *ngapType.UserLocationInformationvar rRCEstablishmentCause *ngapType.RRCEstablishmentCausevar fiveGSTMSI *ngapType.FiveGSTMSI// var aMFSetID *ngapType.AMFSetIDvar uEContextRequest *ngapType.UEContextRequest// var allowedNSSAI *ngapType.AllowedNSSAI
var iesCriticalityDiagnostics ngapType.CriticalityDiagnosticsIEList

請求IE包括：

id-RAN- UE-NGAP-ID

id-NAS-PDU

id-UserLocationInformation

id-RRCEStablishmentCause

id-UEContextRequest

接著由于UERANSIM+free5gc模擬環境屬于未部署UDSF場景，New AMF會向Old AMF獲取UE的上下文信息，代碼實現如下：

if ranUe == nil {var err errorranUe, err = ran.NewRanUe(rANUENGAPID.Value)if err != nil {ran.Log.Errorf("NewRanUe Error: %+v", err)}ran.Log.Debugf("New RanUe [RanUeNgapID: %d]", ranUe.RanUeNgapId)
if fiveGSTMSI != nil {ranUe.Log.Debug("Receive 5G-S-TMSI")
servedGuami := amfSelf.ServedGuamiList[0]
// <5G-S-TMSI> := <AMF Set ID><AMF Pointer><5G-TMSI>// GUAMI := <MCC><MNC><AMF Region ID><AMF Set ID><AMF Pointer>// 5G-GUTI := <GUAMI><5G-TMSI>tmpReginID, _, _ := ngapConvert.AmfIdToNgap(servedGuami.AmfId)amfID := ngapConvert.AmfIdToModels(tmpReginID, fiveGSTMSI.AMFSetID.Value, fiveGSTMSI.AMFPointer.Value)
tmsi := hex.EncodeToString(fiveGSTMSI.FiveGTMSI.Value)
guti := servedGuami.PlmnId.Mcc + servedGuami.PlmnId.Mnc + amfID + tmsi
// 如果自上次注冊請求過程以來服務AMF已更改，則調用Namf_Communication_UEContextTransfer// Described in TS 23.502 4.2.2.2.2 step 4 (without UDSF deployment)if amfUe, ok := amfSelf.AmfUeFindByGuti(guti); !ok {ranUe.Log.Warnf("Unknown UE [GUTI: %s]", guti)} else {ranUe.Log.Tracef("find AmfUe [GUTI: %s]", guti)
if amfUe.CmConnect(ran.AnType) {ranUe.Log.Debug("Implicit Deregistration")ranUe.Log.Tracef("RanUeNgapID[%d]", amfUe.RanUe[ran.AnType].RanUeNgapId)amfUe.DetachRanUe(ran.AnType)}// TODO: stop Implicit Deregistration timerranUe.Log.Debugf("AmfUe Attach RanUe [RanUeNgapID: %d]", ranUe.RanUeNgapId)amfUe.AttachRanUe(ranUe)}}}

4.5 AMF向UE來獲取身份信息

如果UE的上下文信息獲取失敗的話，NEW AMF只能向UE來獲取身份信息。NEW AMF向UE發送Identity Request。UE向NEW AMF返回Identity Response，發送SUPI或SUCI給NEW AMF。

協議流程的位置：

對應流程圖中step6，step7

報文捕獲：

代碼實現：

定位到free5gc amf項目/amf/ngap/handler.go中的AuthenticationProcedure函數

func AuthenticationProcedure(ue *context.AmfUe, accessType models.AccessType) (bool, error) {ue.GmmLog.Info("Authentication procedure")
// 判斷ue有沒有SUCI或SUPIif IdentityVerification(ue) {ue.GmmLog.Debugln("UE has SUCI / SUPI")if ue.SecurityContextIsValid() {ue.GmmLog.Debugln("UE has a valid security context - skip the authentication procedure")return true, nil}} else {// 如果沒有，amf向ue發送identity request消息，獲取SUCIgmm_message.SendIdentityRequest(ue.RanUe[accessType], nasMessage.MobileIdentity5GSTypeSuci)return false, nil}

4.6 AUSF Selection

NEW AMF基于獲取的SUPI或SUCI信息來選擇一個AUSF，為用戶執行接入認證。

協議流程的位置：

對應流程圖中step8

報文捕獲：

代碼實現：

定位到free5gc amf項目/amf/ngap/handler.go中AuthenticationProcedure函數

// 基于SUCI來選擇AUSF網元param := Nnrf_NFDiscovery.SearchNFInstancesParamOpts{}resp, err := consumer.SendSearchNFInstances(amfSelf.NrfUri, models.NfType_AUSF, models.NfType_AMF, &param)if err != nil {ue.GmmLog.Error("AMF can not select an AUSF by NRF")return false, err}

4.7 執行鑒權

開始執行鑒權流程(Authentication Security)，AUSF向UDM發起鑒權，獲取鑒權向量，完成鑒權流程。詳細的5G-AKA鑒權流程分析見文章《基于UERANSIM+free5gc 5G模擬環境的5G_AKA協議解析》。

協議流程的位置：

對應流程圖中step9

報文捕獲：

4.8 New AMF通知Old AMF，UE在New AMF注冊完成

New AMF通知Old AMF，UE在New AMF注冊完成。

協議流程的位置：

對應流程圖中step10

代碼實現：

定位到free5gc amf項目/amf/gmm/handler.go中的HandleInitialRegistration函數

if ue.ServingAmfChanged {//如果AMF發生了變化，New AMF會通知Old AMF，UE在New AMF注冊已完成。req := models.UeRegStatusUpdateReqData{TransferStatus: models.UeContextTransferStatus_TRANSFERRED,}
regStatusTransferComplete, problemDetails, err := consumer.RegistrationStatusUpdate(ue, req)if problemDetails != nil {ue.GmmLog.Errorf("Registration Status Update Failed Problem[%+v]", problemDetails)} else if err != nil {ue.GmmLog.Errorf("Registration Status Update Error[%+v]", err)} else {if regStatusTransferComplete {ue.GmmLog.Infof("Registration Status Transfer complete")}}}

4.9 UDM Selection

鑒權流程結束后，AMF觸發UDM選擇。其中NRF向AMF返回報文

協議流程的位置：

對應流程圖中step13

報文捕獲：

代碼實現：

定位到free5gc amf項目/amf/gmm/handler.go中的HandleInitialRegistration函數

if ue.ServingAmfChanged || ue.State[models.AccessType_NON_3_GPP_ACCESS].Is(context.Registered) ||!ue.ContextValid {if err := communicateWithUDM(ue, anType); err != nil {return err}}

繼續定位到free5gc amf項目/amf/gmm/handler.go中的communicateWithUDM函數

func communicateWithUDM(ue *context.AmfUe, accessType models.AccessType) error {ue.GmmLog.Debugln("communicateWithUDM")amfSelf := context.AMF_Self()
// UDM selection described in TS 23.501 6.3.8// TODO: consider udm group id, Routing ID part of SUCI, GPSI or External Group ID (e.g., by the NEF)param := Nnrf_NFDiscovery.SearchNFInstancesParamOpts{Supi: optional.NewString(ue.Supi),}//基于SUPI來選擇UDMresp, err := consumer.SendSearchNFInstances(amfSelf.NrfUri, models.NfType_UDM, models.NfType_AMF, &param)if err != nil {return fmt.Errorf("AMF can not select an UDM by NRF")}
var uecmUri, sdmUri stringfor _, nfProfile := range resp.NfInstances {ue.UdmId = nfProfile.NfInstanceIduecmUri = util.SearchNFServiceUri(nfProfile, models.ServiceName_NUDM_UECM, models.NfServiceStatus_REGISTERED)sdmUri = util.SearchNFServiceUri(nfProfile, models.ServiceName_NUDM_SDM, models.NfServiceStatus_REGISTERED)if uecmUri != "" && sdmUri != "" {break}}ue.NudmUECMUri = uecmUriue.NudmSDMUri = sdmUriif ue.NudmUECMUri == "" || ue.NudmSDMUri == "" {return fmt.Errorf("AMF can not select an UDM by NRF")}

4.10 注冊 Nudm_UECM_registration

AMF向UDM發起注冊請求

協議流程的位置：

對應流程圖中step14a

報文捕獲：

UDM返回201Created，注冊成功。

代碼實現：

定位到free5gc amf項目/amf/gmm/handler.go中的communicateWithUDM函數

problemDetails, err := consumer.UeCmRegistration(ue, accessType, true)if problemDetails != nil {ue.GmmLog.Errorf("UECM_Registration Failed Problem[%+v]", problemDetails)} else if err != nil {ue.GmmLog.Errorf("UECM_Registration Error[%+v]", err)}

接著查看free5gc amf項目/amf/consumer/ue_context_management.go中UeCmRegistration函數

func UeCmRegistration(ue *amf_context.AmfUe, accessType models.AccessType, initialRegistrationInd bool) (    *models.ProblemDetails, error) {    configuration := Nudm_UEContextManagement.NewConfiguration()    configuration.SetBasePath(ue.NudmUECMUri)    client := Nudm_UEContextManagement.NewAPIClient(configuration)
    amfSelf := amf_context.AMF_Self()
    switch accessType {    case models.AccessType__3_GPP_ACCESS:        registrationData := models.Amf3GppAccessRegistration{            AmfInstanceId:          amfSelf.NfId,            InitialRegistrationInd: initialRegistrationInd,            Guami:                  &amfSelf.ServedGuamiList[0],            RatType:                ue.RatType,            // TODO: not support Homogenous Support of IMS Voice over PS Sessions this stage            ImsVoPs: models.ImsVoPs_HOMOGENEOUS_NON_SUPPORT,        }
        _, httpResp, localErr := client.AMFRegistrationFor3GPPAccessApi.Registration(context.Background(),            ue.Supi, registrationData)        if localErr == nil {            //返回注冊成功            ue.UeCmRegistered = true            return nil, nil        } else if httpResp != nil {            if httpResp.Status != localErr.Error() {                return nil, localErr            }            problem := localErr.(openapi.GenericOpenAPIError).Model().(models.ProblemDetails)            return &problem, nil        } else {            return nil, openapi.ReportError("server no response")        }    case models.AccessType_NON_3_GPP_ACCESS:        //下面是針對非3gpp場景        registrationData := models.AmfNon3GppAccessRegistration{            AmfInstanceId: amfSelf.NfId,            Guami:         &amfSelf.ServedGuamiList[0],            RatType:       ue.RatType,        }
        _, httpResp, localErr :=            client.AMFRegistrationForNon3GPPAccessApi.Register(context.Background(), ue.Supi, registrationData)        if localErr == nil {            ue.UeCmRegistered = true            return nil, nil        } else if httpResp != nil {            if httpResp.Status != localErr.Error() {                return nil, localErr            }            problem := localErr.(openapi.GenericOpenAPIError).Model().(models.ProblemDetails)            return &problem, nil        } else {            return nil, openapi.ReportError("server no response")        }    }
    return nil, nil}

4.11 獲取 Nudm_SDM_Get

AMF向UDM獲取am-data數據、smf-select-data數據和ue-context-in-smf-data數據。

協議流程的位置：

對應流程圖中step14b

報文捕獲：

獲取am-data數據

返回200 OK

獲取smf-select-data數據

返回200 ok

獲取ue-context-in-smf-data數據

返回200 ok

代碼實現：

定位到free5gc amf項目/amf/gmm/handler.go中的communicateWithUDM函數

problemDetails, err = consumer.SDMGetAmData(ue)    if problemDetails != nil {        ue.GmmLog.Errorf("SDM_Get AmData Failed Problem[%+v]", problemDetails)    } else if err != nil {        return fmt.Errorf("SDM_Get AmData Error[%+v]", err)    }
    problemDetails, err = consumer.SDMGetSmfSelectData(ue)    if problemDetails != nil {        ue.GmmLog.Errorf("SDM_Get SmfSelectData Failed Problem[%+v]", problemDetails)    } else if err != nil {        return fmt.Errorf("SDM_Get SmfSelectData Error[%+v]", err)    }
    problemDetails, err = consumer.SDMGetUeContextInSmfData(ue)    if problemDetails != nil {        ue.GmmLog.Errorf("SDM_Get UeContextInSmfData Failed Problem[%+v]", problemDetails)    } else if err != nil {        return fmt.Errorf("SDM_Get UeContextInSmfData Error[%+v]", err)    }

4.12 訂閱 Nudm_SDM_Subscribe

AMF向UDM發送訂閱請求，UDM需要保存注冊的AMF信息。

協議流程的位置：

對應流程圖中step14c

報文捕獲：

返回201 Created，訂閱成功。

代碼實現：

定位到free5gc amf項目/amf/gmm/handler.go中的communicateWithUDM函數

problemDetails, err = consumer.SDMSubscribe(ue)    if problemDetails != nil {        ue.GmmLog.Errorf("SDM Subscribe Failed Problem[%+v]", problemDetails)    } else if err != nil {        ue.GmmLog.Errorf("SDM Subscribe Error[%+v]", err)        return fmt.Errorf("SDM Subscribe Error[%+v]", err)    }

接著查看free5gc amf項目/amf/consumer/subscriber_data_management.go中的SDMSubscribe函數

func SDMSubscribe(ue *amf_context.AmfUe) (problemDetails *models.ProblemDetails, err error) {    configuration := Nudm_SubscriberDataManagement.NewConfiguration()    configuration.SetBasePath(ue.NudmSDMUri)    client := Nudm_SubscriberDataManagement.NewAPIClient(configuration)
    amfSelf := amf_context.AMF_Self()    sdmSubscription := models.SdmSubscription{        NfInstanceId: amfSelf.NfId,        PlmnId:       &ue.PlmnId,    }
    resSubscription, httpResp, localErr := client.SubscriptionCreationApi.Subscribe(        context.Background(), ue.Supi, sdmSubscription)    if localErr == nil {        //UDM向AMF返回訂閱信息        ue.SdmSubscriptionId = resSubscription.SubscriptionId        return    } else if httpResp != nil {        if httpResp.Status != localErr.Error() {            err = localErr            return        }        problem := localErr.(openapi.GenericOpenAPIError).Model().(models.ProblemDetails)        problemDetails = &problem    } else {        err = openapi.ReportError("server no response")    }    return}

最后UDM向Old AMF發送注銷消息，Old AMF刪除MM上下文，對應step14d，step14e

4.13 PCF Selection

AMF觸發PCF選擇(PCF selection)

協議流程的位置：

對應流程圖中step15

報文捕獲：

代碼實現：

定位到free5gc amf項目/amf/gmm/handler.go中的HandleInitialRegistration函數

param := Nnrf_NFDiscovery.SearchNFInstancesParamOpts{        Supi: optional.NewString(ue.Supi),    }    for {        resp, err := consumer.SendSearchNFInstances(amfSelf.NrfUri, models.NfType_PCF, models.NfType_AMF, &param)         if err != nil {            ue.GmmLog.Error("AMF can not select an PCF by NRF")        } else {            // select the first PCF, TODO: select base on other info            var pcfUri string            for _, nfProfile := range resp.NfInstances {                pcfUri = util.SearchNFServiceUri(nfProfile, models.ServiceName_NPCF_AM_POLICY_CONTROL,                    models.NfServiceStatus_REGISTERED)                if pcfUri != "" {                    ue.PcfId = nfProfile.NfInstanceId                    break                }            }            if ue.PcfUri = pcfUri; ue.PcfUri == "" {                ue.GmmLog.Error("AMF can not select an PCF by NRF")            } else {                break            }        }        time.Sleep(500 * time.Millisecond) // 如果NF接口獲取失敗這里增加一段延時

4.14 獲取接入和移動策略控制信息AMPolicyControlCreate

AMF 執行AM Policy Association Establishment/Modification，獲取接入和移動策略控制信息

協議流程的位置：

對應流程圖中step16

報文捕獲：

返回201 Created

代碼實現：

定位到free5gc amf項目/amf/consumer/am_policy.go中的AMPolicyControlCreate函數

func AMPolicyControlCreate(ue *amf_context.AmfUe, anType models.AccessType) (*models.ProblemDetails, error) {    configuration := Npcf_AMPolicy.NewConfiguration()    configuration.SetBasePath(ue.PcfUri)    client := Npcf_AMPolicy.NewAPIClient(configuration)
    amfSelf := amf_context.AMF_Self()
    policyAssociationRequest := models.PolicyAssociationRequest{        NotificationUri: amfSelf.GetIPv4Uri() + "/namf-callback/v1/am-policy/",        Supi:            ue.Supi,        Pei:             ue.Pei,        Gpsi:            ue.Gpsi,        AccessType:      anType,        ServingPlmn: &models.NetworkId{            Mcc: ue.PlmnId.Mcc,            Mnc: ue.PlmnId.Mnc,        },        Guami: &amfSelf.ServedGuamiList[0],    }
    if ue.AccessAndMobilitySubscriptionData != nil {        policyAssociationRequest.Rfsp = ue.AccessAndMobilitySubscriptionData.RfspIndex    }
    res, httpResp, localErr := client.DefaultApi.PoliciesPost(context.Background(), policyAssociationRequest)    if localErr == nil {        locationHeader := httpResp.Header.Get("Location")        logger.ConsumerLog.Debugf("location header: %+v", locationHeader)        ue.AmPolicyUri = locationHeader
        re := regexp.MustCompile("/policies/.*")        match := re.FindStringSubmatch(locationHeader)
        ue.PolicyAssociationId = match[0][10:]        ue.AmPolicyAssociation = &res
        if res.Triggers != nil {            for _, trigger := range res.Triggers {                if trigger == models.RequestTrigger_LOC_CH {                    ue.RequestTriggerLocationChange = true                }                //if trigger == models.RequestTrigger_PRA_CH {                // TODO: Presence Reporting Area handling (TS 23.503 6.1.2.5, TS 23.501 5.6.11)                //}            }        }
        logger.ConsumerLog.Debugf("UE AM Policy Association ID: %s", ue.PolicyAssociationId)        logger.ConsumerLog.Debugf("AmPolicyAssociation: %+v", ue.AmPolicyAssociation)    } else if httpResp != nil {        if httpResp.Status != localErr.Error() {            return nil, localErr        }        problem := localErr.(openapi.GenericOpenAPIError).Model().(models.ProblemDetails)        return &problem, nil    } else {        return nil, openapi.ReportError("server no response")    }    return nil, nil}

4.15 更新SM上下文消息

AMF向SMF發送通知消息，更新SM上下文消息。

協議流程的位置：

對應流程圖中step17

說明：

當注冊類型為移動性注冊更新，該步驟才應用，故不涉及。

4.17 N2 AMF Mobility Request

對于非3gpp接入的場景，AMF向N3IWF發送通知消息，告知AMF發生了變化，N3IWF向AMF返回了響應。

協議流程的位置：

對應流程圖中step18，step19

說明：

不支持

// TODO (step 18 optional):// If the AMF has changed and the old AMF has indicated an existing NGAP UE association towards a N3IWF, the new AMF// creates an NGAP UE association towards the N3IWF to which the UE is connectedsend N2 AMF mobility request to N3IWF// if anType == models.AccessType_NON_3_GPP_ACCESS && ue.ServingAmfChanged {//     TODO: send N2 AMF Mobility Request

4.18 Registration accept

AMF給UE發送Registration Accept消息

協議流程的位置：

對應流程圖中step21

報文捕獲：

4.19 Registration Compelte

UE給AMF發送Registration Complete消息，通知AMF注冊完成。

協議流程的位置：

對應流程圖中step22

報文捕獲：

代碼實現：

AMF處理HandleUplinkNasTransport，定位到free5gc amf項目/amf/ngap/handler.go中的HandleUplinkNasTransport函數

func HandleUplinkNasTransport(ran *context.AmfRan, message *ngapType.NGAPPDU) {    var aMFUENGAPID *ngapType.AMFUENGAPID    var rANUENGAPID *ngapType.RANUENGAPID    var nASPDU *ngapType.NASPDU    var userLocationInformation *ngapType.UserLocationInformation
    if ran == nil {        logger.NgapLog.Error("ran is nil")        return    }    if message == nil {        ran.Log.Error("NGAP Message is nil")        return    }
    initiatingMessage := message.InitiatingMessage    if initiatingMessage == nil {        ran.Log.Error("Initiating Message is nil")        return    }
    uplinkNasTransport := initiatingMessage.Value.UplinkNASTransport    if uplinkNasTransport == nil {        ran.Log.Error("UplinkNasTransport is nil")        return    }    ran.Log.Info("Handle Uplink Nas Transport")
    for i := 0; i < len(uplinkNasTransport.ProtocolIEs.List); i++ {        ie := uplinkNasTransport.ProtocolIEs.List[i]        switch ie.Id.Value {        case ngapType.ProtocolIEIDAMFUENGAPID:            aMFUENGAPID = ie.Value.AMFUENGAPID            ran.Log.Trace("Decode IE AmfUeNgapID")            if aMFUENGAPID == nil {                ran.Log.Error("AmfUeNgapID is nil")                return            }        case ngapType.ProtocolIEIDRANUENGAPID:            rANUENGAPID = ie.Value.RANUENGAPID            ran.Log.Trace("Decode IE RanUeNgapID")            if rANUENGAPID == nil {                ran.Log.Error("RanUeNgapID is nil")                return            }        case ngapType.ProtocolIEIDNASPDU:            nASPDU = ie.Value.NASPDU            ran.Log.Trace("Decode IE NasPdu")            if nASPDU == nil {                ran.Log.Error("nASPDU is nil")                return            }        case ngapType.ProtocolIEIDUserLocationInformation:            userLocationInformation = ie.Value.UserLocationInformation            ran.Log.Trace("Decode IE UserLocationInformation")            if userLocationInformation == nil {                ran.Log.Error("UserLocationInformation is nil")                return            }        }    }
    ranUe := ran.RanUeFindByRanUeNgapID(rANUENGAPID.Value)    if ranUe == nil {        ran.Log.Errorf("No UE Context[RanUeNgapID: %d]", rANUENGAPID.Value)        return    }    amfUe := ranUe.AmfUe    if amfUe == nil {        err := ranUe.Remove()        if err != nil {            ran.Log.Errorf(err.Error())        }        ran.Log.Errorf("No UE Context of RanUe with RANUENGAPID[%d] AMFUENGAPID[%d] ",            rANUENGAPID.Value, aMFUENGAPID.Value)        return    }
    ranUe.Log.Infof("Uplink NAS Transport (RAN UE NGAP ID: %d)", ranUe.RanUeNgapId)
    if userLocationInformation != nil {        ranUe.UpdateLocation(userLocationInformation)    }
    nas.HandleNAS(ranUe, ngapType.ProcedureCodeUplinkNASTransport, nASPDU.Value)}

最后定位到free5gc amf項目/amf/gmm/handler.go中的HandleRegistrationComplete函數

func HandleRegistrationComplete(ue *context.AmfUe, accessType models.AccessType,    registrationComplete *nasMessage.RegistrationComplete) error {    //返回注冊完成    ue.GmmLog.Info("Handle Registration Complete")
    if ue.T3550 != nil {        ue.T3550.Stop()        ue.T3550 = nil // clear the timer    }

五、總結

本文借助free5gc+UERANSIM模擬5G網絡環境，通過抓包和源碼分析的方式介紹了用戶注冊管理流程的相關步驟。希望能幫助到對5G知識感興趣的讀者，不足之處請多多指正。

參考資料

沉烽網絡安全實驗室：《free5gc+UERANSIM模擬5G網絡環境搭建及基本使用》

https://www.freebuf.com/articles/wireless/268397.html

沉烽網絡安全實驗室：《基于UERANSIM+free5gc 5G模擬環境的5G_AKA協議解析》

https://www.freebuf.com/articles/wireless/273792.html

張忠琳：【5G核心網】free5GC 注冊請求流程源碼分析

https://www.it610.com/article/1292406752595222528.htm

3GPP TS 23 502

3GPP TS 33.501

free5gc https://github.com/free5gc/free5gc

UERANSIM https://github.com/aligungr/UERANSIM