由于调制也是在物理层上完成的，基于这种考虑，其他安全措施也可以安置于物理层上。因为数据对应一个特定的接收者，不可能被其他接收者解码，所以扩频也可以作为一种安全措施。这意味着如果某个接收者不知道扩频码，即使拥有对数据的物理接入，也无法解码该数据包。
2.3 安全层。
wimax安全规范的核心基于mac层协议栈的安全子层，大部分的算法和安全机制都以mac控制信息的形式存在于此。所以，wimax可以自由地选取工作在7层模型中更高层（如网络层、传输层、会话层等）上的安全机制，这些机制包括ip安全（ipsec）协议、传输层安全（tls）协议和无线传输层安全（wtls）协议。该子层提供接入控制，通过电子签名认证用户和设备，并且应用密钥变换进行加密以保证数据传输的机密性。
当两个设备建立连接，协议发挥了确保机密性和认证接入设备的作用。bs和cpe（用户端设备）之间的协调通信通过mac层的安全子层实现。
.16d的安全关键技术。
3.1 包数据加密。
包数据加密有3种方式：3-des ede（encrypt-decrypt-encrypt）、aes ecb（electronic codebook）、rsa 1 024 bit，密钥在认证过程中分发，且动态更新。
3.2 密钥管理协议。
pkm使用x.509数字证书、rsa公钥算法以及强壮的加密算法来实现bs和ss之间的密钥交换。
pkm协议使用了c/s模型，在这个模型中，ss作为pkm的“client”，向bs请求密钥资源，而bs作为pkm的“server”，对这些请求进行响应，确保了每个ss只收到向它授权的密钥资源。pkm协议使用pkm-req和pkm-rsp等mac管理消息完成这个过程。
pkm协议用公钥加密机制在bs和ss之间建立共享密钥（ak），确保后续tek（数据加密密钥）的安全交换。这种密钥分发的两层机制使得tek的更新不再需要公钥操作的计算代价。
3.3 安全联盟。
一个sa是bs和client ss（一个或多个）之间为了支持在ieee 802.16网络上的安全通信而共享的一个安全信息集合。定义了3种sa：
基本sa、静态sa、动态sa。每个可管理的ss在初始化过程中都会建立一个基本sa。静态sa由bs提供。
动态sa根据特定服务流的初始化和终止而建立和删除。静态sa和动态sa都能被多个ss共享。
一个sa的共享信息应该包括在该sa上使用的cryptographic suite，还可能包括tek和初始化向量。sa的具体内容取决于sa的cryptographic suite，sa由said惟一标识。
每个可管理的ss应该与bs之间建立一个惟一的基本sa，该sa的said应该等于该ss的basic cid。
一个sa的密钥资源（如des密钥和cbc初始化向量）都有一个有限的生命周期。当bs将sa密钥资源发给ss时，它同时也提供了该密钥资源的剩余生存时间。在ss当前持有的密钥资源失效时，ss就会向bs请求新的密钥资源。
如果在新的密钥收到之前，当前密钥失效，ss就会重新进行网络登录。pkm协议规定了如何使bs和ss之间保持密钥同步。
3.3.1 sa与连接之间的映射。
下列规则用于连接与sa之间的映射关系。
●所有的传输连接应该映射到一个已经存在的sa。
●多播传输连接可能映射到任意一个静态或动态sa。
●secondary management连接应该映射到基本sa。
●basic和primary managemnet连接不应该映射到任何sa。
在实际应用中，上述这些映射关系的实现是通过在dsa-xxx消息中包含sa的said和相应的cid来实现的。secondary management连接和基本sa之间的映射不必明确指出。
3.3.2 动态sa的建立和映射。
动态sa是bs为了响应特定的下行业务流的enabling和disabling而动态建立和终止的sa。ss通过dsx消息的交换获得特定的privacy-enabled业务流与它的动态分配的sa之间的映射。
通过向ss发送sa add message，bs能动态建立sa。一旦收到一个sa add message，ss就会为该消息中的每个sa开始一个tek状态机。
当建立一个服务流时，ss可能在dsa-req或dsc-req消息中传送一个已经存在的sa的said。bs检查此sa的ss是否得到授权，然后利用dsa-rsp或dsc-rsp消息相应地产生正确的响应。
在bs发起的动态服务流建立过程中，bs可能将一个新的服务流和一个已经存在的、ss支持的sa进行映射，这个sa的said在dsa-req或dsc-req中发送给ss。
3.3.3 cryptographic suite
cryptographic suite是sa中用于数据加密、数据认证以及tek交换的方法的集合，它应该是表1中的某一个。
4、wimax安全机制存在的问题及未来改进。
从前面802.16d版本安全机制可以看出，安全机制主要存在以下问题。
●单向认证。只能基站认证工作站，工作站不能认证基站，这样可能导致中间人攻击。
●认证机制缺乏扩展性。认证机制只是基于x.509证书，因此缺乏扩展性。
●缺乏抗重放保护。攻击者可以通过截获数据包进行重放来对系统发起攻击。
●在802.16d版本对数据的加密采用的是des-cbs算法，这种算法的密钥长度只有56 bit，容易遭受到穷举攻击。
802.16e为了解决802.16d中安全机制存在的一些问题，主要做了以下改进。
●新的pkm协议，pkmv1仅提供基于设备的单向认证，pkmv2提供mac层的用户鉴权和设备认证双重认证。用户认证采用类似wi-fi的体系结构，增加了认证中继单元，即wimax安全框架由请求者、认证中继、认证系统和认证服务器系统4部分组成。认证系统（aaa**）和认证服务器系统（aaa服务器）之间的交互采用封装方式。
●引进了aes-ccm数据加密协议。aes-ccm是基于aes的ccm模式，该模式结合了counter（计数器）模式（用于数据保密）和cbc-mac（cipher block chaining message authentication code）模式（用于数据完整性鉴权），这样就解决了802.16d版本中安全机制缺乏抗重放保护和加密算法本身不安全的问题。
●在802.16e中为了支持快速切换，引进了预认证的概念。
●多播安全方面，wimax论坛目前只提供了一些草案：多播传输连接可以映射到任何静态的或动态的安全关联，用于更新tek的密钥请求和密钥回应消息通过primary管理连接来装载。
但是802.16e安全仍然有很多问题需要进一步改进。
在ieee 802.16e中提出了双向认证概念，它需要bs颁发数字证书，但是使用双向认证时也允许单向认证存在，并且增加了系统代价和实现复杂度，新厂商加入时会引起所有厂商的信任列表更新，这些有待改进。
要想真正保证wimax的安全性，还必须扩大安全子层，对管理信息进行加密；规范授权sa；规范随机数发生器；改善密钥管理；实现包括wlan、wapi等的无线多网互通安全机制报告，最后还要考虑与2g、3g系统共用aaa体系的过程。wimax在标准制定中已经将ss接入控制的安全性需求放在了重要的位置上，一些最新的认证和密钥管理技术被引入标准。然而，这些安全接入控制技术在实际操作中还存在诸多问题，如如何合理使用，是否存在其他安全问题，是否符合网络部署地区实际情况等。
国外的厂家一般根据标准的要求和wimax论坛的要求制定自己产品和解决方案的安全方案，在芯片层面增加了安全的部件来实现传输数据的安全，另外也在应用层面上支持802.1x、radius等认证机制来提高整个运营系统的认证安全。国内的厂家研究一般侧重于增强认证体系的引入，如eap、eap-sim、eap-aka等认证技术，强调与2g、3g网络的统一安全认证结合过程。
在当前的802.16e安全机制中增加了多播的建议，但这也带来了基站负担加重和更新及回应密钥请求效率低等问题。
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