Проблемы безопасности в системах сотовой мобильной связи.

data-ad-format="link">
8.4. Проблемы безопасности в системах сотовой мобильной связи.
 
Безопасность связи (security), в частности, — это защита от несанкционированного доступа к каналам связи. Несмотря на сложность технической реализации систем сотовой мобильной связи, от подслушивания они не защищены, если для этого не принимаются специальные меры.
 
В аналоговых системах подслушать передаваемую информацию проще, в цифровых — сложнее, но в обоих случаях эта задача технически разрешима.
 
Для подслушивания информации в цифровых системах сотовой мобильной связи, как было отмечено в п. 8.3, необходимо иметь радиоприемное устройство высокой чуствитель-ности, способное обеспечить решение трех основных задач:
 
- настройку на частоту нужного радиоканала;
- временную синхронизацию (выделение определенного физического канала, то есть нужного временного слота в каждом кадре передаваемой информации);
- корректное декодирование информации выбранного физического канала.
 
Вполне понятно, что по сложности выполнения такой приемник соизмерим с абонентским терминалом MS, хотя стоимость его намного дороже, чем MS, за счет малого обьема производства. Для защиты от подслушивания используются различные методы шифрования передаваемой информации. В стандарте GSM процедура шифрования определена достаточно прозрачно [8.10, 8.11].
 
Шифрование осуществляется путем помехоустойчивого кодирования и перемежения и заключается в поразрядном сложении по модулю 2 информационной битовой последовательности и специальной псевдослучайной битовой последовательности, составляющей основу шифра.
 
Определение операции сложения по модулю 2 приводилось в связи с описанием канального кодирования (гл. 4). Повторное применение операции сложения по модулю 2 с той же псевдослучайной последовательностью к зашифрованной информационной последовательности восстанавливает исходную информационную битовую последовательность, то есть реализует дешифрацию (дешифрование) шифрованного сообщения (рис. 8.2).
Принцип шифрования и дешифрации GSM
Рис. 8.2. Принцип шифрования и дешифрации информации в стандарте GSM.

При назначении режима шифрования одновременно используются две псевдослучайные последовательности: первая —S1 в прямом канале для шифрования информации на базовой станции BTS и дешифрования ее на мобильной станции MS (рис. 8.3, а), вторая —S2 в обратном канале для шифрования информации на мобильной станции и дешифрования на базовой станции (рис. 8.3, б).

Шифрование и дешифрация информации в стандарте GSM
Рис. 8.3. Шифрование и дешифрация информации в стандарте GSM.
Псевдослучайные последовательности 51 и S2 генерируются алгоритмом А5 в функции номера кадрового радиоинтерфейса и ключа шифрования Кс.
 
Кс вычисляется при помощи алгоритма А8 (то есть алгоритма вычисления ключа шифрования) по аргументам Kt (ключа аутентификации) и R (псевдослучайного числа). Это делается одновременно с вычислением алгоритмом АЗ зашифрованного отклика S для процедуры аутентификации, то есть ключ шифрования Кс обновляется при каждом сеансе связи.
Таким образом, хотя процедура шифрования в стандарте GSM действительно достаточно прозрачна, воспроизвести ее с целью расшифровки зашифрованных сообщений не так просто, так как для генерации последовательностей S1 и S2 в реальном времени необходимо определять номер кадра радиоинтерфейса и ключ шифрования Кс. Кроме того, алгоритм А5 является секретным. Его описание не включено в общие спецификации стандарта GSM, и он распространяется под жестким контролем Международной ассоциации компаний операторов стандарта GSM — GSM MoU Association.
 
Следует отметить, что существует еще возможность защиты от подслушивания: это так называемое, скремблирование (scrambling — перемешивание, перетасовка), являющееся своеобразным шифрованием путем перестановки участков спектра или сегментов речи, осуществляемое во внешнем по отношению к мобильному телефону устройстве с соответствующим дескремблированием на приемном конце.
Основы сотовой связи стандарта GSM. 
       1. ВВЕДЕНИЕ В СТАНДАРТ GSМ.
       2. ОРГАНИЗАЦИЯ СОТОВОЙ СЕТИ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ СТАНДАРТА GSМ.
       3. АНТЕННЫ И ОСОБЕННОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ РАДИОВОЛН В СИСТЕМАХ СОТОВОЙ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ.
       4. МОБИЛЬНЫЕ СТАНЦИИ
       5. БАЗОВЫЕ СТАНЦИИ.
       6. ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ СИСТЕМ СОТОВОЙ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ СТАНДАРТА GSM.
       7. ПРОБЛЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И МОНИТОРИНГА В СИСТЕМАХ СОТОВОЙ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ.
       8. УСЛУГИ, ФРОД И БЕЗОПАСНОСТЬ В СИСТЕМАХ СОТОВОЙ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ.
                   8.1. Мобильный телефонный аппарат и его возможности.
                   8.2. Услуги в системах сотовой мобильной связи.
                   8.3. Фрод в системах сотовой мобильной связи.
                   8.4. Проблемы безопасности в системах сотовой мобильной связи.
       9. УПРАВЛЕНИЕ СЕТЯМИ СВЯЗИ В СТАНДАРТЕ GSM.
     10. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ СИСТЕМ СОТОВОЙ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ.