Nghiên cứu và phát triển bảo mật trong hệ thống thông tin di động 3G và các thế hệ tiếp theo

Bảo mật trong mạng thông tin thế hệ đầu tiên

Bảo mật trong mạng thông tin thế hệ thứ hai

• Các thành phần bảo mật trong hệ thống GSM

Thuê bao sẽ sử dụng thẻ SIM để thực hiện truy cập các dịch vụ của mạng, nếu thiếu thẻ SIM thì hiển nhiên việc truy cập mạng của thuê bao là không thể thực hiện được mà máy di động chỉ có thể thực hiện được các cuộc gọi khẩn cấp tới sở cảnh sát, hay báo chữa cháy… Những số gọi khẩn cấp thường được các nhà cung cấp thiết bị định dạng sẵn khi sản xuất. - Thuật toán mã hoá dữ liệu người sử dụng và tín hiệu trong mạng A5 cũng được tạo ra từ thẻ SIM sử dụng cho việc giữ bí mật các thông tin trước khi truyền trên đường vô tuyến, chống chặn bắt dữ liệu, nghe ngóng các thông tin thoại trên đường truyền vô tuyến. Đối với máy di động sử dụng hệ thống MSG, đặc tính bảo mật cũng được áp dụng nhưng ở mức rất hạn chế, việc thực hiện bảo mật trong thiết bị máy di động bao gồm hai vấn đề chính bao gồm mã hoá dữ liệu người sử dụng, và bảo vệ thiết bị di động thông qua số nhận diện thiết bị di động quốc tế IMEI.

Trên thực tế thì rất ít khi sử dụng mức độ bảo mật này bởi vì hiện nay giá của một thiết bị di động sử dụng trong mạng GSM là tương đối rể nên khi xảy ra mất hay bị đánh cắp thì thuê bao có thể mua một thiết bị di động mới một cách dễ dàng. Bảo mật trong mạng GSM bao gồm rất nhiều vấn đề liên quan đến các thuật toán nhận thực A3, thuật toán tạo khoá A8, thuật toán mật mã dữ liệu người sử dụng, khoá nhận thực thuê bao cá nhân Ki, các số nhận dạng thuê bao di động quốc tế IMSI, các số nhận dạng thuê bao di động tạm thời TMSI, các số nhận dạng vùng định vị LAI… chúng ta sẽ đi đến xem xét một cách chi tiết dưới đây. Số nhận dạng thuê bao di động tạm thời dùng để bảo vệ thuê bao khỏi bị nhận dạngbởi các đối tượng không cho phép tránh cho thuê bao di động bị một đối tượng nào đó nhận biết vị trí trong mạng, đồng thời tránh việc sử dụng số nhận dạng của thuê bao đó nhằm các mục đích gian lận đối với các dịch vụ mạng.

Nhiệm vụ của thuật toán nhận thực thuê bao A3 là tạo ra một chuỗi 32 bit SRES (chuỗi đáp ứng trả lời) để xác thực một thuê bao sử dụng mạng có hợp lệ hay không, quá trình xác nhận thuê bao này nhằm mục đích chống gian lận thuê bao mạng. Đặc trưng ngụy trang được thiết kế để bảo vệ thuê bao, không cho ai biết được IMSI của thuê bao để sử dụng thông tin này lần theo vị trí của thuê bao hay nhận dạng cuộc gọi từ thuê bao để nghe trộm trong giao diện không gian. Tuy nhiên, còn một liên kết chưa được bảo mật thậm chí nếu chỳng ta giả thiết rằng mạng lừi GSM được bảo mật bởi cỏc nhà cung cấp dịch vụ (bằng cách hạn chế truy cập vật lý vào mạng hoặc bằng các phương tiện độc quyền khác).

Bảo mật trong mạng 2.5G

Trong trường hợp này không thể cú đủ thời gian để thu thập đủ cỏc cặp bản rừ, bản mó đó chọn, để lấy Ki bởi vỡ độ trễ này trong giao diện vô tuyến làm tăng thời gian cần thiết cho mỗi lần giao dịch. Khi mạng bỏo hiệu lừi khụng được bảo vệ bằng mật mã và các tin nhắn đến không được nhận thực, kẻ tấn công có thể sử dụng AuC để tạo ra các SRES cho các số RAND đã chọn. Trong cấu trúc của GPRS, vì một ME có nhiều khe thời gian để truyền, nên có thể phân định nhiều khe thời gian trên các kênh thuộc về các BTS khác nhau để kết nối mạng.

WAP là một đặc trưng kỹ thuật mở tạo ra phương pháp tiêu chuẩn để truy cập các nội dung trên cơ sở Internet từ các thiết bị không dây như điện thoại di động và PDA. Vì Internet là một mạng không được giám sát, nên điều đó sẽ phá vỡ giả thiết quan trọng nhất của kiến trỳc bảo mật GSM đú là mạng lừi được coi là một mụi trường an toàn được giám sát chặt chẽ. Thứ nhất, TLS được thiết kế để sử dụng trên một lớp vận chuyển đáng tin cậy (như TCP) trong khi WTLS cần phải hoạt động trên một lớp vận chuyển datagram không đáng tin cậy có nghĩa là các datagram có thể bị mất, bị nhân bản hoặc bị sắp xếp lại; Thứ hai, giao thức WTLS được thay đổi để phù hợp với con đường dài và khả năng băng thông giới hạn của môi trường không dây.

Nói cách khác, chúng ta nói về bảo mật các liên kết trong mạng sử dụng mật mã, truy cập an toàn vào mạng sử dụng nhận thực và v.v… Tuy nhiên, sự hợp nhất của mạng GSM với internet, lại thêm một hướng khác trong khái niệm về bảo mật mạng.