Để thấy dõ các thủ tục điều khiển liên quan đến an ninh mạng GSM chúng ta xét thí dụ thủ tục đăng ký báo mới vị trí của MS.
Xét một MS đang đăng ký vị trí khi nhận thấy LAI mới trong quá trình lu động hoặc khi mới bặt nguồn, để đơn giản ta giả sử rằng LA mới vẫn trong vùng phục vụ MSC/VLR cũ. Sau khi đã nhận đợc một kênh điều khiển hai chiều SDCCH, MS gửi cho mạng yêu cầu báo mới vị trí (location Updating Requert) trong đó có TMSI cũ , LAI cũ , và Kn. VLR sẽ chọn ra một bộ 3 chìa khoá cha dùng của MS này, gửi cho MS yêu cầu nhận thực (authentication Requert) trong
__________________________________________________________________________
đó có số ngẫu nhiên R cùng khoá Kn mơí. MS sẽ dùng thuật toán A3, Ki, và R để tính ra mật khẩu A5 gửi cho mạng nh là lơì đáp nhận thực. Mặt khác thuật toán A5 cũng đợc sử dụng để tính ra khoá mã Kc, Kc mới và Kn mới sẽ đợc trữ lại trong SIM khi so thấy S nhận đợc từ MS và S trong bộ 3 chìa khoá giống nhau mạng sẽ kết thúc quá trình nhận thực. VLR tạo ngay ra một TMSI mới cho MS này và gửi TMSI mới cùng Kc mới cho hệ MSC/BS tin gửi Kc cho MSC/BS xem nh lệnh khởi động mật mã (Start Ciphering) nhận đợc Kc BS trữ lại dùng cho thủ tục mật mã đồng thời phát lệnh chế độ mã mật tính ra lời đáp xong chế độ mã mật, bằng thuật toán A5 (mã hoá) với các thông số Kc và số khung TDMA rồi phát về BS. BS nhận đợc lời đáp sẽ dùng thuật toán A5 (giải mã) cùng các thông số khung TDMA và Kc để kiểm tra lại, nếu đúng BS sẽ phát tin chấp nhận đăng ký vị trí (Location Update Accepted) là bản tin chứa TMSI mới đã đợc mã hoá mật cho MS. MS nhận đợc tin đó sẽ lọc ra TMSIO mới, trữ lại trong SIM cùng LAI mới đọc đợc trên kênh BCCH, đồng thời phát trả về BS bản tin đã mã hoá đã thay thế xong TMSI (TMSI Reallocation complete). BS nhận đợc tin này sẽ xãc nhận cho VLR biết đã hoàn thành thủ tục đặt lại TMSI. Lu đồ của toàn bộ quá trình báo hiệu nhận thực, tính khoá mã mật và khởi động chế độ mã mật.
__________________________________________________________________________
Các từ viết tắt
AGCH Access Grant Channel Kênh cho phép thâm nhập.
AMU Automatic Maint enance Unit Khối bảo dỡng tự động
APT AXE Switching System Hệ thống chuyển mạch AXE
APZ AXE Control System Hệ thống điều khiển AXE.
AUC Autentication Center Trung tâm nhận thực -
Trung tâm nhận dạng.
BCC Base Station Color Code Mã mầu trạm gốc
BCCH Broadcast Control Channel Kênh điều khiển quảng bá.
BCH Broadcast Channel Kênh quảng bá.
Bm Full rate TCH TCH toàn tốc.
BSC Base Station Controller Bộ điều khiển trạm gốc.
BSIC Base Station Idencity Code Mã nhận dạng trạm gốc.
BSS Base Station System Hệ thống trạm gốc.
__________________________________________________________________________
BSSAP Base Station Application Part Phần ứng dụng BSS.
BSSMAP BSS Management Application Part Phần ứng dụng quản lýBSS.
BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc.
CC Country Code Mã Quốc gia.
CCCH Common Control Channel Kênh điều khiển chung.
CCD Conference Call Device Thiết bị gọi hội nghị.
CCS Common chanel Signalling Hệ thống con báo hiệu
Subsystem kênh chung.
CME20 Erricsson’s Imolementation of GSM Thực hiện hệ thống GSM của erricsson
CP Central Processor Bộ xử lý trung tâm.
CP-A Central Processor (A-Side) Bộ xử lý trung tâm (PhíaA).
CPS Central Processor Subsystem Hệ thống con xử lý trung
tâm.
DCCH Dedicated Control Channel Kênh điều khiển riêng.
EIR Equipment Identity Register Thanh ghi nhận dạng thiết
bị.
FACCH Fast associated Control Channel Kênh điều khiển liên kết nhanh.
FCCH Frequency Correction Channel Kênh hiệu chỉnh tần số.
FDMA Frequency Division Multiple access Đa thâm nhập phân chia theo tần số
GMSC Gateway MSC MSC cổng.
GS Group Switch Chuyển mạch nhóm.
GSM Group Specical Mobile or Global Nhóm di động đặc biệt hay System For Mobile communication hệ thống thông tin di động
toàn cầu.
HLR Home Location Register Bộ ghi định vị thờng trú.
ISDN Intergrated Service Digital Network Mạng số liên kết đa dịch vụ
__________________________________________________________________________
LA Location area Vùng định vị.
LAC Location area code Mã vùng định vị.
LAI Location area Identity Nhận dạng vùng định vị.
MAP Mobile Application Phần ứng dụng di động.
MCC Mobile Country Code Mã quốc gia di động.
MNC Mobile Network Code Mã mạng di động.
MSIN Mobile Station Identity Number Số nhận dạng trạm di động.
MUX Multiplexer Bộ ghép kênh.
NS Network Synchronization Đồng bộ mạng.
NMS Network Management Subsystem Hệ thống con quản lý mạng.
O&M Operation and Maintenance Khai thác và bảo dỡng.
OMC Operation and Maintenance Center Trung tâm khai thác và bảo dỡng.
OMS Operation and Maintenance Hệ thống con khai thác và
Subsystem bảo dỡng.
OSS Operation and Support System Hệ thống khai thác và hỗ
trợ.
PCH Paging Channet Kênh tìm gọi.
PCM Pulse Code Modulation Điều chế xung mã.
PIN Personal Identification Number Số nhận dạng cá nhân.
PLMN Public land Mobile Network Mạng di động mặt đất công
cộng.
PSPDN Packet Switch Public Data Network Mạng số liệu công cộng chuyển mạch gói.
PSTN Public Switched Telephone Network Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng.
RACH Random Access Channet Kênh thâm nhập ngẫu
nhiên.
RAND Random number Số ngẫu nhiên.
__________________________________________________________________________
RBS Radi Base Station Trạm vô tuyến gốc.
RCS Radio Control Subsystem Hệ thống con điều khiển vô
tuyến.
RE Register function Chức năng thanh ghi.
SACCH Slow Associated Control Channet Kênh điều khiển liên kết chậm.
SCH Synchronization Channet Kênh đồng bộ.
SDCCH Stand alone Didecated Kênh điều khiển dành
Control Channet riêng đứng một mình.
SIM Subscriber Identity Module Mô dun nhận dạng thuê
bao.
SN Subscriber Number Số thuê bao.
SPS Support Processor Subsystem Hệ thống con xử lý hỗ trợ.
SPU Signal Procesing Unit Khối xử lý báo hiệu.
SS Switching System Hệ thống chuyển mạch.
ST Signalling Ternimal Đầu cuối báo hiệu.
TCH Traffic Channet Kênh lu thông.
TCS Traffic Control Subsystem Hệ thống con điều khiển lu
lợng.
TDMA Time Division Multiple Access Đa thâm nhập phân chia
theo
TG Transceiver Group Nhóm thu phát.
TMSI Temporary Mobile Subscrible Nhận dạng thuê bao di
Identity động tạm thời.
TRAU Transcoder and Rate Khối chuyển đổi mã và
Adaptation Unit thích ứng tốc độ.
TRH Transceiver Handler Bộ điều khiển thu phát.
TRS Transceiver Subsystem Hệ thống con thu phát.
TRI Transceiver Remote Interface Giao tiếp thu phát từ xa.
__________________________________________________________________________
TRX Transceiver Máy thu phát.
TS Timeslot Khe thời gian.
TSM Time Switch Module Modun chuyển mạch thời
gian.
TSS Trunk and Signalling Subsystem Hệ thống con trung kế và báo hiệu.
Tx Transmitter Máy phát.
UP User Part Phần ngời sử dụng.
VLR Visitor location Register Bộ ghi định vị tạm trú.
__________________________________________________________________________
Mục lục.
Chơng I.
Khái quát về thông tin vô tuyến di động ...……..……...…..
1.1. Lịch sử phát triển ...……...…..
1.2. Đặc điểm truyền sóng trong thông tin di động ...……...…..
1.3. Phân loại các hệ thống thông tin vô tuyến di động ...……….
1.4. Các đặc điểm cơ bản của một số hệ thống vô tuyến di động hiện nay… 12 CHƯƠNG II. Mạng điện thoại GSM toàn quốc ...……...… 13
2.1. Giới thiệu ...………... 13
2.2. Tổng quan về mạng GSM ...……...…... 13
2.3. Các thành phần của mạng ...……....…... 16
2.4. Các thông số cơ bản của GSM ...……...…... 21
Chơng III. Giao Tiếp Vô Tuyến………. 24
3.1. Mô hình kênh………... 24
3.2. Cấu trúc cụm………..…….. 27
Chơng IV. Máy Di Động………...………..… 29
4.1. Các chế độ sử dụng………..……... 29
4.2. Một số tính năng của máy di động……….…..….. 29
CHƯƠNG V. Các thủ tục thông tin……….……….… 34
5.1. Tổng quan các thủ tục thông tin………..….. 34
5.2. Lu động và cập nhật……….……. 34
__________________________________________________________________________
5.3. Thủ tục nhập mạng - đăng ký lần đầu………..…... 37
5.4. Thủ tục rời mạng………..……... 37
5.5. Tìm gọi……….…... 38
5.6. Cuộc gọi đang tiến hành, định vị………...……. 39
5.7. Cuộc gọi khởi đầu từ trạm di động………..….….. 43
5.8. Thuê bao cố định gọi thuê bao di động MTC………...….. 44
Chơng VI. Hệ Thống Trạm Gốc……….………..…… 46 6.1. Tổng quát………..…….. 46 6.2. Bộ điều khiển trạm gốc BSC……….….. 48 6.3. Hệ thống trạm gốc vô tuyến RBS……….….. 54 Chơng VII. Hệ Thống Chuyển Mạch……….…….……… 61 7.1. Cấu trúc hệ thống SS………..………. 61 7.2. Các hệ thống con ở APT………..….….. 62 7.3. Cấu trúc APZ………..…… 66 CHƯƠNG VIII. Các vấn đề an ninh trong mạng GSM………..………..….…. 68 8.1. Khái quát………..…….. 68 8.2. Hệ thống đánh số và các số nhận thực trong GSM………...….. 69 8.3. Card SIM………..……... 73 8.4. Nhận thực trạm di động………..…… 74
8.5. Mã mật thông tin trong GSM………..……… 75
8.6. Bảo vệ nhận diện thuê bao bằng TMSI………..……. 76
8.7. Thí dụ về quá trình đăng ký báo mới vị trí của MS………..….. 77
Các từ viết tắt………..………. 79
__________________________________________________________________________