GSM - Segurança e criptografia

GSM é o sistema de telecomunicações celular mais seguro disponível atualmente. O GSM tem seus métodos de segurança padronizados. O GSM mantém a segurança de ponta a ponta, mantendo a confidencialidade das chamadas e o anonimato do assinante GSM.

Os números de identificação temporários são atribuídos ao número do assinante para manter a privacidade do usuário. A privacidade da comunicação é mantida aplicando algoritmos de criptografia e salto de frequência que podem ser ativados usando sistemas digitais e sinalização.

Este capítulo fornece um esboço das medidas de segurança implementadas para assinantes GSM.

Autenticação de estação móvel

A rede GSM autentica a identidade do assinante por meio do uso de um mecanismo de desafio-resposta. Um número aleatório de 128 bits (RAND) é enviado ao MS. O MS calcula a resposta assinada de 32 bits (SRES) com base na criptografia da RAND com o algoritmo de autenticação (A3) usando a chave de autenticação de assinante individual (Ki). Ao receber o SRES do assinante, a rede GSM repete o cálculo para verificar a identidade do assinante.

A chave de autenticação de assinante individual (Ki) nunca é transmitida pelo canal de rádio, pois está presente no SIM do assinante, bem como nos bancos de dados AUC, HLR e VLR. Se o SRES recebido estiver de acordo com o valor calculado, o MS foi autenticado com sucesso e pode continuar. Se os valores não corresponderem, a conexão é encerrada e uma falha de autenticação é indicada para a MS.

O cálculo da resposta assinada é processado no SIM. Ele fornece segurança aprimorada, pois as informações confidenciais do assinante, como IMSI ou a chave de autenticação individual do assinante (Ki), nunca são liberadas do SIM durante o processo de autenticação.

Sinalização e confidencialidade de dados

O SIM contém o algoritmo de geração de chave de cifragem (A8) que é usado para produzir a chave de cifragem de 64 bits (Kc). Essa chave é calculada aplicando o mesmo número aleatório (RAND) usado no processo de autenticação ao algoritmo de geração de chave de criptografia (A8) com a chave de autenticação de assinante individual (Ki).

O GSM oferece um nível adicional de segurança por ter uma maneira de alterar a chave de cifragem, tornando o sistema mais resistente a espionagem. A chave de cifragem pode ser alterada em intervalos regulares conforme necessário. Como no caso do processo de autenticação, o cálculo da chave de cifragem (Kc) ocorre internamente no SIM. Portanto, informações confidenciais, como a chave de autenticação do assinante individual (Ki), nunca são reveladas pelo SIM.

As comunicações criptografadas de voz e dados entre o MS e a rede são realizadas usando o algoritmo de criptografia A5. A comunicação criptografada é iniciada por um comando de solicitação de modo de criptografia da rede GSM. Após a recepção deste comando, a estação móvel começa a criptografar e descriptografar os dados usando o algoritmo de cifragem (A5) e a chave de cifragem (Kc).

Confidencialidade da identidade do assinante

Para garantir a confidencialidade da identidade do assinante, é usado o Temporary Mobile Subscriber Identity (TMSI). Uma vez que os procedimentos de autenticação e criptografia são feitos, o TMSI é enviado para a estação móvel. Após o recebimento, a estação móvel responde. O TMSI é válido na área do local em que foi emitido. Para comunicações fora da área de localização, a Identificação da Área de Localização (LAI) é necessária além do TMSI.