GSM - Безопасность и шифрование

GSM - это самая защищенная система сотовой связи, доступная сегодня. В GSM стандартизированы методы безопасности. GSM поддерживает сквозную безопасность, сохраняя конфиденциальность вызовов и анонимность абонента GSM.

Временные идентификационные номера присваиваются абонентскому номеру, чтобы сохранить конфиденциальность пользователя. Конфиденциальность связи поддерживается за счет применения алгоритмов шифрования и скачкообразной перестройки частоты, которые можно включить с помощью цифровых систем и сигнализации.

В этой главе дается краткое описание мер безопасности, применяемых для абонентов GSM.

Аутентификация мобильной станции

Сеть GSM аутентифицирует личность абонента с помощью механизма запроса-ответа. 128-битное случайное число (RAND) отправляется на MS. MS вычисляет 32-битный подписанный ответ (SRES) на основе шифрования RAND с алгоритмом аутентификации (A3) с использованием индивидуального ключа аутентификации подписчика (Ki). После получения SRES от абонента сеть GSM повторяет расчет для проверки личности абонента.

Ключ аутентификации отдельного абонента (Ki) никогда не передается по радиоканалу, поскольку он присутствует в SIM-карте абонента, а также в базах данных AUC, HLR и VLR. Если полученный SRES соответствует рассчитанному значению, MS успешно аутентифицирована и может продолжить. Если значения не совпадают, соединение разрывается и MS сообщает об ошибке аутентификации.

Вычисление подписанного ответа обрабатывается внутри SIM-карты. Он обеспечивает повышенную безопасность, поскольку конфиденциальная информация об абоненте, такая как IMSI или индивидуальный ключ аутентификации подписчика (Ki), никогда не высвобождается с SIM-карты во время процесса аутентификации.

Сигнализация и конфиденциальность данных

SIM-карта содержит алгоритм генерации ключа шифрования (A8), который используется для создания 64-битного ключа шифрования (Kc). Этот ключ вычисляется путем применения того же случайного числа (RAND), которое используется в процессе аутентификации, для алгоритма генерации ключа шифрования (A8) с индивидуальным ключом аутентификации подписчика (Ki).

GSM обеспечивает дополнительный уровень безопасности за счет возможности смены ключа шифрования, что делает систему более устойчивой к подслушиванию. Ключ шифрования можно менять через регулярные промежутки времени по мере необходимости. Как и в случае процесса аутентификации, вычисление ключа шифрования (Kc) происходит внутри SIM-карты. Таким образом, конфиденциальная информация, такая как индивидуальный ключ аутентификации абонента (Ki), никогда не раскрывается SIM-картой.

Зашифрованная передача голоса и данных между мобильной станцией и сетью осуществляется с использованием алгоритма шифрования A5. Зашифрованная связь инициируется командой запроса режима шифрования из сети GSM. После получения этой команды мобильная станция начинает шифрование и дешифрование данных с использованием алгоритма шифрования (A5) и ключа шифрования (Kc).

Конфиденциальность личности подписчика

Для обеспечения конфиденциальности идентификации абонента используется временная идентификация мобильного абонента (TMSI). После того, как процедуры аутентификации и шифрования выполнены, TMSI отправляется на мобильную станцию. После получения мобильная станция отвечает. TMSI действителен в том регионе, в котором он был выдан. Для связи за пределами зоны местоположения требуется идентификация зоны местоположения (LAI) в дополнение к TMSI.