GSM - Güvenlik ve Şifreleme

GSM, günümüzde mevcut olan en güvenli hücresel telekomünikasyon sistemidir. GSM güvenlik yöntemleri standartlaştırılmıştır. GSM, aramaların gizliliğini ve GSM abonesinin anonimliğini koruyarak uçtan uca güvenliği sağlar.

Kullanıcının gizliliğini korumak için abonenin numarasına geçici kimlik numaraları atanır. İletişimin gizliliği, dijital sistemler ve sinyalleme kullanılarak etkinleştirilebilen şifreleme algoritmaları ve frekans atlama uygulanarak korunur.

Bu bölüm, GSM aboneleri için uygulanan güvenlik önlemlerinin bir özetini verir.

Mobil İstasyon Kimlik Doğrulaması

GSM ağı, bir meydan okuma-cevap mekanizmasının kullanılması yoluyla abonenin kimliğini doğrular. MS'ye 128 bitlik bir Rastgele Sayı (RAND) gönderilir. MS, bireysel abone kimlik doğrulama anahtarını (Ki) kullanarak kimlik doğrulama algoritması (A3) ile RAND'ın şifrelenmesine dayalı olarak 32-bit İmzalı Yanıtı (SRES) hesaplar. Aboneden SRES'i aldıktan sonra, GSM şebekesi, abonenin kimliğini doğrulamak için hesaplamayı tekrarlar.

Bireysel abone doğrulama anahtarı (Ki), abonenin SIM'inin yanı sıra AUC, HLR ve VLR veri tabanlarında mevcut olduğundan asla radyo kanalı üzerinden iletilmez. Alınan SRES hesaplanan değeri kabul ederse, MS başarıyla doğrulanmıştır ve devam edebilir. Değerler eşleşmezse, bağlantı sonlandırılır ve MS'ye bir kimlik doğrulama hatası bildirilir.

İmzalanan yanıtın hesaplanması SIM içinde işlenir. IMSI veya bireysel abone doğrulama anahtarı (Ki) gibi gizli abone bilgileri kimlik doğrulama işlemi sırasında SIM'den asla serbest bırakılmadığından gelişmiş güvenlik sağlar.

Sinyalleşme ve Veri Gizliliği

SIM, 64-bit şifreleme anahtarını (Kc) üretmek için kullanılan şifreleme anahtarı üretme algoritmasını (A8) içerir. Bu anahtar, kimlik doğrulama işleminde kullanılan aynı rasgele sayının (RAND), bireysel abone kimlik doğrulama anahtarı (Ki) ile anahtar oluşturma algoritmasına (A8) uygulanmasıyla hesaplanır.

GSM, şifreleme anahtarını değiştirmenin bir yoluna sahip olarak ek bir güvenlik seviyesi sağlar ve sistemi gizli dinlemeye karşı daha dirençli hale getirir. Şifreleme anahtarı gerektiği gibi düzenli aralıklarla değiştirilebilir. Kimlik doğrulama işleminde olduğu gibi, şifreleme anahtarının (Kc) hesaplanması dahili olarak SIM içinde gerçekleşir. Bu nedenle, bireysel abone doğrulama anahtarı (Ki) gibi hassas bilgiler SIM tarafından asla açığa çıkmaz.

MS ile ağ arasındaki şifrelenmiş ses ve veri iletişimi, şifreleme algoritması A5 kullanılarak gerçekleştirilir. Şifreli iletişim, GSM şebekesinden gelen bir şifreleme modu talep komutuyla başlatılır. Bu komutun alınması üzerine mobil istasyon, şifreleme algoritması (A5) ve şifreleme anahtarını (Kc) kullanarak verilerin şifrelenmesine ve şifresinin çözülmesine başlar.

Abone Kimlik Gizliliği

Abone kimlik gizliliğini sağlamak için Geçici Mobil Abone Kimliği (TMSI) kullanılır. Kimlik doğrulama ve şifreleme prosedürleri tamamlandığında, TMSI mobil istasyona gönderilir. Alındıktan sonra mobil istasyon yanıt verir. TMSI, verildiği lokasyon alanında geçerlidir. Konum alanı dışındaki iletişimler için, TMSI'ye ek olarak Konum Alanı Tanımlaması (LAI) gereklidir.