Criptarea transmisiei securizarea accesului și protecția apelurilor în sistemul GSM

Aspectele legate de criptarea transmisiei si securizarea accesului pe mediul radio în sistemul GSM se refera la trei directii principale:

a) Securizarea accesului utilizatorului în sistem;

b) Criptarea transmisiei pe mediul radio;

c) Securizarea accesului echipamentului în sistem.

Vom discuta pe rând cele trei directii mentionate anterior, pentru a crea o imagine generala despre implementarea lor prin functii specifice în sistem.

1. Securizarea accesului utilizatorului în sistem

Acest set de functii trebuie sa asigure atât accesul în sistem numai al utilizatorilor platitori de servicii, cât si o taxare corecta (în sensul ca taxarea trebuie sa fie suportata exclusiv de cel care beneficiaza de un anumit serviciu). Deci, un utilizator va avea acces în sistem numai dupa ce, în prealabil, are loc o autentificare a sa. În figura 3.24 este prezentat simplificat algoritmul de autentificare folosit în sistemul GSM, prin care se autorizeaza / se interzice accesul accesul abonatului mobil în retea.

Fig.1. Algoritmul de autentificare folosit în sistemul GSM.

Notatii folosite în figura:

AC (Authentification Center) - Centru de autentificare; SIM (Subscriber Identity Module) - Modul de identitate utilizator (cartela GSM);

RÂND - numar aleator (generat local); IMSl-k. - (International Mobile Subscriber Identity - Individual Key) – cheie individuala a utilizatorului.

Fiecare utilizator dispune de o cheie individuala, care este memorata în doua locuri în sistem: în modulul de identitate al utilizatorului (SIM) si în centrul de autentificare (AC). Centrul de autentificare (AC) genereaza numarul aleator RÂND. Pe baza lui RÂND si a IMSI-k., folosind algoritmul A3, se obtine numarul SRES (Signed Response), care este trimis bazei de date temporare (VLR). De asemenea, AC trimite valoarea RÂND si statiei mobile. Aici, tinând cont ca valoarea IMSI-k. este stocata si în modulul de identitate a utilizatorului, pe baza aceluiasi algoritm de criptare A3, se poate calcula valoarea SRES, care este de asemenea transmisa bazei de date temporare. (fig.3)

Fig.2.Conceptul de autentificare a SIM-lui

Aceasta va compara cele doua valori obtinute si, daca ele sunt identice, va permite accesul utilizatorului în sistem.

Se impun câteva precizari pentru completare:

- Algoritmul A3 este specific operatorului si poate diferi de la un operator la altul;

- Cheia individuala IMSI-L este un parametru secret, specific utilizatorului (de exemplu valoarea lui k., desi este memorata în modulul de identitate -SIM - nu este accesibila nici macar acestuia);

- Algoritmul A3 este un algoritm de criptare unidirectional, în sensul ca, atunci când se cunosc IMSI-k. si RÂND, calcularea valorii SRES este simpla, dar invers, cunoscând valoarea RÂND si SRES, calcularea lui k. este foarte complexa. Aceasta proprietate a algoritmului A3 face practic imposibila determinarea cheii individuale a utilizatorului, chiar daca se cunosc atât valorile RÂND si SRES, cât si algoritmul A3;

- în concordanta cu Specificatiile GSM, s-a decis ca valoarea RÂND sa fie reprezentata pe 128 biti, iar cea a lui SRES pe 32 biti. Acestea sunt restrictiile impuse algoritmului de criptare A3.