Основы безопасности gsm
Как свидетельствует мировая статистика, уровень потерь операторов мобильной связи от разного рода мошенничества и вредительства составляет 2 – 6% от общего объема трафика, а по данным самих компаний он может доходить до 25%. Причем атаки мошенников направлены как против операторов, так и против абонентов. Решение проблемы обеспечения безопасности в российских сетях связи осложняется широким использованием технических средств зарубежного производства, что создает возможность реализации недекларируемых поставщиками возможностей /16/.
Подсчитано, что из-за мошенничества отрасль мобильной связи во всем мире теряет ежегодно около 25 млрд. долларов, по информации от МГТС (Московской городской телефонной сети) ущерб только по Москве оценивается в пределах 3 – 5 млн. руб. в месяц. Ежегодные убытки операторов сотовой связи в Великобритании, Испании, Германии исчисляются миллионами евро. К сожалению, российские операторы не публикуют подобную статистику. Но масштаб цифр недополученных операторами платежей в Европе и мире впечатляет. Поэтому вопросы обеспечения безопасности информации в сетях GSM (Groupe Speciale Mobile) являются в настоящее время весьма актуальными и требуют к себе постоянного внимания и анализа.
Необходимо признать, что обеспечение безопасности первых аналоговых мобильных сетей было на очень низком уровне. По мере перехода от аналоговых к цифровым системам GSM и DAMPS механизм обеспечения безопасности информации совершенствовался, что позволило разработчикам заявлять о невозможности перехвата информации и клонирования современных мобильных телефонов. В данной главе предпринята попытка анализа потенциальной (виртуальной) безопасности, декларируемой разработчиками, и реальной безопасности, определяемой современными возможностями “противника” /16/.
4.1. Потенциальные (виртуальные) механизмы защиты информации
4.1.1. Алгоритмы аутентификации
Прежде всего рассмотрим использование пароля – PIN-кода – одного из наиболее простых методов аутентификации. Он дает очень низкий уровень защиты в условиях использования радиосвязи. Достаточно услышать этот персональный код всего лишь один раз, чтобы обойти средства защиты. В действительности GSM использует PIN-код в сочетании с SIM (Subscriber Identify Module): данный PIN-код проверяется на месте самим SIM без передачи в эфир. Помимо него GSM использует более сложный метод, который состоит в использовании случайного числа (от 0 до 2128 – 1), на которое может ответить только соответствующее абонентское оборудование (в данном случае – SIM). Суть этого метода в том, что существует огромное множество подобных чисел и поэтому маловероятно, что оно будет использовано дважды. Ответ, который называется SRES (Signed RESult – подписанный результат), получают в форме итога вычисления, включающего секретный параметр, принадлежащий данному пользователю, который называется Ki (рис.4.1).
Секретность Ki является краеугольным камнем, положенным в основу всех механизмов безопасности, – свой собственный Ki не может знать даже абонент. Алгоритм, описывающий порядок вычисления, называется алгоритмом A3. Как правило, такой алгоритм хранится в секрете (лишние меры предосторожности никогда не помешают!).
Для того чтобы достигнуть требуемого уровня безопасности, алгоритм A3 должен быть однонаправленной функцией, как ее называют эксперты-криптографы. Это означает, что вычисление SRES при известных Ki и RAND должно быть простым, а обратное действие – вычисление Ki при известных RAND и SRES – должно быть максимально затруднено. Безусловно, именно это и определяет в конечном итоге уровень безопасности. Значение, вычисляемое по алгоритму A3, должно иметь длину 32 бита. Ki может иметь любой формат и длину.
Рис.4.1.
Блок-схема вычисления аутентификации