Материал: 6282

Рис 3.4. Процедура корректировки местоположения.

Общий состав секретной информации и ее распределение в аппаратных средствах GSM

В соответствии с рассмотренными механизмами безопасности, действующими в стандарте GSM, секретной считается следующая информация:

RAND - случайное число, используемое для аутентификации подвижного абонента;

SRES - значение отклика - ответ подвижной станции на полученное случайное число;

Ki - индивидуальный ключ аутентификации пользователя, используемый для вычисления, значения отклика и ключа шифрования;

Кс - ключ шифрования, используемый для шифрования/дешифрования сообщений, сигналов управления и данных пользователя в радиоканале;

A3 - алгоритм аутентификации, используемый для вычисления значения отклика из случайного числа с использованием ключа Ki;

А8 - алгоритм формирования ключа шифрования, используемый для вычисления ключа Кс из случайного числа с использованием ключа Ki;

А5 - алгоритм шифрования/дешифрования сообщений, сигналов управления и данных пользователя с использованием ключа Кс;

CKSN - номер ключевой последовательности шифрования, указывает на действительное число Кс, чтобы избежать использования разных ключей на передающей и приемной сторонах;

TMSI - временный международный идентификационный номер пользователя.

Обеспечение секретности при обмене сообщениями между HLR, VLR и MSC

Основным объектом, отвечающим за все аспекты безопасности, является центр аутентификации (AUC). Этот центр может быть отдельным объектом или входить в состав какого-либо оборудования, например, в регистр местоположения (HLR). Как управлять AUC будет решать тот, кому будет поручена эксплуатация сети. Интерфейс GSM с AUC не определен.

AUC может решать следующие задачи:

формирование индивидуальных ключей аутентификации пользователей Ki и соответствующих им международных идентификационных номеров абонентов

(IMSI);

формирование набора RAND/SRES/Kc для каждого IMSI и раскрытие этих групп для HLR при необходимости. .

Если подвижная станция переходит в новую зону расположения с новым VLR, новый VLR должен получить секретную информацию об этой подвижной станции. Это может быть обеспечено следующими двумя способами:

подвижная станция проводит процедуру идентификации по своему международному номеру IMSI. При этом VLR запрашивает у регистра местоположения HLR группы данных RAND/SRES/Kc, принадлежащих данному

IMSI;

подвижная станция проводит процедуру аутентификации, используя прежний временный номер TMSI с наименованием зоны расположения LAI. Новый VLR

запрашивает прежний VLR для посылки международного номера IMSI и оставшихся групп из RAND/SRES/Kc, принадлежащих этим TMSI/LAI.

Если подвижный абонент остается на более длительный период в VLR, тогда после некоторого количества доступов с аутентификацией VLR из соображений секретности потребует новые группы RAND/SRES/Kc от HLR.

Все эти процедуры определены в Рекомендации GSM 09.02.

Проверка аутентификации выполняется в VLR. VLR посылает RAND на коммутационный центр (MSC) и принимает соответствующие отклики SRES. После положительной аутентификации TMSI размещается с IMSI. TMSI и используемый ключ шифрования Кс посылаются в центр коммутации (MSC). Эти же процедуры определяются в Рекомендации GSM 09.02.

Эволюция стандарта GSM

Когда в 1991 г. появились первые сети GSM главное внимание уделялось обеспечению ими услуг речевой связи на достойном уровне по сравнению с существовавшими тогда аналоговыми сотовыми системами. Однако уже с самого начала технология GSM была способна предложить несколько новых видов услуг, которые незамедлительно привлекли внимание определенной категории пользователей. Наиболее существенными нововведениями стали возможности шифрования передаваемой информации и роуминга по всей Европе.

Следующим шагом развития GSM было введение услуг пересылки коротких сообщений (Short Message Service SMS) и передачи данных. Сначала возможности услуг SMS ограничивались уведомлением о поступлении сообщения в ящик голосовой почты. С 1995 г., сервис SMS стал расширяться. Сегодня пользователи систем GSM имеют возможность посылать друг другу короткие сообщения непосредственно с телефонной трубки или через компьютерные сети. Период с конца 1994 г. до начала 1995 г. время бурного развития услуг передачи данных. Это было обусловлено появлением привлекательных радиотелефонов и тем, что значительное число сетей GSM стали способны поддерживать такие услуги. Широкое распространение портативных ПК позволяет абонентам сетей GSM получать доступ к компьютерным системам их офисов, а также посылать и принимать сообщения электронной почты через сети GSM.

Изначально развитие GSM планировалось таким образом, что любая новая услуга или техническое новшество должны были вводиться одновременно во всех сетях GSM. Это привело к так называемому поэтапному развитию GSM. Введение в строй сетей GSM в 1991 г. было, фактически, первым этапом . Второй этап развития GSM обеспечил такие дополнительные услуги, как, определение номера вызывающего абонента, удержание линии, групповой вызов, определение закрытой группы абонентов, выдача информации о плате за разговор. Другое важное новшество, которое было реализовано вскоре после

междугородный/международный трафик. Так, один абонент может послать другому сообщение из другой страны и оплачивать его по обычному внутреннему тарифу.

Поступающие в центр SMS короткие сообщения фиксируются в базе данных системы и отправляются адресатам в соответствии с прописанной схемой доставки. Доставленное сообщение удаляется из базы данных (схема удаления тоже является настраиваемой). Для организации маршрута доставки сообщения центр SMS взаимодействует с базой данных HLR (Home Location Register - база данных с информацией о клиентах оператора мобильной связи). В случае невозможности доставить сообщение в данный момент времени (абонент находится вне зоны обслуживания, в метро или терминал выключен) центр SMS периодически возобновляет попытки передачи (после активизации терминала). Длина сообщения для технологии SMS определяется соответствующими стандартами и может доходить до 160 символов.

Несмотря на очевидную привлекательность и удобство перечисленных выше возможностей, следует тем не менее выделить главное достоинство технологии SMS - ее способность интегрироваться с другими сетевыми информационными технологиями и предоставлять абоненту мобильной сотовой сети универсальное средство эффективного доступа ко всему многообразию типов и видов передачи текстовой информации. Иными словами, технология SMS обеспечивает возможность взаимодействия и обмена информацией между абонентами различных сетей (см. нижнюю часть рисунка).

Работа с системой интерактивного речевого взаимодействия

Взаимодействие центра SMS с системой IVR (Interactive Voice Response - интерактивное речевое взаимодействие) позволяет посылать на мобильный телефон короткие сообщения с телефона как фиксированной, так и любой другой телефонной сети. Единственное условие здесь - наличие у телефонного аппарата возможностей тонового набора. В рамках сеанса взаимодействия с системой IVR отправитель имеет возможность либо выбрать и отправить предопределенное сообщение из имеющейся библиотеки (например, “С добрым утром”, “С Новым годом”), либо самостоятельно набрать сообщение с тастатуры телефона (в последнем случае желательно, чтобы на аппарате отправителя имелся дисплей).

Взаимодействие со службой Web

Интеграция центра SMS со службой Web позволяет любому пользователю ПЭВМ, подключенному к сети Интернет, обмениваться короткими сообщениями с абонентом сотовой сети. При этом возможны следующие варианты обмена сообщениями:

•Отправка сообщения с ПЭВМ на “трубку” - отправитель из Web-интерфейса вводит идентификатор интересующего его абонента (в общем случае номер телефона), текст сообщения и нажимает кнопку, инициирующую отправку этого сообщения абоненту.

•Прием посланного с трубки сообщения через Web-сервер. Такую возможность технология SMS предоставляет посредством размещения посланных сообщений на сайте оператора. Абонент сети сотовой связи (подписчик услуги SMS) может открыть соответствующую страницу и прочитать оставленные ему сообщения с любого подключенного к Интернет компьютера с Web-браузером, независимо от своего местонахождения. Такая возможность особенно важна в тех случаях, когда абонент, перемещаясь, выходит из зоны охвата сотовой сети, но имеет доступ к Интернет. В результате абонент оказывается доступным и за пределами зоны охвата. Следует упомянуть, что рассмотренный доступ удобен и сам по себе, особенно при прочтении большого объема накопившихся сообщений.

Естественно, что возможность получения абонентом информации предполагает процедуру идентификации обращающегося. Вопрос о том, размещать или не размещать адресованную ему информацию на Web-сервере (иными словами, дублировать ее или нет) решает сам абонент путем выполнения индивидуальных настроек, которые также могут осуществляться в режиме интерактивного обмена короткими сообщениями.

Работа с электронной почтой

Взаимодействие центра SMS и электронной почты позволяет абоненту мобильной сети динамично отслеживать поступление новых сообщений и вести обмен сообщениями. Технология обеспечивает следующие варианты обмена:

•Отправка сообщения E-mail с “трубки”.Абонент набирает на дисплее трубки адрес и текст сообщения и передает эту информацию центру SMS, который обеспечивает отправку сообщения по заданному адресу.

•Получение сообщения E-mail абонентом мобильной сети на “трубку”. Каждому абоненту сотовой сети ставится в соответствие некий электронный адрес, идентифицирующий его в пространстве электронных адресов данного оператора (например, абонент с номером 9876543 может иметь электронный адрес 9876543@mail.mobil.com). Поступающая на этот адрес электронная почта направляется центром SMS на мобильный телефон абонента. В зависимости от объема письма будет посылаться либо все сообщение, либо его часть. Получение абонентом мобильной сети уведомлений о поступлении электронной почты. В этом случае абонент будет оперативно принимать на трубку сообщения о поступлении новых электронных писем. Настройки данного сервиса позволяют получать либо просто информацию о количестве новых писем (например, “5 new E-mail”), либо краткую информацию о письме - отправитель, дата отправки, тема и др. Оперативная информированность позволит абоненту в удобном ему месте принять весь объем почты с помощью ПЭВМ.

Взаимодействие с ИБС и управление услугами

Технология SMS предоставляет оператору мощный инструментарий в части организации предоставления абонентам сотовых сетей широкого спектра услуг, связанных с функционированием информационно-биллинговой системы (ИБС).

Как известно, большинство услуг, предоставляемых абоненту сети мобильной связи, платные. Тарифы на них и динамику их использования отслеживает ИБС. С одной стороны, возможность оперативного включения и отключения определенных услуг и управления ими позволила бы абоненту оптимизировать эксплуатацию “трубки”, т. е. получить максимальный сервис при минимуме затрат. С другой стороны, уверенность в том, что он не переплачивает, снижает для абонента психологический порог при подписке на новые, предлагаемые оператором услуги. Для операторов же этот процесс означает упрощение введения новых сервисов, увеличение графика и рост общего дохода. Именно такую возможность оперативного и динамического управления услугами и предоставляет технология SMS.

Сервис коротких текстовых сообщений реализует для абонента интерактивный режим взаимодействия с ИБС и компонентами активизации услуг мобильной связи. Рассмотрим некоторые типовые примеры такого взаимодействия:

•Запрос об остатке на счете. Позволяет абоненту сети получить данные о состоянии своего счета, сделав стандартный запрос.

•Информирование о приближении к порогу отключения. Заблаговременно уведомляет абонента о приближении к порогу отключения и о тех действиях, которые оператор предпримет при достижении известного минимального значения баланса. Это, как правило, постепенное, пошаговое отключение услуг, а затем и собственно связи.