樓宇對(duì)講系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)中的安全技術(shù)探析
來(lái)源： 訪問(wèn)次數(shù)：5035 發(fā)布時(shí)間：2011-06-01
樓宇對(duì)講通信網(wǎng)絡(luò)是無(wú)線電通信技術(shù)中的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域和組成部分，這項(xiàng)技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用開(kāi)始于上個(gè)世紀(jì)的20年代，當(dāng)時(shí)主要使用在警察局總部與巡警車之間的車載移動(dòng)通信服務(wù)――并迅速在警察部門(mén)得到推廣應(yīng)用。1946年，美國(guó)的AT&T公司開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)出一種可以連接移動(dòng)用戶和固定電話用戶的無(wú)線電話技術(shù)；基于這項(xiàng)技術(shù)，AT&T公司進(jìn)一步開(kāi)發(fā)了稱之為安防移動(dòng)電話服務(wù)（MTS，MobileTelephoneService）安防移動(dòng)通信系統(tǒng)，它的改進(jìn)型――IMTS系統(tǒng)在1969年發(fā)展成當(dāng)時(shí)唯一的遍布美國(guó)的樓宇對(duì)講移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。1968年，AT&T公司的貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明了蜂窩技術(shù)，它能將樓宇對(duì)講移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋區(qū)域劃分成很多類似蜂窩的小區(qū)，相隔較遠(yuǎn)的小區(qū)可以使用相同的無(wú)線電頻率。蜂窩技術(shù)的應(yīng)用極大地增加了移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)容量，并使小區(qū)的基站能采用低功率發(fā)射，避免高發(fā)射功率帶來(lái)的干擾問(wèn)題。蜂窩技術(shù)的發(fā)明是移動(dòng)通信史上的一個(gè)光輝里程碑，它的廣泛應(yīng)用標(biāo)志著樓宇對(duì)講移動(dòng)通信進(jìn)入了蜂窩移動(dòng)通信時(shí)代。
20世紀(jì)70年代末80年代初，第一代蜂窩樓宇對(duì)講移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)在日本、瑞典、英國(guó)、美國(guó)、德國(guó)和法國(guó)等諸多國(guó)家廣泛投入運(yùn)行。第一代蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)基于模擬通信技術(shù)，采用的是頻分復(fù)用（FDMA,FrequencyDivisionMultipleAccess）模式，網(wǎng)絡(luò)的容量基本可以滿足移動(dòng)通信用戶的需要。到了20世紀(jì)80年代末，由于模擬技術(shù)的第一代蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)顯得過(guò)時(shí)，集成電路技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)了數(shù)字通信技術(shù)在第二代安防蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。如先進(jìn)的數(shù)字語(yǔ)音編碼技術(shù)在保證話音質(zhì)量的前提下可大大減少通信帶寬的需要――提高了網(wǎng)絡(luò)頻段資源的利用率；差錯(cuò)控制技術(shù)增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的抗干擾能力――基站可以以低功率發(fā)射；數(shù)字加密技術(shù)可以保護(hù)數(shù)字化了的用戶語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)指令；身份證技術(shù)可以鑒別移動(dòng)用戶的身份，有效防止身份假冒。所以第二代蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)相比不僅性能優(yōu)良，而且安全。1990個(gè)，泛歐數(shù)字安防蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)（GSM，GlobalSystemforMobileCommunication）率先在西歐各國(guó)開(kāi)始運(yùn)行，讓歐洲擺脫了第一代蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)體制眾多互不相通的困境。GSM網(wǎng)絡(luò)在頻分復(fù)用（FDMA）的基礎(chǔ)上又采用了時(shí)分多址（FDMA），TimeDivisionMultipleAccess）來(lái)增加網(wǎng)絡(luò)容量。其后，澳大利亞、中國(guó)和一些中東國(guó)家也陸續(xù)采用GSM網(wǎng)絡(luò)，使得GSM網(wǎng)絡(luò)成為世界上覆蓋范圍最大的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。
20世紀(jì)90個(gè)代末期隨著因特網(wǎng)與樓宇移動(dòng)通信網(wǎng)的融合，低速率數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)已經(jīng)無(wú)法滿足移動(dòng)用戶的需求，對(duì)高速率數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)的需求推動(dòng)著移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)走向第三代。為此，國(guó)際電信聯(lián)盟ITU就倡導(dǎo)制定一個(gè)全球統(tǒng)一的第三代蜂窩樓宇移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)――未來(lái)公共陸地移動(dòng)電信網(wǎng)絡(luò)。1998年10月由歐洲、中國(guó)、日本、韓國(guó)和美國(guó)的電信標(biāo)準(zhǔn)組織聯(lián)合成立了第三代伙伴記計(jì)劃（3GPP、the3rdGenerationPartnershipProject）組織，旨在制定一種以IS－95核心網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的第三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)CDMA2000。
第三代樓對(duì)講移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)在本世紀(jì)初開(kāi)始投入使用，日本的DoCoMo公司于2001年10月1日率先運(yùn)營(yíng)第三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。以上我們簡(jiǎn)單地回顧了樓宇對(duì)講移動(dòng)通信的過(guò)去和發(fā)展現(xiàn)狀，在科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人們對(duì)移動(dòng)通信服務(wù)需求的雙重推動(dòng)下，樓宇對(duì)講移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)仍將繼續(xù)不斷地向前發(fā)展，更完美地實(shí)現(xiàn)廣大樓宇對(duì)講移動(dòng)通信用戶的通信服務(wù)需求。
移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中的不安全因素
無(wú)線電通信網(wǎng)絡(luò)中存在著各種不安全因素――如無(wú)線竊聽(tīng)、身份假冒、篡改數(shù)據(jù)和服務(wù)后抵賴等等。樓宇對(duì)講移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)作為無(wú)線電通信網(wǎng)絡(luò)的一種類型同樣存在著這些不安全因素，由于樓宇對(duì)講移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的特殊性，它還存在著其他類型的不安全因素。下面將從移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的接口、網(wǎng)絡(luò)端和移動(dòng)端三個(gè)部分分別分析其中的不安全因素，以及在安防移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中的具體表現(xiàn)形成及其危害：
一、無(wú)線接口中的不安全因素
在樓宇對(duì)講移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，移動(dòng)站與固定網(wǎng)絡(luò)端之間的所有通信都是通過(guò)無(wú)線接口來(lái)傳輸?shù)�，但無(wú)線接口是開(kāi)放的，作案者可通過(guò)無(wú)線接口竊聽(tīng)信道而取得其中的傳輸信息，甚至可以修改、插入、刪除或重傳無(wú)線接口中的消息，達(dá)到假冒移動(dòng)用戶身份以欺騙網(wǎng)絡(luò)終端的目的。根據(jù)攻擊類型的不同，又可分為非授權(quán)訪部數(shù)據(jù)、非授權(quán)訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、威脅數(shù)據(jù)完整性三種。
1．非授權(quán)訪問(wèn)數(shù)據(jù)類攻擊
非授權(quán)訪問(wèn)數(shù)據(jù)類攻擊的主要目的在于獲取無(wú)線接口中傳輸?shù)挠脩魯?shù)據(jù)/或信令數(shù)據(jù)。其方法有如下幾種：
竊聽(tīng)用戶數(shù)據(jù)――獲取用戶信息內(nèi)容
竊聽(tīng)信令數(shù)據(jù)――獲取網(wǎng)絡(luò)管理信息和其他有利于主動(dòng)攻擊的信息
無(wú)線跟蹤――獲取移動(dòng)用戶的身份和位置信息，實(shí)現(xiàn)無(wú)線跟蹤
被動(dòng)傳輸流分析――猜測(cè)用戶通信內(nèi)容和目的
主動(dòng)傳輸流分析――獲取訪問(wèn)信息
2．非授權(quán)訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)類攻擊
在非授權(quán)訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)類攻擊中，攻擊者通過(guò)假冒一個(gè)合法移動(dòng)用戶身份來(lái)欺騙網(wǎng)絡(luò)端，獲得授權(quán)訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，并逃避付費(fèi)，而且由被假冒的移動(dòng)用戶替攻擊者付費(fèi)。
3．威脅數(shù)據(jù)完整性類攻擊
威脅數(shù)據(jù)完整性類攻擊的目標(biāo)是無(wú)線接口中的用戶數(shù)據(jù)流和信令數(shù)據(jù)流，攻擊者通過(guò)修改、插入、刪除或重傳這些數(shù)據(jù)流來(lái)實(shí)現(xiàn)欺騙數(shù)據(jù)接收方的目的，達(dá)到某種攻擊意圖。
二、網(wǎng)絡(luò)端的不安全因素
在樓宇對(duì)講移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)端的組成比較復(fù)雜，它不僅包含許多功能單元，而且不同單元之間的通信媒體也不盡相同。所以安防移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)端同樣存在著一些不可忽視的不安全因素――如無(wú)線竊聽(tīng)、身份假冒、篡改數(shù)據(jù)和服務(wù)后抵賴等等。按攻擊類型的不同，有如下四類：
1．非授權(quán)訪問(wèn)數(shù)據(jù)類攻擊
非授權(quán)訪問(wèn)數(shù)據(jù)攻擊的主要目的在于獲取網(wǎng)絡(luò)端單元之間傳輸?shù)挠脩魯?shù)據(jù)和/信令數(shù)據(jù)，具體方法有如下幾種：
竊聽(tīng)用戶數(shù)據(jù)――獲取用戶通信內(nèi)容
竊聽(tīng)信令數(shù)據(jù)――獲取安全管理數(shù)據(jù)和其他有利于主動(dòng)攻擊的信息
假冒通信接收方――獲取用戶數(shù)據(jù)、信令數(shù)據(jù)和其他有利于主動(dòng)攻擊的信息
被動(dòng)傳輸流分析――獲取訪問(wèn)信息
非法訪問(wèn)系統(tǒng)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)――獲取系統(tǒng)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)如合法用戶的認(rèn)證參數(shù)等
2．非授權(quán)訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)類攻擊
非授權(quán)訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)類攻擊的主要目的是訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)而逃避付款，具體的表現(xiàn)形式有如下幾種：
假冒合法用――獲取訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的授權(quán)
假冒服務(wù)網(wǎng)絡(luò)――訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)
假冒歸屬網(wǎng)絡(luò)――獲取可以假冒合法用戶身份的認(rèn)證參數(shù)
濫用用戶職權(quán)――不付費(fèi)而享受網(wǎng)絡(luò)服務(wù)
濫用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)職權(quán)――獲取非法盈利
3．威脅數(shù)據(jù)完整性類攻擊
樓宇對(duì)講移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)端的威脅數(shù)據(jù)完整性類攻擊不僅包括無(wú)線接口中的那些威脅數(shù)據(jù)完整性類攻擊，因?yàn)锽SS與MSC之間的通信接口也可能是無(wú)線接口。而且，還包括有線通信網(wǎng)絡(luò)，具體的表現(xiàn)如下：
操縱用戶數(shù)據(jù)流――獲取網(wǎng)絡(luò)服務(wù)訪問(wèn)權(quán)或有意干擾通信
操縱信令數(shù)據(jù)流――獲取網(wǎng)絡(luò)服務(wù)訪問(wèn)權(quán)或有意干擾通信
假冒通信參與者――獲取網(wǎng)絡(luò)服務(wù)訪問(wèn)權(quán)或有意干擾通信
操縱可下載應(yīng)用――干擾移動(dòng)終端的正常工作
操縱移動(dòng)終端――移動(dòng)終端的正常工作
操縱網(wǎng)絡(luò)單元中砘儲(chǔ)的數(shù)據(jù)――獲取網(wǎng)絡(luò)服務(wù)訪問(wèn)權(quán)有意干擾通信
4．服務(wù)后抵賴類攻擊
服務(wù)后抵賴類攻擊是在通信后否曾經(jīng)發(fā)生此次通信，從而逃避付費(fèi)或逃避責(zé)任，具體的表現(xiàn)如下：
付費(fèi)抵賴――拒絕付費(fèi)
發(fā)送方否認(rèn)――不愿意為發(fā)送的消息服務(wù)承擔(dān)付費(fèi)責(zé)任
接收方抵賴――不愿意為接收的消息服務(wù)承擔(dān)付費(fèi)責(zé)任
三、移動(dòng)端的不安全因素
樓宇對(duì)講移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)端是由站組成的，移動(dòng)站不僅是移動(dòng)用戶訪問(wèn)移動(dòng)通信網(wǎng)的通信工具它還保存著移動(dòng)用戶的個(gè)人信息――如移動(dòng)設(shè)備國(guó)際身份號(hào)、移動(dòng)用戶國(guó)際身份號(hào)、移動(dòng)用戶身份認(rèn)證密鑰等。移動(dòng)設(shè)備國(guó)際身份號(hào)IMEI是唯一地代表一個(gè)移動(dòng)電話，而移動(dòng)用戶國(guó)際身份號(hào)和移動(dòng)用戶身份認(rèn)證密鑰也唯一地對(duì)應(yīng)著一個(gè)合法用戶。
由于移動(dòng)電話在日常生活中容易丟失或被盜竊，由此給移動(dòng)電話帶來(lái)了如下一些不安全因素：
使用盜竊或撿來(lái)的移動(dòng)電話訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，不用付費(fèi)，給丟失移動(dòng)電話的用戶帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)上的損失；
不法分子如若讀出移動(dòng)用戶的國(guó)際身份號(hào)和移動(dòng)用戶身份認(rèn)證密鑰，那么不法分子可以“克隆”許多移動(dòng)電話――從事移動(dòng)電話的非法買(mǎi)賣(mài)，給移動(dòng)電話用戶和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)上的損失；
不法分子還會(huì)更改盜竊或撿來(lái)的移動(dòng)電話的身份號(hào)，以此防止被登記在丟失移動(dòng)電話的黑名單上等等。
四、攻擊風(fēng)險(xiǎn)類
樓宇對(duì)講移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中的威脅還有如：無(wú)線竊聽(tīng)、假冒攻擊、完整性侵犯、業(yè)務(wù)否認(rèn)和移動(dòng)電話攻擊等等，具體的描述如下：
無(wú)線竊聽(tīng)――竊聽(tīng)無(wú)線信道中傳送的用戶身份號(hào)，用戶數(shù)據(jù)和信令信息；
假冒攻擊――假冒移動(dòng)用戶欺騙網(wǎng)絡(luò)端和假冒網(wǎng)絡(luò)端欺騙移動(dòng)用戶；
完整性侵犯――更改無(wú)線通信控制信道中傳送的信令信息；
業(yè)務(wù)否認(rèn)――移動(dòng)用戶濫用授權(quán)、網(wǎng)絡(luò)端服務(wù)提供商偽造帳單；
移動(dòng)電話攻擊――偷竊移動(dòng)電話、更改移動(dòng)電話身份號(hào)和克隆移動(dòng)電話。
樓宇對(duì)講移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中的安全技術(shù)從第一代模似樓宇對(duì)講移動(dòng)通信網(wǎng)到第二代數(shù)字樓對(duì)講移動(dòng)通信網(wǎng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明：樓宇對(duì)講移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中存在的各種不安全因素不僅威脅到移動(dòng)用戶的隱私和經(jīng)濟(jì)利益，而且嚴(yán)重影響安防移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行，并損害到服務(wù)商和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行商的經(jīng)濟(jì)利益，為了保護(hù)各個(gè)層次的利益，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)必須采用相應(yīng)的安全措施，提供足夠的安全技術(shù)級(jí)別服務(wù)；
1．保密性安全技術(shù)服務(wù)可分為五類，其保密級(jí)別和目的如下：
用戶語(yǔ)音保密性（級(jí)別1），目的――保護(hù)無(wú)線信道中傳送的用戶語(yǔ)音，防止被他人竊聽(tīng)。
用戶身份保密性（級(jí)別1），目的――用戶的真實(shí)身份，防止被無(wú)線跟蹤。
信令數(shù)據(jù)性（級(jí)別1），目的――保護(hù)無(wú)線信道中傳送的信令數(shù)據(jù)，防止被他人竊聽(tīng)。
用戶數(shù)據(jù)保密性（級(jí)別2），目的――保護(hù)無(wú)線信道中傳羝的用戶數(shù)據(jù)，防止被他人竊聽(tīng)。
認(rèn)證密鑰保密性（級(jí)別2），目的――保護(hù)SIM和AC只存儲(chǔ)的認(rèn)證密鑰，防止被他人竊取或“克隆”SIM。
2．認(rèn)證性安全技術(shù)業(yè)務(wù)可分為三類，它們的具體描述如下：
用戶身份認(rèn)證性，目的的――鑒別移動(dòng)用戶身份。防止假冒用戶；
網(wǎng)絡(luò)身份認(rèn)證性，目的――鑒別網(wǎng)絡(luò)身份，防止主動(dòng)攻擊者假冒網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行欺騙；
信令數(shù)據(jù)的完整性檢測(cè)，目的――保護(hù)無(wú)線信道中傳送的信令信息完整性，防止被他人篡改。
3．應(yīng)用層安全技術(shù)業(yè)務(wù)
上述兩類安全業(yè)務(wù)是在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的訪問(wèn)層提供。隨著安防移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)類別培多和電子商貿(mào)發(fā)展，在應(yīng)用層增設(shè)了安全技術(shù)業(yè)務(wù)，它們的具體描述如下：
實(shí)體身份認(rèn)證――兩個(gè)應(yīng)用實(shí)體互相認(rèn)證對(duì)方的身份；
數(shù)據(jù)源認(rèn)證――接收方應(yīng)用實(shí)體認(rèn)證數(shù)據(jù)確實(shí)來(lái)自于發(fā)送方；
數(shù)據(jù)完整性認(rèn)證――接收方應(yīng)用實(shí)體確認(rèn)接收到的數(shù)據(jù)沒(méi)有被篡改；
數(shù)據(jù)保密性――保護(hù)兩應(yīng)用實(shí)體之間的數(shù)據(jù)通信，實(shí)現(xiàn)端到端保密性，防止流分析；
數(shù)據(jù)接收證明――發(fā)送方應(yīng)用實(shí)體認(rèn)證可證明接收方確實(shí)收到了應(yīng)用數(shù)據(jù)。
五、移動(dòng)電話保護(hù)
移動(dòng)電話生成商為每部移動(dòng)電話分配一個(gè)全球唯一的國(guó)際移動(dòng)設(shè)備號(hào)IMEI，每當(dāng)移動(dòng)電話訪問(wèn)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，它必須傳其IMEI給網(wǎng)絡(luò)端設(shè)備號(hào)登記處EIR；EIR檢查廬IMEI是否在丟失和失竊移動(dòng)電話的“黑名單”上，若在則EIR就傳一個(gè)信令將該移動(dòng)電話鎖起來(lái)，此時(shí)使用者自己不能開(kāi)鎖，就不能繼續(xù)使用這個(gè)移動(dòng)電話，這個(gè)方法在很大程度上防止了非法用戶撿來(lái)或偷來(lái)的移動(dòng)電話濫用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，而由丟失移動(dòng)電話的合法用戶付費(fèi)，但是也有一些不法分子應(yīng)用高科技工具改變偷來(lái)的電話的IMEI，從而通過(guò)“黑名單”檢查。為防止修改移動(dòng)電話的IMEI，移動(dòng)電話生產(chǎn)商通常將IMEI設(shè)置在一個(gè)保護(hù)的單元――具有物理防撬功能的只讀存儲(chǔ)器。
后語(yǔ)
無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中存在的不安全因素對(duì)網(wǎng)絡(luò)用戶和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)營(yíng)者經(jīng)濟(jì)利益構(gòu)成威脅，為保護(hù)他們的利益，無(wú)線電通信網(wǎng)絡(luò)必須應(yīng)用上述相關(guān)技術(shù)的安全業(yè)務(wù)來(lái)消除不安全因素給網(wǎng)絡(luò)用戶帶來(lái)的威脅。隨著無(wú)線通信技術(shù)不斷發(fā)展，無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用不僅深入到國(guó)防軍事、科研教育、醫(yī)療衛(wèi)生等國(guó)民經(jīng)濟(jì)諸多領(lǐng)域，并已深入到千家萬(wàn)戶的日常生活。無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用越廣泛，它的安全性就越加重要。