Universidade do Vale do Rio dos Sinos – Unisinos
Graduação Tecnológica em Segurança da Informação
Segurança de Redes Sem
Fio
Andrius Dal Pizzol, Felipe Feltes, Guilherme Hoescher,
Jonas Voltz
10 de Setembro de 2011
Sumário
Segurança em redes GSM
Algoritmos utilizados no GSM
Mecanismo de autenticação de rede GSM
GPRS
UMTS - 3G
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Segurança em redes GSM
•Segurança em redes GSM consiste dos seguintes aspectos:
•Autenticação da identidade do assinante;
•Confidencialidade da identidade do assinante;
•Confidencialidade das sinalizações do assinante;
•Confidencialidade dos dados do assinante;
•Implementadada em 3 diferentes elementos:
•Subscriber Identity Module (SIM);
•International Mobile Subscriber Identity (IMSI)
•Chave individual de assinante (Ki)
•Algoritmo A8;
•Algoritmo A3;
•GSM HandSet (Aparelho);
•Temporary Mobile Subscriber Identity (TMSI);
•Algoritmo A5;
•GSM Network;
•Algoritmos A3, A5 e A8;
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Segurança em redes GSM
•Os esquemas de segurança das redes GSM são formados de
forma que dados como IMSI e a chave Ki nunca sejam
transmitidos pela rede de rádio.
•As transmissões são criptografadas utilizando uma chave
randômica temporária (Kc)
•Mecanismos de challenge-response são utilizados para garantir
a autenticação;
•O Authentication Center (AUC) é a base de informações de
identificação e autorização dos assinantes;
•Esta base é composta do IMSI, TMSI, Local Area Identity
(LAI) e do Ki de casa assinante;
•Para que a segurança seja garantida, todos os 3 elementos são
necessários;
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Algoritmos
•A3
•É utilizado no SIM Card para autenticar o usuário na rede
GSM.
•Existem técnicas conhecidas para explorar falha no sistema
possibilitando a clonagem de aparelho desde que se obtenha
o SIM.
•No Brasil por motivo de compatibilidade com sistema
Europeu utiliza-se ainda COMP128.
•A5
•Utilizado para criptografia de dados entre a Mobile Station e a
Base Station
•Atualmente utilizado o A5/3 devido a problemas de segurança
conhecidos das versões A5/2 e A5/1
•Em 2010 foi realizado um ataque com sucesso ao algoritmo
sendo possível recuperar a chave utilizada, porem não se
aplica ao uso do A5/3 em redes GSM.
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Algoritmos
•A8
•Algoritmo de geração de chave assim como o A3 e reside no
SIM Card assim como HLR (Home Location Register)
•É utilizado para gerar o Kc, que é uma chave de sessão para
criptografia dos dados e é gerado com o Ki e o RAND
possuindo 64bits.
•É utilizado normalmente com o A3 formando o A3/A8 ou
COMP128.
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Mecanismo de autenticação
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GPRS
• General Packet Radio Service
• Taxa de de 26 a 40 kbit/s, podendo chegar na teoria a
171,2kbit/s.
• Implantação implica em pequenas modificações na infraestrutura
• Padronizado para transporte de dados definidos pelos
protocolos IP
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GPRS
• SGSN (Serving GPRS Support Node) entrega pacotes de
dados de e para as estações móveis dentro de sua área de
serviço. Armazena informações de localização (célula atual
e VLR atual) e os profiles do usuário (IMSI, endereço
utilizado na rede de pacotes de dados)
• GGSN (Gateway GPRS Support Node) atua como uma
interface com a rede externa de pacotes (Internet).
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Estrutura GPRS
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Algoritmo GPRS
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Segurança GPRS
• Confidencialidade
– É criado uma TLLI (Temporary Logical Link
Identifier, ao invés de usar a IMSI. (Radio e
SGSN).
• Autenticação
– Mesma utilizada pelo GSM porém relacionada com o
SGSN.
• Cifragem
– GPRS cifra dados e sinal durante a
transferência de dados. (MS -> SGSN)
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Segurança GPRS
– Existem 7 GEA (GPRS Encryption Algorithms).
• Segurança em Geral
– Devido ao fato de estar conectado a uma rede
de dados, fica exposta as mais conhecidas
ameças de segurança.
• Virus / Trojans
• Roubo de Informaçoes
• Segurança da Infraestrutura da Operadora (DoS,
Configurações
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3G - UMTS
- UMTS - Universal Mobile Telecommunications System
- Considerada a sucessora do GSM
- Opera em conjunto com as redes GSM (possibilitando a
migração gradativa)
- Planejado para ofertar uma infinidade de serviços,
juntamente com uma estrutura universal de roaming,
preservando as configurações pessoais de
cada cliente.
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UMTS - Arquitetura
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UMTS - Domínios
A arquitetura da rede UMTS, é subdividida e três domínios,
que correspondem a:
− User Equipament : Corresponde ao terminal móvel
juntamente com seu modelo de identificação do usuário USIM
(Universal Subscriber Identity Module)
− UTRAN : Rede de acesso ao sistema de rádio na
arquitetura UMTS – utiliza WCDMA
− Core Network: Sistema de controle da rede, subdividida em
comutação de pacotes, circuitos e banco de bados.
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UMTS – Componentes Core
Network
Comutação de Circuitos:
MSC – Mobile Switching Center – Comutação e
sinalização terminais presentes em sua área.
VLR – Visitor Location Register – Informações
temporárias de terminais em deslocamento
(Roaming)
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UMTS – Componentes Core
Network
Comutação de pacotes:
SGSN – Serving GPRS Support Node – Conexão
lógica de terminais intra áreas.
GGSN – Gateway GPRS Support Node –
Interface entre redes de pacotes (internet).
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UMTS – Componentes Core
Network
Banco de Dados:
HLR – Home Location Register – Base dados de
assinantes. (perfil, status, conta,..)
AuC – Authenticator Center – Armazena chave
de identidade para cada assinante. Gera chave
criptográfica para assinante e UTRAN.
EIR – Equipament Identity Register – Armazena
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os IMEIs dos equipamentos
UMTS – IMS (Internet Protocol
Multimedia Subsystem)
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UMTS – Melhorias de Segurança
GSM
- Autenticação Assinantes
- Confidencialidade (identidade)
- SIM Removível
- Criptografia Interface Rádio
UTMS
- Segurança contra falsa ERB
- Extensão criptográfica (nós aéreos)
- dados chaves cifradas
- Mecanismo de atualização
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UMTS – Arquitetura de Seguraça
TE: Equipamento
Terminal
USIM: User Identity
Module Serviço
SN: Rede Servir
HN: Home Network
MT: Terminação
Móvel
AN: Rede de Acesso
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Bibliografia
• GPRS Security – Charles Brookson, Dezembro 2001
• Authentication and Security in GPRS Environment: An Overview,
Lasse Huovinen, Department of Computer Science and
Engineering, Helsinki University of Technology
• Security Algorithms Group of Experts (SAGE), GSM and GPRS
GEA.
• GPRS – www.teleco.com.br
• UMTS http://www.gta.ufrj.br/ftp/gta/TechReports/RiLoPe03a.pdf
• UMTS http://www.wirelessbrasil.org/wirelessbr/artigos/SegurancaUMTS-Geral.pdf
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