Siêu thị PDFTải ngay đi em, trời tối mất

Thư viện tri thức trực tuyến

Kho tài liệu với 50,000+ tài liệu học thuật

Trang chủ

Đăng nhập

Đăng ký

Mới

Đăng ký tài khoản mới

AI Tư vấn

Mới

Trợ lý thông minh tìm tài liệu

Liên hệ fanpage

Hỗ trợ tìm tài liệu

Lưu trang

Liên hệ fanpage

Nghiên cứu các phương pháp bảo mật trong hệ thống gsm

PREMIUM

Số trang

Kích thước

703.7 KB

Định dạng

PDF

Lượt xem

1051

Nghiên cứu các phương pháp bảo mật trong hệ thống gsm

Nội dung xem thử

Mô tả chi tiết

ĐỐ ÁN TỐT NGHIỆP

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO

THÔNG VẬN TẢI CƠ SỞ II – TP.

HỒ CHÍ MINH

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NA M

ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ MÔN HỌC

BỘ MÔN : KỸ THUẬT VIỄN THÔNG

KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

Sinh Viên : NGUYỄN QUANG TRUNG

Lớp : Kỹ Thuật Viễn Thông K45

Tên đề tài :

NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO MẬT

TRONG HỆ THỐNG GSM

Nội dung của các bản thuyết trình :

1. MÔ HÌNH HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM

Tìm hiểu tổng quan về hệ thống thông tin di động GSM

2. MÔ HÌNH BẢO MẬT TRONG GSM

Mô hình bảo mật trong mạng GSM

3. QUÁ TRÌNH NHẬN THỰC TRONG MẠNG GSM

Trình bày quá trình nhận thực trong hệ thống GSM

4. THUẬT TOÁN A3, A8 VÀ COMP 128

Mô hình các thuật toán A3, A8 và COMP 128

5. QUÁ TRÌNH NÉN TRONG THUẬT TOÁN COMP 128

Tìm hiểu quá trình nén trong thuật toán COMP 128

6. QUÁ TRÌNH MÃ HÓA TRONG MẠNG GSM

Trình bày quá trình mã hóa trong hệ thống GSM

7. THUẬT TOÁN A5

GVHD : Th.S VÕ TRƯỜNG SƠN -1- SVTH : NGUYỄN QUANG TRUNG

ĐỐ ÁN TỐT NGHIỆP

Mô hình thuật toán A5

8. CẤU TRÚC THUẬT TOÁN A5

Tìm hiểu về thuật toán A5

Các bản vẽ chính :

1. MÔ HÌNH HỆ THỐNG GSM

2. MÔ HÌNH BẢO MẬT TRONG GSM

3. QUÁ TRÌNH NHẬN THỰC TRONG GSM

4. THUẬT TOÁN A3, A8 VÀ COMP 128

5. QUÁ TRÌNH NÉN TRONG THUẬT TOÁN COMP 128

6. QUÁ TRÌNH MÃ HÓA TRONG GSM

7. THUẬT TOÁN A5

8. CẤU TRÚC THUẬT TOÁN A5

Những yêu cầu bổ xung thêm trong nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp hoặc

chuyên đề :

................................................................................................

Cán bộ hướng dẫn : Th.S VÕ TRƯỜNG SƠN

Ngày giao nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp : 24/02/2009

Ngày bắt đầu thiết kế tốt nghiệp : 25/02/2009

Ngày nộp bản thiết kế tốt nghiệp :23/05/2009

Ngày 23 tháng 05 năm 2009

TL. HIỆU TRƯỞNG

PHÓ GIÁM ĐỐC CƠ SỞ II

TRƯỞNG BỘ MÔN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Đã nhận nhiệm vụ TKTN

Sinh viên : NGUYỄN QUANG TRUNG

GVHD : Th.S VÕ TRƯỜNG SƠN -2- SVTH : NGUYỄN QUANG TRUNG

ĐỐ ÁN TỐT NGHIỆP

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

........................................................................................

Thành phố Hồ Chí Minh tháng 05 năm 2009

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

GVHD : Th.S VÕ TRƯỜNG SƠN -3- SVTH : NGUYỄN QUANG TRUNG

ĐỐ ÁN TỐT NGHIỆP

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ĐỌC DUYỆT

........................................................................................

Thành phố Hồ Chí Minh tháng 05 năm 2009

GIÁO VIÊN ĐỌC DUYỆT

GVHD : Th.S VÕ TRƯỜNG SƠN -4- SVTH : NGUYỄN QUANG TRUNG

ĐỐ ÁN TỐT NGHIỆP

MỤC LỤC

MỤC LỤC.........................................................................................................................5

LỜI NÓI ĐẦU...................................................................................................................9

DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ.......................................................................................86

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT...............................................................................................88

TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................................92

CHƯƠNG I . TỔNG QUAN HỆ THỐNG THÔNG TIN TẾ BÀO..............................11

1.1.Hệ thống thông tin di động tế bào.............................................................................11

1.1.1. Khái niệm............................................................................................................11

1.1.2. Cấu trúc...............................................................................................................11

1.1.2.1. Cấu trúc hệ thống thoại di động trước đây....................................................11

1.1.2.2. Cấu trúc hệ thống thông tin di động tế bào...................................................11

1.1.3. Phân loại cell.......................................................................................................12

1.2. Lịch sử phát triển các hệ thống mạng di động.........................................................14

1.2.1. Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ nhất ( 1G ).............................................14

1.2.2. Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 2 ( 2G )..................................................15

1.2.3. Hệ thống thông tin di động thế hệ 2,5G.............................................................15

1.2.4. Hệ thống thông tin di động thế hệ 3G................................................................16

1.3. Hệ thống thông tin di động GSM.............................................................................16

1.3.1 Mô hình hệ thống thông tin di động GSM..........................................................16

1.3.2. Các thành phần chức năng trong hệ thống.........................................................17

1.3.2.1. Trạm di động ( MS – Mobile Station )..........................................................17

1.3.2.2. Phân hệ trạm gốc ( BSS – Base Station Subsystem )...................................18

1.3.2.2.1. Khối TRAU (Transcode/Rate Adapter Unit )........................................18

1.3.2.2.2. Khối BTS ( Base Tranceiver Station )...................................................18

1.3.2.2.3. Khối BSC (Base Station Controller)......................................................18

1.3.2.3. Phân hệ chuyển mạch SS ( SS - Switching Subsystem )..............................19

1.3.2.3.1. Trung tâm chuyển mạch di động MSC..................................................19

1.3.2.3.2. Bộ ghi định vị thường trú ( HLR – Home Location Register ).............20

1.3.2.3.3. Bộ ghi định vị tạm trú ( VLR – Visitor Location Register ).................21

1.3.2.3.4. Thanh ghi nhận dạng thiết bị ( EIR – Equipment Identity Register )...21

1.3.2.3.5. Khối chứng thực thuê bao ( AuC – Authetication Center )...................22

GVHD : Th.S VÕ TRƯỜNG SƠN -5- SVTH : NGUYỄN QUANG TRUNG

ĐỐ ÁN TỐT NGHIỆP

1.3.2.4. Phân hệ khai thác và bảo duỡng ...................................................................22

1.3.2.4.1. Khai thác.................................................................................................22

1.3.2.4.2. Bảo dưỡng .............................................................................................22

1.4.1. Mô hình hệ thống thông tin di động UMTS.......................................................23

1.4.2. Các thành phần chức năng trong hệ thống.........................................................24

1.4.2.1. Trạm di động..................................................................................................24

1.4.2.2. Phân hệ trạm gốc............................................................................................26

1.4.2.2.1. Cấu trúc của UTRAN.............................................................................26

1.4.2.3. Mạng lõi UMTS ( CN – Core Network )......................................................29

1.4.2.3.1. Máy chủ quản lý thuê bao HSS..............................................................30

1.4.2.3.2. Miền chuyển mạch kênh CS..................................................................31

1.4.2.3.3. Miền chuyển mạch gói PS ....................................................................31

CHƯƠNG II : BẢO MẬT TRONG MẠNG GSM........................................................33

2.1. Mô hình bảo mật trong mạng GMS ........................................................................33

2.2. Mục đích của việc bảo mật ......................................................................................35

2.3. Một số đặc trưng bảo mật trong GSM ....................................................................35

2.3.1. Chứng thực thuê bao...........................................................................................35

2.3.1.1. Cơ chế chứng thực trong hệ thống GSM ......................................................37

2.3.1.2 Quá trình chứng thực như sau .......................................................................37

2.3.2. Mã hóa ................................................................................................................38

2.3.2.1. Tạo key mã hóa Kc .......................................................................................38

2.3.2.2. Mã hóa dữ liệu...............................................................................................39

2.2.3. Một số đặc trưng bảo mật khác ..........................................................................39

2.2.3.1. Bảo vệ nhận dạng thuê bao............................................................................39

2.3.3.2. Card thông minh............................................................................................40

2.4. Thuật toán nhận thực ...............................................................................................40

2.4.1. Giới thiệu ............................................................................................................40

2.4.2. Thủ tục nhận thực ...............................................................................................40

2.4.3. Thuật toán COMP 128........................................................................................44

2.4.3.1. Mô tả thuật toán COMP 128..........................................................................44

2.4.3.2. Chức năng cơ bản của COMP 128................................................................45

2.4.3.2.1. Thuật toán Nén – Cấu trúc Butterfly ....................................................46

2.4.3.2.2. Hoán vị...................................................................................................46

2.4.3.2.3. Đầu ra của thuật toán COMP 128..........................................................47

GVHD : Th.S VÕ TRƯỜNG SƠN -6- SVTH : NGUYỄN QUANG TRUNG

ĐỐ ÁN TỐT NGHIỆP

2.4.5. Tấn công COMP 128..........................................................................................47

2.4.5.1. Narrow Pipe...................................................................................................48

2.4.5.2. Phân vùng tấn công .......................................................................................48

2.5. Thuật toán A5 ..........................................................................................................49

2.5.1. Giới thiệu ............................................................................................................49

2.5.2. Thủ tục mã hóa....................................................................................................49

2.5.3. Thuật toán A5......................................................................................................50

3.5.3.1. Cấu trúc thuật toán A5...................................................................................50

2.5.3.2. Mô tả thuật toán A5.......................................................................................51

2.5.4. Tấn công thuật toán A5/1....................................................................................54

2.5.4.1. Hệ thống GSM Interceptor Pro......................................................................55

2.6. Hạn chế của bảo mật trong mạng GSM ..................................................................56

2.6.1. Ưu điểm của GSM từ quan điểm UMTS............................................................56

2.6.2. Nhược điểm của GSM .......................................................................................56

CHƯƠNG III : MỐI TƯƠNG QUAN GIỮA UMTS VÀ GSM...................................58

3.1. Giới thiệu về bảo mật trong mạng UMTS...............................................................58

3.1.1. Đặc điểm bảo mật trong mạng UMTS................................................................58

3.1.1.1. Bảo mật truy nhập mạng................................................................................59

3.1.1.2. Bảo mật lĩnh vực mạng .................................................................................59

3.1.1.3. Bảo mật miền người sử dụng.........................................................................60

3.1.1.4. Bảo mật miền ứng dụng ................................................................................60

3.1.1.5. Tính định hình và tính rõ ràng của bảo mật..................................................61

3.1.2. Cấu trúc bảo mật mạng UMTS ..........................................................................61

3.2. Nhận thực trong UMTS............................................................................................61

3.2.1. Cơ chế nhận thực trong mạng UMTS ................................................................62

3.2.2. Chứng thực dữ liệu từ HE đến SN .....................................................................63

3.2.3. Phát sinh vecto chứng thực AV..........................................................................63

3.2.3. Chứng thực và khóa thỏa thuận..........................................................................64

3.2.4. Cơ chế đồng bộ lại .............................................................................................66

3.2.5. Thông báo chứng thực thất bại từ SGSN/VLR tới HLR....................................67

3.3. Mã hóa trong UMTS................................................................................................67

3.3.1. Giới thiệu ............................................................................................................67

3.3.2. Phương thức mã hóa...........................................................................................68

3.3.3. Các thông số đầu vào của thuật toán .................................................................68

GVHD : Th.S VÕ TRƯỜNG SƠN -7- SVTH : NGUYỄN QUANG TRUNG

ĐỐ ÁN TỐT NGHIỆP

3.3.3.1. COUNT – C ..................................................................................................68

3.3.3.2. Ciphering key (CK).......................................................................................69

3.3.4. Thuật toán nguyên ( Integrity Algorithms ) .....................................................70

3.3.5. Các thông số đầu vào..........................................................................................71

3.3.5.1. COUNT – I ...................................................................................................71

3.3.5.2. Khóa nguyên (IK)..........................................................................................71

3.3.5.3. Fresh...............................................................................................................71

3.3.6.4. Bit định hướng Direction...............................................................................72

3.4. Mối tương quan của UMTS và GSM.......................................................................72

CHƯƠNG IV : MÔ PHỎNG THUẬT TOÁN A3, A8 VÀ A5.....................................73

4.1. Chương trình mô phỏng thuật toán A3, A8 ............................................................73

4.2. Chương trình chạy mô phỏng thuật toán A51 ........................................................79

CHƯƠNG V : KẾT LUẬN.............................................................................................84

GVHD : Th.S VÕ TRƯỜNG SƠN -8- SVTH : NGUYỄN QUANG TRUNG

ĐỐ ÁN TỐT NGHIỆP

LỜI NÓI ĐẦU

Ngành công nghiệp viễn thông đã có những bước phát triển mạnh mẽ trong

những năm vừa qua, đặc biệt là trong lĩnh vực vô tuyến và di động. Sự phát triển của

các công nghệ mới kéo theo là rất nhiều dịch vụ tiện ích mới ra đời đáp ứng được nhu

cầu ngày càng cao của xã hội. Trong đó phải kể đến các dịch vụ truyền bản tin như

email, SMS, EMS, MMS, IM… đã góp phần không nhỏ trong việc nâng cao các ứng

dụng hiện có, đồng thời đưa ra một phương tiện truyền tin mới khi cần có thể thay thế

cho các cuộc gọi thoại truyền thống vốn không phải lúc nào cũng tiện lợi mà cước phí

lại cao.

Các công nghệ truyền bản tin cũng tạo ra một giải pháp hữu hiệu trong việc gắn

kết hai hệ thống lớn là viễn thông di động và Internet. Bằng phương pháp này, người

dùng có thể gửi các bản tin, nhạc chuông, logo, hình ảnh… cho điện thoại di động từ

Internet. Ngoài ra, người dùng có thể tra cứu thông tin thị trường chứng khoán, thời

tiết, chương trình truyền hình…. ở mọi nơi, mọi thời điểm và ở các thiết bị khác nhau.

Điều này tạo những chuyển biến tích cực trong đời sống kinh tế xã hội trên toàn thế

giới, thay đổi cách sống của con người.

Cùng với sự phát triển của thông tin di động mang lại nhiều lợi ích cho xã hội thì

những nguy cơ và thách thức đối với các nhà cung cấp dịch vụ cũng tăng.Thông tin

của người dùng truyền trong môi trường vô tuyến có thể bị tấn công hay bị nghe trộm

bởi người khác, các dịch vụ của nhà cung cấp có thể bị đánh cắp hay bị phá hoại.

Điều này gây thiệt hại lớn cả về kinh tế và chất lượng dịch vụ cho cả người dùng lẫn

nhà cung cấp dịch vụ. Những thách thức này đặt ra các yêu cầu cho các nhà cung cấp

dịch vụ về vấn đề nhận thực và bảo mật cho thông tin vô tuyến và di động để bảo vệ

quyền lợi của người dùng và lợi ích của chính bản thân các nhà cung cấp. Với sự phát

triển của thông tin và công nghệ máy tính người ta đã đưa ra các giải pháp về nhận

thực và bảo mật khác nhau. Một số công nghệ nhận thực và bảo mật hiện nay cho

phép tạo nên các giải pháp truyền tin di động được đảm bảo từ đầu cuối tới đầu cuối.

Các công nghệ này cần phải được hợp nhất vào trong ứng dụng từ lúc bắt đầu thiết kế

cho tới khi thực hiện xong.

Thế hệ đầu tiên của các hệ thống thông tin di động tổ ong có rất ít các phương

pháp an ninh bảo vệ những người dùng và nhà khai thác hệ thống. Hệ thống di động

GVHD : Th.S VÕ TRƯỜNG SƠN -9- SVTH : NGUYỄN QUANG TRUNG

Tài liệu tương tự (6)

Xem tất cả

PREMIUM

19425 lượt xem

Nghiên cứu các phương pháp chỉ số hoá và tìm kiếm thông tin văn bản ứng dụng trong thư viện số

Xem chi tiết

PREMIUM

20202 lượt xem

Nghiên cứu các nhân tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn chính sách kế toán tại các doanh nghiệp - trường hợp khảo sát tại Thành phố Hồ Chí Minh

Xem chi tiết

PREMIUM

17871 lượt xem

Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến ý định khởi nghiệp của sinh viên trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh

Xem chi tiết

PREMIUM

12432 lượt xem

Nghiên cứu các chỉ tiêu cơ lý của vữa xây dựng được chế tạo từ gạch phế thải

Xem chi tiết

PREMIUM

16317 lượt xem

Nghiên cứu các nhân tố ảnh hưởng đến ý định đi du lịch trong dịch COVID-19 tại Gia Lai

Xem chi tiết

PREMIUM

26418 lượt xem

Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến ý định mua hàng của người tiêu dùng qua thương mại điện tử livestream tại Việt Nam

Xem chi tiết

Tải ngay đi em, còn do dự, trời tối mất!