Аутентификация и идентификация

Аутентификация [43] – процедура подтверждения подлинности (действительности, законности, наличия прав на пользование услугами сотовой связи) абонента системы подвижной связи. Необходимость введения этой процедуры вызвана неизбежным соблазном получения несанкционированного доступа к услугам сотовой связи, приводящим к многочисленным и разнообразным проявлениям особого рода мошенничества – фрода (от английского froud мошенничества, заключающегося в несанкционированном использовании ресурсов системы) в сотовой связи. Слово аутентификация (английское Authentication) происходит от греческого authentikos – подлинный, исходящий из первоисточника.

Идентификация – процедура отождествления мобильной станции, т.е. процедура установления ее принадлежности к одной из групп, обладающих определенными свойствами или признаками. Эта процедура используется для выявления утерянных, украденных или неисправных мобильных станций. Слово идентификация (английское Identification) происходит от средневекового латинского Identificare – отождествлять.

Первоначально в аналоговых системах сотовой связи первого поколения процедура аутентификации имела простейший вид: подвижная станция передавала свой уникальный идентификатор (электронный серийный номер – Electronic Serial Number, ESN), и если таковой отыскивался среди зарегистрированных в домашнем регистре, процедура аутентификации считалась успешно выполненной. Подобная простейшая аутентификация оставляла большие возможности для фрода, поэтому со временем и в аналоговых системах, и тем более в системах сотовой связи второго поколения с использованием дополнительных возможностей цифровых методов передачи информации, процедура аутентификации была значительно усовершенствована.

Идея процедуры аутентификации в цифровой системе сотовой связи заключается в шифровании некоторых паролей-идентификаторов с использованием квазислучайных чисел, периодически передаваемых на подвижную станцию с центра коммутации, и индивидуального для каждой подвижной станции алгоритма шифрования. Такое шифрование, с использованием одних и тех же исходных данных и алгоритмов, производится как на подвижной станции, так и в центре коммутации (или в центре аутентификации) и аутентификация считается закончившейся успешно, если оба результата совпадают.

В стандарте GSM процедура аутентификации связана с использованием модуля идентификации абонента (Subscriber Identity Module – SIM), называемого также SIM-картой (SIM-card) или смарт-картой (Smart-card). Модуль SIM – это съемный модуль, вставляемый в соответствующее гнездо абонентского аппарата. Модуль вручается абоненту одновременно с аппаратом и, в принципе, позволяет вести разговор с любого аппарата того же стандарта. Модуль содержит персональный идентификационный номер абонента (Personal Identification Number – PIN), международный идентификатор абонента подвижной связи (International Mobile Subscriber Identity – IMSI), индивидуальный ключ аутентификации абонента Ki, индивидуальный алгоритм аутентификации абонента A3, алгоритм вычисления ключа шифрования А8. Для аутентификации используется зашифрованный отклик (signed response) S, являющийся результатом применения алгоритма A3 к ключу Ki и квазислучайному числу R, получаемому подвижной станцией от центра аутентификации через центр коммутации.

Алгоритм А8 используется для вычисления ключа шифрования сообщений. Уникальный идентификатор IMSI для текущей работы заменяется временным идентификатором TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity – временный идентификатор абонента подвижной связи), присваиваемым аппарату при его первой регистрации в конкретном регионе (определяемом идентификатором LAI (Location Area Identity – идентификатор области местоположения), и сбрасываемым при выходе аппарата за пределы этого региона.

Идентификатор PIN-код, известный только абоненту, который должен служить защитой от несанкционированного использования SIM-карты, например при ее утере. После трех неудачных попыток набора PIN-кода SIM-карта блокируется, и блокировка может быть снята либо набором дополнительного кода – персонального кода разблокировки (Personal Unblocking Key – PUK), либо по команде с центра коммутации.

Процедура аутентификации стандарта GSM схематически показана на рис. 5.1.

Пунктиром отмечены элементы, не относящиеся непосредственно к процедуре аутентификации, но используемые для вычисления ключа шифрования Кс. Вычисление производится каждый раз при проведении аутентификации.

Рис. 5.1. Схема процедуры аутентификации в стандарте GSM:

R – случайное число; A3 – алгоритм аутентификации; А8 – алгоритм вычисления ключа

шифрования; Ki – ключ аутентификации; Кс – ключ шифрования; S – зашифрованный

отклик (Signed Response – SRES)

Процедура идентификации заключается в сравнении идентификатора абонентского аппарата с номерами, содержащимися в соответствующих «черных списках» регистра аппаратуры, с целью изъятия из обращения украденных и технически неисправных аппаратов. Идентификатор аппарата делается таким, чтобы его изменение или подделка были трудными и экономически невыгодными.