Настольная книга компьютерного исследователя


Двойники в сотовых cетях стандарта CDMA.

По оценкам ведущих специалистов в области телекоммуникаций, самым переспективным стандартом предачи голосовой информации является CDMA. CDMA — это Code Division Multiple Access — система с кодовым разделением каналов. Технология с кодовым разделением каналов известна уже давно.
Первые научные материалы, описывающие ее принцип, появились в СССР еще до Великой Отечественной войны, а в последующих десятилетиях данная технология уже широко использовалась в военных системах связи, как СССР, так и США.
Возможности цифровой сотовой системы связи на основе кодового разделения каналов были впервые продемонстрированы Американской компанией Qualcomm в ноябре 1989г в Сан-Диего. В последующий период с 1990 по 1992г. были проведены показательные испытания оборудования в различных городах и регионах (Нью-Йорк, Вашингтон, и т.д.), которые подтвердили исключительно высокие характеристики системы, отличающие ее от систем других стандартов.
Цифровая сотовая система связи CDMA (Code Division Multiple Access) — множественного доступа с кодовым разделением каналов, обеспечивающая повышенную емкость, была стандартизована в 1993г Американской телекоммуникационной промышленной ассоциацией (U.S. Telecommunications Industry Association (TIA) в виде стандарта IS-95 («Mobile Station — Base Station Compatibility Standart for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System»).
На сегодняшний день производство оборудования цифровых сотовых систем связи CDMA освоено различными производителями: Qualcomm, Ericsson, Lucent Technologies, Motorola, NEC, Nortel, Samsung и др. Абонентское оборудование выпускается еще большим количеством компаний, к списку которых, кроме вышеприведенных, необходимо добавить такие компании как LG, Nokia, Qualcomm, Sony и т.д.
Среди основных преимуществ цифровых сотовых систем связи с кодовым разделением каналов, отвечающих стандарту IS -95, можно выделить следующие:
1. Повышенная емкость системы, определяемая максимально возможным количеством активных пользователей системы на территории зоны ее обслуживания. Емкость систем CDMA значительно превышает емкость существующих аналоговых систем связи. Это связано с высокой спектральной эффективностью, то есть возможностью многократного использования одного частотного канала во всех сотах. Повышению емкости системы способствует применение механизма контроля мощности и речевой активности, что уменьшает взаимные помехи, влияющие на емкость системы и другие факторы. Потенциально высокая емкость системы выражается в отсутствии блокировки вызовов в часы наибольшей нагрузки.
2. Высокое качество обслуживания абонентов, обусловленное использованием усовершенствованных алгоритмов обработки сигналов. Цифровые сотовые системы связи на основе CDMA способны обеспечить надежное функционирование в условиях замираний сигнала. При этом используется многолучевое распространение сигнала для улучшения качества связи.
На качество обслуживания в цифровых сотовых системах связи CDMA, также, влияет использование механизма мягкой эстафетной передачи абонента между сотами или секторами одной соты в процессе разговора («handoff»). При нахождении абонента на границе между двумя сотами обслуживание абонента не переходит скачкообразно от одной соты к другой, что привело бы к искажениям речи. При «мягком handoff» процедура перехода между сотами остается незаметной для пользователя.
В отличие от других цифровых и аналоговых сотовых систем связи, осуществляющих временный разрыв соединения при переходе между сотами («жесткий handoff»), в системах CDMA при появлении соединения с новой сотой поддерживается соединение с исходной. Кодированная форма сигналов в системе CDMA обеспечивает высокую степень защиты от подслушивания и делает цифровую сотовую систему более защищенной от помех, сканирующих приемников и различного мошенничества.
3. Экономичность системы. Излучаемая мобильными аппаратами средняя мощность в сотовых системах CDMA составляет менее 10 мВт, что на порядок ниже мощности, требуемой в системах с временным разделением каналов TDMA (Time — Division Multiple Access). Это обусловливает больший резерв аккумуляторов, а также намного меньшее биологическое воздействие на человека и окружающую среду.
В последнее время в России появился ряд операторов, разворачивающих сотовые сети связи стандарта CDMA. Самым крупным из Российских операторов CDMA является компания «Персональные коммуникации» — сотовая сеть «СОНЕТ», развивающая сеть сотовой связи в Москве, а также в Московской, Владимирской, Ярославской, Тверской и Тульской областях.
Проблема двойников появилась с началом эксплуатационных работ сотовой сети CDMA в Гонконгe.
Главным ступором служили сами мобильные терминалы, которые использовались в этих сетях: они не поддерживали самого простого и мощного средства по борьбе с клонами — A-KEY.A-KEY- это
сокращение от Authentication Key — ключ ауторификации [TSB50].
A-key 64-битный образец, запасанный в передвижной станции и HLR/AC.Он генирирует/изменяет(update) SSD передвижной станции.
AC- Ауторификационный Центр, который управляет информацией, связанной с Мобильной Станцией.
HLR- Домашний Регистр Местоположения. Регистр местоположения, на который MIN/IMSI назначен для записи информации абонента.
MIN- Передвижной Опозновательный Номер. 34-битовый число, которое является цифровым представлением номера с 10 цифрами, назначенного на передвижной станции.
ESN- Электронный Серийный Номер. 32-биный назначенный изготовителем Мобильной Станции, уникально идентифицирующий оборудование Мобильной Станции.
IMSI- Международная Идентификаця передвижных станций.
Познакомиться с алгоритмом работы можно на рис a-key.gif
Итак, в чём суть «двойников» или телефонных клонов:
Просто в сети оператора появляется два одиаковых телефона- с одинаковыми ESN’ом и MIN’о, система видит обоих, но не понимает…. В случае, если на номер владельца- «донора» будет приходить звонок, входящие звонки будут работать у того, кто последним позвонил…. А если же кто-то или двойник или «донор» будут находиться в режиме разговора, то второй или любой другой клон при наборе номера будет натыкаться на системное занято, т.е. очень частые гудки типа занято….
Чтобы сделать двойника в стандарте CDMA нужно знать 1. номер донора (MIN) с префиксом (обычно 3 цифры) 2. ESN телефона донора
к этому всему надо прибавить генератор контрольных сумм и программатор с телефоном для эксперементов.
Следующим шагом стала реализация всго этого на микраконтроллерах фирмы MICROCHIP [ www.microchip.com ], а конкретнее на микроконтроллере PIC micro MCU 16f622. Данный микроконтроллер встаивался в телефон по специальной схеме с внешним CLOCK и позволял программировать переделанный телефон с клавиатуры. У разных версий прошивок были разные возможности, у одних ESN можно было не пересчитывать из 16-ричной в 10-ричную систему, у других рефлизация генератора контрольных сумм была автоматической: или по формуле, или по таблице.
Посмотреть как эта реализация выглядит вживую можно на рисунке mc-8700.gif
Совсем недавно в нашей стране компания «Персональные коммуникации» реализовола систему защиты A-key на своём оборудовании. Но так как ещё остались аппараты не поддерживающие данную функцию (например QUALCOMM 800), эта проблема осталась не закрытой.



©2013 Журнал Хакера Entries (RSS) and Comments (RSS)