通信學論文-樓宇對講通信網(wǎng)中的安全技術(shù)摘要：樓宇對講通信網(wǎng)絡是無線電通信技術(shù)中的一個重要應用領域和組成部分，這項技術(shù)的開發(fā)和應用開始于上個世紀的20年代，當時主要使用在警察局總部與巡警車之間的車載移動通信服務并迅速在警察部門得到推廣應用關鍵詞：樓宇對講通信網(wǎng)絡安全技術(shù)安防移動通信網(wǎng)絡的發(fā)展史樓宇對講通信網(wǎng)絡是無線電通信技術(shù)中的一個重要應用領域和組成部分，這項技術(shù)的開發(fā)和應用開始于上個世紀的20年代，當時主要使用在警察局總部與巡警車之間的車載移動通信服務并迅速在警察部門得到推廣應用。1946年，美國的AT&T公司開發(fā)設計出一種可以連接移動用戶和固定電話用戶的無線電話技術(shù)；基于這項技術(shù)，AT&T公司進一步開發(fā)了稱之為安防移動電話服務（MTS，MobileTelephoneService）安防移動通信系統(tǒng)，它的改進型IMTS系統(tǒng)在1969年發(fā)展成當時唯一的遍布美國的樓宇對講移動通信網(wǎng)絡。1968年，AT&T公司的貝爾實驗室發(fā)明了蜂窩技術(shù)，它能將樓宇對講移動通信網(wǎng)絡的覆蓋區(qū)域劃分成很多類似蜂窩的小區(qū)，相隔較遠的小區(qū)可以使用相同的無線電頻率。蜂窩技術(shù)的應用極大地增加了移動通信網(wǎng)絡容量，并使小區(qū)的基站能采用低功率發(fā)射，避免高發(fā)射功率帶來的干擾問題。蜂窩技術(shù)的發(fā)明是移動通信史上的一個光輝里程碑，它的廣泛應用標志著樓宇對講移動通信進入了蜂窩移動通信時代。20世紀70年代末80年代初，第一代蜂窩樓宇對講移動通信網(wǎng)絡在日本、瑞典、英國、美國、德國和法國等諸多國家廣泛投入運行。第一代蜂窩移動通信網(wǎng)絡基于模擬通信技術(shù)，采用的是頻分復用（FDMA,FrequencyDivisionMultipleAccess）模式，網(wǎng)絡的容量基本可以滿足移動通信用戶的需要。到了20世紀80年代末，由于模擬技術(shù)的第一代蜂窩移動通信網(wǎng)絡已經(jīng)顯得過時，集成電路技術(shù)的進步推動了數(shù)字通信技術(shù)在第二代安防蜂窩移動通信網(wǎng)絡中的應用。如先進的數(shù)字語音編碼技術(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)絡頻段資源的利用率；差錯控制技術(shù)增強了網(wǎng)絡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)可以保護數(shù)字化了的用戶語音、數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡指令；身份證技術(shù)可以鑒別移動用戶的身份，有效防止身份假冒。所以第二代蜂窩移動通信網(wǎng)絡相比不僅性能優(yōu)良，而且安全。1990個，泛歐數(shù)字安防蜂窩移動通信網(wǎng)（GSM，GlobalSystemforMobileCommunication）率先在西歐各國開始運行，讓歐洲擺脫了第一代蜂窩移動通信網(wǎng)絡體制眾多互不相通的困境。GSM網(wǎng)絡在頻分復用（FDMA）的基礎上又采用了時分多址（FDMA），TimeDivisionMultipleAccess）來增加網(wǎng)絡容量。其后，澳大利亞、中國和一些中東國家也陸續(xù)采用GSM網(wǎng)絡，使得GSM網(wǎng)絡成為世界上覆蓋范圍最大的移動通信網(wǎng)絡。20世紀90個代末期隨著因特網(wǎng)與樓宇移動通信網(wǎng)的融合，低速率數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務已經(jīng)無法滿足移動用戶的需求，對高速率數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務的需求推動著移動通信網(wǎng)絡走向第三代。為此，國際電信聯(lián)盟ITU就倡導制定一個全球統(tǒng)一的第三代蜂窩樓宇移動通信網(wǎng)絡標準未來公共陸地移動電信網(wǎng)絡。1998年10月由歐洲、中國、日本、韓國和美國的電信標準組織聯(lián)合成立了第三代伙伴記計劃（3GPP、the3rdGenerationPartnershipProject）組織，旨在制定一種以IS95核心網(wǎng)絡為基礎的第三代移動通信網(wǎng)絡標準CDMA2000。第三代樓對講移動通信網(wǎng)絡在本世紀初開始投入使用，日本的DoCoMo公司于2001年10月1日率先運營第三代移動通信網(wǎng)絡。以上我們簡單地回顧了樓宇對講移動通信的過去和發(fā)展現(xiàn)狀，在科學技術(shù)的進步和人們對移動通信服務需求的雙重推動下，樓宇對講移動通信網(wǎng)絡仍將繼續(xù)不斷地向前發(fā)展，更完美地實現(xiàn)廣大樓宇對講移動通信用戶的通信服務需求。移動通信網(wǎng)絡中的不安全因素無線電通信網(wǎng)絡中存在著各種不安全因素如無線竊聽、身份假冒、篡改數(shù)據(jù)和服務后抵賴等等。樓宇對講移動通信網(wǎng)絡作為無線電通信網(wǎng)絡的一種類型同樣存在著這些不安全因素，由于樓宇對講移動通信網(wǎng)絡的特殊性，它還存在著其他類型的不安全因素。下面將從移動通信網(wǎng)絡的接口、網(wǎng)絡端和移動端三個部分分別分析其中的不安全因素，以及在安防移動通信網(wǎng)絡中的具體表現(xiàn)形成及其危害：一、無線接口中的不安全因素在樓宇對講移動通信網(wǎng)絡中，移動站與固定網(wǎng)絡端之間的所有通信都是通過無線接口來傳輸?shù)?，但無線接口是開放的，作案者可通過無線接口竊聽信道而取得其中的傳輸信息，甚至可以修改、插入、刪除或重傳無線接口中的消息，達到假冒移動用戶身份以欺騙網(wǎng)絡終端的目的。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)訪問網(wǎng)絡服務、威脅數(shù)據(jù)完整性三種。1非授權(quán)訪問數(shù)據(jù)類攻擊非授權(quán)訪問數(shù)據(jù)類攻擊的主要目的在于獲取無線接口中傳輸?shù)挠脩魯?shù)據(jù)/或信令數(shù)據(jù)。其方法有如下幾種：竊聽用戶數(shù)據(jù)獲取用戶信息內(nèi)容竊聽信令數(shù)據(jù)獲取網(wǎng)絡管理信息和其他有利于主動攻擊的信息無線跟蹤獲取移動用戶的身份和位置信息，實現(xiàn)無線跟蹤被動傳輸流分析猜測用戶通信內(nèi)容和目的主動傳輸流分析獲取訪問信息2非授權(quán)訪問網(wǎng)絡服務類攻擊在非授權(quán)訪問網(wǎng)絡服務類攻擊中，攻擊者通過假冒一個合法移動用戶身份來欺騙網(wǎng)絡端，獲得授權(quán)訪問網(wǎng)絡服務，并逃避付費，而且由被假冒的移動用戶替攻擊者付費。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是無線接口中的用戶數(shù)據(jù)流和信令數(shù)據(jù)流，攻擊者通過修改、插入、刪除或重傳這些數(shù)據(jù)流來實現(xiàn)欺騙數(shù)據(jù)接收方的目的，達到某種攻擊意圖。二、網(wǎng)絡端的不安全因素在樓宇對講移動通信網(wǎng)絡中，網(wǎng)絡端的組成比較復雜，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。所以安防移動通信網(wǎng)絡端同樣存在著一些不可忽視的不安全因素如無線竊聽、身份假冒、篡改數(shù)據(jù)和服務后抵賴等等。按攻擊類型的不同，有如下四類：1非授權(quán)訪問數(shù)據(jù)類攻擊非授權(quán)訪問數(shù)據(jù)攻擊的主要目的在于獲取網(wǎng)絡端單元之間傳輸?shù)挠脩魯?shù)據(jù)和/信令數(shù)據(jù)，具體方法有如下幾種：竊聽用戶數(shù)據(jù)獲取用戶通信內(nèi)容竊聽信令數(shù)據(jù)獲取安全管理數(shù)據(jù)和其他有利于主動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)和其他有利于主動攻擊的信息被動傳輸流分析獲取訪問信息非法訪問系統(tǒng)存儲的數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)中存儲的數(shù)據(jù)如合法用戶的認證參數(shù)等2非授權(quán)訪問網(wǎng)絡服務類攻擊非授權(quán)訪問網(wǎng)絡服務類攻擊的主要目的是訪問網(wǎng)絡而逃避付款，具體的表現(xiàn)形式有如下幾種：假冒合法用獲取訪問網(wǎng)絡服務的授權(quán)假冒服務網(wǎng)絡訪問網(wǎng)絡服務假冒歸屬網(wǎng)絡獲取可以假冒合法用戶身份的認證參數(shù)濫用用戶職權(quán)不付費而享受網(wǎng)絡服務濫用網(wǎng)絡服務職權(quán)獲取非法盈利3威脅數(shù)據(jù)完整性類攻擊樓宇對講移動通信網(wǎng)絡端的威脅數(shù)據(jù)完整性類攻擊不僅包括無線接口中的那些威脅數(shù)據(jù)完整性類攻擊，因為BSS與MSC之間的通信接口也可能是無線接口。而且，還包括有線通信網(wǎng)絡，具體的表現(xiàn)如下：操縱用戶數(shù)據(jù)流獲取網(wǎng)絡服務訪問權(quán)或有意干擾通信操縱信令數(shù)據(jù)流獲取網(wǎng)絡服務訪問權(quán)或有意干擾通信假冒通信參與者獲取網(wǎng)絡服務訪問權(quán)或有意干擾通信操縱可下載應用干擾移動終端的正常工作操縱移動終端移動終端的正常工作操縱網(wǎng)絡單元中砘儲的數(shù)據(jù)獲取網(wǎng)絡服務訪問權(quán)有意干擾通信4服務后抵賴類攻擊服務后抵賴類攻擊是在通信后否曾經(jīng)發(fā)生此次通信，從而逃避付費或逃避責任，具體的表現(xiàn)如下：付費抵賴拒絕付費發(fā)送方否認不愿意為發(fā)送的消息服務承擔付費責任接收方抵賴不愿意為接收的消息服務承擔付費責任三、移動端的不安全因素樓宇對講移動通信網(wǎng)絡通信網(wǎng)絡的移動端是由站組成的，移動站不僅是移動用戶訪問移動通信網(wǎng)的通信工具它還保存著移動用戶的個人信息如移動設備國際身份號、移動用戶國際身份號、移動用戶身份認證密鑰等。移動設備國際身份號IMEI是唯一地代表一個移動電話，而移動用戶國際身份號和移動用戶身份認證密鑰也唯一地對應著一個合法用戶。由于移動電話在日常生活中容易丟失或被盜竊，由此給移動電話帶來了如下一些不安全因素：使用盜竊或撿來的移動電話訪問網(wǎng)絡服務，不用付費，給丟失移動電話的用戶帶來了經(jīng)濟上的損失；不法分子如若讀出移動用戶的國際身份號和移動用戶身份認證密鑰，那么不法分子可以“克隆”許多移動電話從事移動電話的非法買賣，給移動電話用戶和網(wǎng)絡服務商帶來了經(jīng)濟上的損失；不法分子還會更改盜竊或撿來的移動電話的身份號，以此防止被登記在丟失移動電話的黑名單上等等。四、攻擊風險類樓宇對講移動通信網(wǎng)絡中的威脅還有如：無線竊聽、假冒攻擊、完整性侵犯、業(yè)務否認和移動電話攻擊等等，具體的描述如下：無線竊聽竊聽無線信道中傳送的用戶身份號，用戶數(shù)據(jù)和信令信息；假冒攻擊假冒移動用戶欺騙網(wǎng)絡端和假冒網(wǎng)絡端欺騙移動用戶；完整性侵犯更改無線通信控制信道中傳送的信令信息；業(yè)務否認移動用戶濫用授權(quán)、網(wǎng)絡端服務提供商偽造帳單；移動電話攻擊偷竊移動電話、更改移動電話身份號和克隆移動電話。樓宇對講移動通信網(wǎng)絡中的安全技術(shù)從第一代模似樓宇對講移動通信網(wǎng)到第二代數(shù)字樓對講移動通信網(wǎng)的運行經(jīng)驗證明：樓宇對講移動通信網(wǎng)絡中存在的各種不安全因素不僅威脅到移動用戶的隱私和經(jīng)濟利益，而且嚴重影響安防移動通信網(wǎng)絡的正常運行，并損害到服務商和網(wǎng)絡運行商的經(jīng)濟利益，為了保護各個層次的利益，移動通信網(wǎng)絡必須采用相應的安全措施，提供足夠的安全技術(shù)級別服務；1保密性安全技術(shù)服務可分為五類，其保密級別和目的如下：用戶語音保密性（級別1），目的保護無線信道中傳送的用戶語音，防止被他人竊聽。用戶身份保密性（級別1），目的用戶的真實身份，防止被無線跟蹤。信令數(shù)據(jù)性（級別1），目的保護無線信道中傳送的信令數(shù)據(jù)，防止被他人竊聽。用戶數(shù)據(jù)保密性（級別2），目的保護無線信道中傳羝的用戶數(shù)據(jù)，防止被他人竊聽。認證密鑰保密性（級別2），目的保護SIM和AC只存儲的認證密鑰，防止被他人竊取或“克隆”SIM。2認證性安全技術(shù)業(yè)務可分為三類，它們的具體描述如下：用戶身份認證性，目的的