顛覆3G安全傳統(tǒng)觀 專家剖析3G網(wǎng)絡(luò)安全隱患
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何桂立：移動(dòng)通信近幾年的發(fā)展速度飛快，正在逐漸成為人們通信的主要方式。就其安全來看，主要集中在網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，能否實(shí)現(xiàn)良好的語音、數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)；網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的可靠性和安全性、整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的冗余度和可控性、內(nèi)容的靈活性等等都是3G網(wǎng)絡(luò)要面對的安全重點(diǎn)。
同時(shí)，基站和終端的輻射問題，以及對環(huán)境的影響都是整個(gè)“安全”概念需要涵蓋的范圍。除了網(wǎng)絡(luò)層面外，終端的安全隱患也越來越嚴(yán)重，包括手機(jī)對人體和環(huán)境的影響、手機(jī)病毒等。
目前我們有哪些安全機(jī)制和措施方法可以盡可能地降低3G網(wǎng)絡(luò)帶來的安全隱患？3G網(wǎng)絡(luò)的安全策略與2G和2.75G的網(wǎng)絡(luò)相比，有哪些特點(diǎn)？
周云：一般而言，3G的安全從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和應(yīng)用層面上可以分為接入安全、網(wǎng)絡(luò)安全、用戶安全、應(yīng)用安全和安全可預(yù)見性和配置。我們說移動(dòng)通信的安全，主要涉及三個(gè)層面：機(jī)密性、完整性和認(rèn)證性。上述任何一個(gè)方面都是3G安全機(jī)制的一部分，是一個(gè)整體。
對于應(yīng)用安全，網(wǎng)絡(luò)安全及可預(yù)見性和配置，主要從網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)層面以及模型的角度對3G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的安全性做了闡述。譬如手機(jī)軟件病毒、惡意代碼、核心節(jié)點(diǎn)攻擊等。對于手機(jī)生產(chǎn)廠商而言，接入安全顯得尤為重要。在2G中，只是網(wǎng)絡(luò)對用戶進(jìn)行鑒權(quán)，為單向鑒權(quán)。而在3G中(WCDMA和TD-SCDMA)一個(gè)重要的安全特征就是引入了雙向認(rèn)證。即不僅網(wǎng)絡(luò)對用戶進(jìn)行鑒權(quán)，同時(shí)用戶也對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行鑒權(quán)。
相對于2G的網(wǎng)絡(luò)單向認(rèn)證而言，這種雙向認(rèn)證提供了更好的安全性，具有防止假基站攻擊的功能。認(rèn)證過程也是密鑰協(xié)商的過程(AKA)，認(rèn)證完成后提供加密密鑰和完整性密鑰。由于采用同一種算法，產(chǎn)生的CK，IK可以用來以后MS和RNC的保密通信。
需要注意的是，3G中最大的一個(gè)安全特征是整個(gè)安全處理過程是公開的、透明的。3G中的算法和標(biāo)準(zhǔn)被很多相關(guān)組織和科研者進(jìn)行了分析，這是和以往最突出的不同點(diǎn)(2G中的算法是非公開的，在使用中很多漏洞被發(fā)現(xiàn))，因而3G能比以往技術(shù)提供更強(qiáng)健的安全特性。
對于數(shù)據(jù)的機(jī)密性，主要包括加密和信令完整性保護(hù)過程。若雙向鑒權(quán)通過，網(wǎng)絡(luò)方面定使用哪些完整性算法和加密算法，并向RNC發(fā)送安全模式命令，具體參數(shù)包括f8、f9、IK、CK和信道參數(shù)等，最終由RNC根據(jù)移動(dòng)臺(tái)的支持的安全算法能力和其許可使用的密碼算法，選擇安全模式使用的f8和f9中的哪種算法，并發(fā)消息給MS，啟動(dòng)完整性保護(hù)。
3G網(wǎng)中的加密機(jī)制和2G的加密機(jī)制相比，它使用128位的密鑰流，加密算法也經(jīng)過了公開的分析與檢驗(yàn)，因此可提供更為安全的信息通道。當(dāng)核心網(wǎng)收到來自基站的安全模式設(shè)置完成的消息，安全控制過程成功啟動(dòng)。如果需要加密，激活后的某個(gè)時(shí)間，移動(dòng)臺(tái)和RNC就可以開始進(jìn)行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、信道標(biāo)識(shí)、信令等的加密保護(hù)了。通常情況下，登記完成后，VLR將臨時(shí)分配一個(gè)TMSI給移動(dòng)臺(tái)，不再使用IMSI。越區(qū)以后若重新鑒權(quán)就用這個(gè)TMSI。MS關(guān)機(jī)時(shí)TMSI的存儲(chǔ)。在對用戶身份的保密這一點(diǎn)上，3G完全繼承了2G的特點(diǎn)，并在使用上提供了相應(yīng)的擴(kuò)展。
自此至業(yè)務(wù)信道的建立和通過過程，業(yè)務(wù)信息和信令信息的傳送都要經(jīng)過加密解密，完整性保護(hù)及驗(yàn)證過程，提供3G通信有效的保護(hù)。
李京川：3G與2.5G和2.75G在核心網(wǎng)絡(luò)上沒有太大的區(qū)別。他們的區(qū)別更多體現(xiàn)在無線這一層，我們所說的安全挑戰(zhàn)更多地也是來自于核心網(wǎng)。但是在應(yīng)對一些潛在的安全隱患上，目前采用較多的是“域”的概念的引入，把整個(gè)網(wǎng)絡(luò)邏輯上分成若干了相對獨(dú)立的部分進(jìn)行分而治之，當(dāng)然這些是要落實(shí)到在具體的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上來實(shí)現(xiàn)。但是網(wǎng)絡(luò)安全策略并不把具體的實(shí)現(xiàn)技術(shù)作為重點(diǎn)，可以采用VPN、MPLSVPN等多種具體的技術(shù)。這就是現(xiàn)在人們提出的“物理分布，邏輯集中”。
從長遠(yuǎn)來看，今后的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)該是3G的主導(dǎo)力量。包括語音。3G分PS、CS，今后他們兩都會(huì)跑到PS中，更多是以VIP的方式進(jìn)行傳輸，只不過在3G中會(huì)有更特殊的設(shè)備，使運(yùn)營更高一些。未來數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的保護(hù)肯定是核心。
現(xiàn)在全球3G網(wǎng)絡(luò)的安全演進(jìn)情況如何？國際上流行的觀點(diǎn)有哪些？
李京川：就全球而言，目前的主要安全策略是采取不同的安全解決方案。從網(wǎng)絡(luò)安全這個(gè)問題來講，確實(shí)是網(wǎng)絡(luò)方案應(yīng)該扮演越來越重要的角色。從產(chǎn)業(yè)鏈上來說是三個(gè)角色：廠商、解決方案提供商、方案提供商和最終的運(yùn)營商三者。這個(gè)時(shí)候誰來扮演解決方案提供商，并不是一些咨詢公司，因?yàn)樗麄儾⒉皇钦嬲迷O(shè)備細(xì)節(jié)的人。往往這種解決方案提供商更多是有規(guī)模比較大的產(chǎn)品提供商來扮演。
中國運(yùn)營商目前就3G網(wǎng)絡(luò)安全應(yīng)做哪些準(zhǔn)備？
李京川：從全國趨勢來說，中國移動(dòng)現(xiàn)在就是移動(dòng)運(yùn)營商，現(xiàn)在就有GPRS網(wǎng)，情況要復(fù)雜一些。因?yàn)樗婕暗紾PRS向3G的過渡過程，過渡以及互聯(lián)互通的問題，所以要復(fù)雜一些。因此我們要首先要考慮到怎么把2.5G的網(wǎng)變得更加安全，在這個(gè)基礎(chǔ)上怎么把這張網(wǎng)融合到未來得3G網(wǎng)中。因?yàn)楝F(xiàn)在有兩張骨干網(wǎng)，所有的業(yè)務(wù)都上面。而未來的骨干網(wǎng)是以3G網(wǎng)為主，這就涉及到互聯(lián)互通。IP的劃分以及互聯(lián)互通就會(huì)復(fù)雜一些。
中國電信跟中國網(wǎng)通相對簡單一些，從3G角度看是一張白紙，這個(gè)時(shí)候等于在白紙上書寫未來3G網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)，相對來說會(huì)容易一些。
周云：如果說提前考慮到每個(gè)運(yùn)營商的情況都不一樣，首先是要點(diǎn)對點(diǎn)的分析。然后，在先期準(zhǔn)備的時(shí)候應(yīng)該是在總體架構(gòu)的制定上，總體架構(gòu)制定上回答您剛才的問題，實(shí)際上這里必須涉及到安全域的問題，實(shí)際上我們會(huì)把不同的運(yùn)營商按照他安全的需求會(huì)分成不同的域，現(xiàn)在我們要考慮具體部署，安全設(shè)備的控制點(diǎn)，安全的控制點(diǎn)應(yīng)該是放在域與域之間。其次，域內(nèi)也要考慮類似防病毒的東西。因?yàn)樵谟騼?nèi)從道理講要相信，如果在一個(gè)安全域內(nèi)應(yīng)該相信域內(nèi)所有的人。但有的時(shí)候他自己不知道已經(jīng)被一個(gè)黑客拿下，可能拿著PC機(jī)直接掛在域里，由于他的疏忽造成向有后門一樣。兩個(gè)點(diǎn)，一個(gè)是域與域之間的充分控制，一個(gè)是域內(nèi)的充分控制。
IMS的引入和網(wǎng)絡(luò)融合趨勢的出現(xiàn)對3G網(wǎng)絡(luò)安全帶來哪些挑戰(zhàn)？
何桂立：不論是三網(wǎng)融合還是n網(wǎng)融合，我們所采取的安全思維方式是觸類旁通的。首先是要保證網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的高可靠性和安全性。這是網(wǎng)絡(luò)的物質(zhì)基礎(chǔ)，不能因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)的信息流量出現(xiàn)超負(fù)荷的情況就出現(xiàn)設(shè)備的癱瘓，這是運(yùn)營商和用戶都不能容忍的。
其次是網(wǎng)絡(luò)要提供充足的冗余度，以保證路由的靈活性，從而在最大限度上避免由于網(wǎng)絡(luò)擁堵所造成的網(wǎng)絡(luò)崩潰。這些都是3G作為傳統(tǒng)通信網(wǎng)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的差別做決定的。前者是需要較好的質(zhì)量保證，如QoS等；而后者是一種松散網(wǎng)絡(luò)，并不需要電信級(jí)的服務(wù)質(zhì)量。
多網(wǎng)融合的趨勢和3G發(fā)展的前景都在證實(shí)一個(gè)現(xiàn)實(shí)，即網(wǎng)絡(luò)的IP化。這是未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展給安全帶來的最大挑戰(zhàn)。以目前日益火暴的VoIP來講，已經(jīng)取得了應(yīng)用，但從安全角度講，它還不是一個(gè)實(shí)實(shí)在在的電信級(jí)業(yè)務(wù)，因?yàn)樗陌踩赃h(yuǎn)遠(yuǎn)不足。如可追溯性，即對電話來源的跟蹤和控制沒有得到有效解決；在運(yùn)營商對中間環(huán)節(jié)的可控性上也明顯不足，根本沒有解決商用問題；IP沒有QoS，安全問題就是這種基于IP業(yè)務(wù)最大的隱患。最后，還有互聯(lián)互通問題，不過國家已經(jīng)意識(shí)到未來網(wǎng)絡(luò)在這方面安全的不足，已經(jīng)著手在加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和可控性方面做出努力，不久的將來，互聯(lián)互通也會(huì)得到很好地解決。
周云:新技術(shù)的引入會(huì)帶來新的業(yè)務(wù)和功能，在安全方面勢必提出新的要求。IMS的引入會(huì)對IMS系統(tǒng)內(nèi)和不同IMS系統(tǒng)間的業(yè)務(wù)安全提出新的要求，包括對用戶身份合法性的認(rèn)證、相關(guān)業(yè)務(wù)的安全性如信息流和信令的安全性等等。
李京川：IMS的引入使核心網(wǎng)更加開放，隨之而來的就是對安全的新的挑戰(zhàn)。IMS讓3G網(wǎng)絡(luò)與Internet等網(wǎng)絡(luò)之間的距離越來越短，這對3G網(wǎng)絡(luò)本身的安全是一個(gè)新的挑戰(zhàn)。但是IMS作為3G的更高層面的技術(shù)演進(jìn)，其本身就具備較高的安全措施。
在業(yè)務(wù)豐富的今天，3G終端的安全問題對網(wǎng)絡(luò)有怎樣的影響？
史文勇：隨著3G應(yīng)用的不斷完善。3G終端作為網(wǎng)絡(luò)和用戶之間的橋梁起著非常重要的作用。而終端的安全與否直接影響3G業(yè)務(wù)的開展,甚至關(guān)系到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的安全.而手機(jī)病毒的日益猖獗正在對3G終端和3G網(wǎng)絡(luò)提出挑戰(zhàn).今天,手機(jī)病毒經(jīng)歷了短信病毒階段，其是針對普通非智能手機(jī)芯片固化程序的缺陷，通過網(wǎng)絡(luò)向這些有缺陷的手機(jī)發(fā)送特殊字符的短信，從而產(chǎn)生各種如關(guān)機(jī)、重啟、刪除資料等現(xiàn)象。
今天進(jìn)入了誘騙型病毒階段，主要是針對通用的智能手機(jī)操作系統(tǒng)出現(xiàn)及智能手機(jī)大規(guī)模使用。該類型手機(jī)病毒利用智能手機(jī)操作系統(tǒng)開放的接口編寫病毒，然后利用人們的好奇心或信任來(或者說是利用社會(huì)工程學(xué))達(dá)到廣泛傳播的目的，利用業(yè)務(wù)發(fā)展及終端能力增強(qiáng)使移動(dòng)終端之間的病毒傳播便利，如通過移動(dòng)通信帶寬增加；彩信、Java等業(yè)務(wù)的廣泛使用；藍(lán)牙、紅外功能的廣泛使用等。今后，手機(jī)病毒還會(huì)向著漏洞型病毒的方向發(fā)展。
記者觀察
有人把網(wǎng)絡(luò)安全對人的作用比喻成疾病對健康的影響，這種比方再恰當(dāng)不過。在移動(dòng)通信正逐步成為通信市場的主角的時(shí)候，中國也正在迎接3G網(wǎng)絡(luò)所帶來的便利和安全挑戰(zhàn)。
3G網(wǎng)絡(luò)本身是復(fù)雜的,所以作為形影不離的3G安全也是復(fù)雜的。對待相同的網(wǎng)絡(luò)，我們對安全的認(rèn)識(shí)卻會(huì)有很多的可能，而采取不同的安全措施，正如疾在腠理，湯熨治之；疾在肌膚，則要用針石；疾在腸胃，就只有用火齊了。但網(wǎng)絡(luò)安全的毫發(fā)之傷對人類正常生活的影響，其廣度和速度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝于任何疾病。
3G安全給我們提出了哪些新的挑戰(zhàn)？我們該如何正確面對？一系列的問題需要我們?nèi)ニ伎?、探討、求證。
精彩觀點(diǎn)
——3G網(wǎng)絡(luò)安全的主要思想是“物理分布，邏輯集中”。
——不論是三網(wǎng)融合還是n網(wǎng)融合，我們所采取的安全思維方式是觸類旁通的。
——IMS讓3G網(wǎng)絡(luò)與Internet等網(wǎng)絡(luò)之間的距離越來越短，這對3G網(wǎng)絡(luò)本身的安全是一個(gè)新的挑戰(zhàn)。
——3G完全繼承了2G的特點(diǎn)，并在使用上提供了相應(yīng)的擴(kuò)展，但其與2G安全最大的不同是整個(gè)安全處理過程的公開性和透明性。
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