2.4.3. Перестановка/деперестановка

Перестановка (перемежение) информации — это изменение позиций блоков информации относительно друг друга, которое позволяет разнести стоящие рядом символы, принадлежащие одному и тому же сообщению. При этом групповые ошибки преобразуются в одиночные и эффективно исправляются, например, сверточным декодером. Имеется несколько алгоритмов перестановки (перемежения) [41, 49], например, перестановка блоков информации в соответствии с таблицей (табличное перемещение), диагональное перемещение и т. д. Ниже рассмотрен один, наиболее простой [115] алгоритм, который используется чаще всего в сочетании с другими.

Принцип перестановки в данном случае заключается в том, что временные отсчеты GSM величиной 456 бит (для полной скорости передачи речи) разбиваются на 8 групп по 57 бит. Каждая такая группа передается в различных пакетах трафика и в различных кадрах. Биты в каждом пакете пронумерованы и разделены на четные и нечетные, и в соответствии с этим включаются в различные пакеты трафика.

Рис. 2.21.  Принцип перестановки информации

Основной недостаток принципа перестановки — это вносимая задержка из-за накопления пакетов информации, их перестановки и передачи.

2.4.4. Шифрование/дешифрование

В GSM защита информации представлена средствами шифрования передачи. Метод шифрования не зависит от типа передаваемых данных (речь, пользовательские данные или сообщения сигнализации). Оно применяется только к нормальным пакетам (normal burst).

Шифрование достигается преобразованием с помощью операции "исключающее ИЛИ". Эта операция проводится между псевдослучайной многоразрядной последовательностью и 114 полезными битами нормального пакета (все информационные биты кроме 2 контрольных флагов). Псевдослучайная последовательность получается на основе номера пакета и сеансового ключа (session key). Ключ устанавливается в начале сеанса путем обмена сигналами между приемником и передатчиком, используется только в течение одного сеанса связи. После окончания сеанса ключ автоматически стирается.

Расшифровка использует тот же самый ключ шифрования. Более детально процесс шифрования и дешифрования дан в курсе лекций "Криптография и безопасность сетей".

10.Что такое SIM-карта: назначение и развитие Если говорить кратко, то SIM-карта – это компьютер. Cимка содержит микропроцессор, шины для ввода и вывода информации, типичный для компьютеров набор видов памяти ROM (постоянная), RAM (оперативная), EEPROM (перезаписываемая). Карта хранит в себе различные данные, с некоторыми из которых она обращается с особой осторожностью для того, чтобы обеспечить безопасность абонента. В частности, на карте хранится следующая информация: IMSI (International Mobile Subscriber Identifier) – Международный идентификационный номер мобильного абонента. Фактически – имя пользователя в системе. Ki (Key) – индивидуальный ключ идентификации. ICCID (Integrated Circuit Card ID) – серийный номер карты. IMCI и ICCID хранятся на карте в незашифрованном виде, их сравнительно легко прочесть. А вот Ki надёжно скрыт от посторонних, все операции с ним карта проводит, используя внутренний процессор и память. Такая секретность необходима по одной простой причине – если кто-то узнает IMSI, ICCD и Ki вашей SIM-карты, у него появится совершать звонки от вашего имени и за ваши деньги.

Безопасная работа с SIM-картами SIM-карта – это сложно электронное устройство, поэтому её несложно случайно испортить или сломать. Наиболее распространённая неполадка, возникающая у многих пользователей, заключается в том, что их аппарат «не видит» или неожиданно перестаёт видеть вставленную симку. Такое может произойти, например, из-за конденсации влаги зимой, после того, как телефон был перенесен из холодной улицы в тёплое помещение. В любом случае, данная неполадка лечится следующим образом: карту следует вытащить из аппарата и аккуратно протереть её контакты мягкой безворсовой тканью. После этого всё должно заработать. Если говорить о безопасности, то SIM-карты имеют несколько уровней защиты. Как правило, абонентам приходится иметь дело с PIN и PUK-кодами. Строго говоря, телефон рекомендуется постоянно держать в состоянии, защищённом PIN-кодом, но редко кто выполняет эту рекомендацию.

У каждой SIM-карты есть уникальный номер, называемый IMSI (International Mobile Subscriber Identity), содержащий, в частности, сведения о стране и операторе, сетью которого обслуживается абонент. Именно этот номер является основным идентификатором абонента, с которым операторы мобильной связи ассоциируют всю прочую информацию —  номер телефона, адресные данные абонента, баланс денег на его счету и т.п. Подлинность SIM-карты проверяется с помощью специального «ключа», называемого «Ki». Данный ключ, представляющий собой многозначное число, хранится в двух местах — в самой SIM-карте и в базе данных. В ходе регистрации абонента в сети: 1. Телефон принимает от базовой станции «пароль» в виде случайного числа, называемый «RAND» (тут и далее названия взяты из официального описания стандартов GSM). 2. Это число шифруется процессором SIM-карты по некому специальному алгоритму A3 с использованием Ki. 3. Полученный результат («SRES») передается обратно. 4. Такая же операция независимо производится в сети мобильного оператора, после чего сервер аутентификации сравнивает свое значение SRES с полученным от телефона. Если они совпадают, значит достоверность SIM-карты подтверждена.