Обеспечение безопасности телефонных переговоров на каналах сотовой связи стандарта GSM

Мобильным телефоном пользуется порядка 90% всех живущих в России граждан. Но мало кто из них задумывался – как же все это работает. Когда набирается номер абонента и или кто-нибудь осуществляет вызов, то мобильный телефон по радиоканалу связывается с одной из антенн ближайшей базовой станции, которые устанавливаются на высоких зданиях. На них располагаются большие серые прямоугольные блоки с торчащими антеннами разных форм. Это и есть приемо-передающие антенны операторов сотовой связи. Они направлены в разные стороны, чтобы обеспечить связью абонентов со всех сторон. Ведь не известно, откуда будет поступать сигнал и куда «занесет» абонента с телефонной трубкой. На профессиональном языке антенны также называют «секторами». Как правило, они устанавливаются в количестве от одной до двенадцати [6, c.74]. От антенны сигнал по кабелю передается непосредственно в управляющий блок станции. Вместе они и образуют базовую станцию. Несколько базовых станций, чьи антенны обслуживают отдельную территорию, например, район города или небольшой населенный пункт, подсоединены к специальному блоку – контроллеру. К одному контроллеру обычно подключается до 15 базовых станций [6, c.45]. Контроллеры, которых также может быть несколько, кабелями подключены к «мозговому центру» – коммутатору. Коммутатор обеспечивает выход и вход сигналов на городские телефонные линии, на других операторов сотовой связи, а также операторов междугородней и международной связи. В небольших сетях используется только один коммутатор, в более крупных, обслуживающих сразу более миллиона абонентов, могут использоваться два, три и более коммутаторов, объединенных между собой опять-таки проводами. Зачем же такая сложность. Казалось бы, можно антенны просто подключить к коммутатору и все будет работать. А тут базовые станции, коммутаторы, кабельные соединения. Но, не все так просто. Когда человек передвигается по улице пешком или идет на автомобиле, поезде и т.д. и при этом еще и разговаривает по телефону, важно обеспечить непрерывность связи. Связисты процесс эстафетной передачи обслуживания в мобильных сетях называют термином «handover». Необходимо вовремя переключать телефон абонента из одной базовой станции на другую, от одного контроллера к другому и так далее [7, c.73]. Если бы базовые станции были напрямую подключены к коммутатору, то всеми этими переключениями пришлось бы управлять коммутатору. Многоуровневая схема сети дает возможность равномерно распределить нагрузку на технические средства. Это снижает вероятность отказа оборудования и, как следствие, потери связи. Итак, достигнув коммутатора, звонок переводится далее – на сеть другого оператора мобильной, городской междугородной и международной связи. Конечно же, это происходит по высокоскоростным кабельным каналам связи. Звонок поступает на коммутатор другого оператора. При этом последний «знает», на какой территории сейчас находится нужный абонент. Коммутатор передает телефонный вызов конкретному контроллеру, в котором содержится информация, в зоне действия какой базовой станции находится адресат звонка. Контроллер посылает сигнал этой единственной базовой станции, а она в свою очередь «опрашивает», то есть вызывает мобильный телефон. Весь этот длинный и сложный процесс в реальности занимает 2-3 секунды. Асинхронный способ передачи данных это такой способ передачи цифровых данных от передатчика к приемнику по последовательному интерфейсу, при котором данные передаются в любой момент времени. Для того, чтобы приёмник инициировал прием данных, вводятся специальные битовые последовательности, обрамляющие данные. Перед началом передачи данных передается стартовый бит, в конце передачи данных передается стоповый бит. Актуальность данной работы обусловлена тем, что в связи с распространением мобильных устройств и созданием мобильных рабочих пространств на их основе возросло значение обеспечения безопасности телефонных переговоров на каналах сотовой связи стандарта GSM, которое рассматривается в настоящей работе. Предметом исследования являются методы передачи данных в сетях сотовой связи GSM. Новизна работы заключается в разработке принципиального решения вопроса обеспечения безопасности телефонных переговоров на каналах сотовой связи стандарта GSM, с учетом возрастающих потребностей и возможности дальнейшего поэтапного развития сети в связи с появлением новых технических и программных решений, что является актуальной задачей. В данной работе рассматривается проблема обеспечения безопасности телефонных переговоров на каналах сотовой связи стандарта GSM. Исследованию проблем передачи трафика в беспроводных сетях в последнее десятилетие посвящено достаточно много работ отечественных и зарубежных ученых А. Е. Кучерявого, П. А. Абакумова, А. В. Абилова, Д. С. Васильева, В. М. Вишневского, К. Е. Самуйлова, В. К. Сарьяна, С. Н. Степанова, М. А. Шнепса, Б. С. Гольдштейна, А. К. Канаева, В. Г. Карташевского, А. Е. Кучерявого, Е. А. Кучерявого, Н. А. Соколова, В. О. Тихвинского, П. А. Абакумова. Целью данной работы является обеспечение безопасности телефонных переговоров на каналах сотовой связи стандарта GSM. Для достижения этих целей решались следующие задачи:  рассмотреть понятие и типы мобильной системы связи;  изучить особенности построения и функционирования мобильных систем связи;  рассмотреть мобильную станцию, базовую станцию и центр коммутации;  дать определение понятию и классификации угроз информационной безопасности мобильных систем связи;  изучить виды представления информации в мобильных системах связи и возможные каналы ее утечки;  построить модель вероятного нарушителя;  привести общую характеристику стандарта GSM;  рассмотреть особенности защиты информации от ошибок в МСС стандарта GSM;  рассмотреть особенности обеспечения информационной безопасности мобильных систем связи стандарта GSM. Объектом исследования данной работы является мобильная сеть. Предметом исследования является методы защиты информации. Практическая значимость данной работы состоит в реализации на практике мер по асинхронной передаче данных в мобильных системах. В исследовании применяются метод описания и метод анализа, которые позволят в полном объеме рассмотреть и охарактеризовать построение локальной вычислительной сети. Работа состоит из введения, заключения, трех глав, списка использованных источников и одного приложения.  

Конечно, материал, представленный в данном проекте, не может охватить абсолютную полноту раскрытия проблемы информационной безопасности в системах мобильной связи, но в нем представлены наиболее основные и важные аспекты этого вопроса. После рассмотрения и анализа проблемы информационной безопасности в системах мобильной связи были сделаны следующие выводы: 1. Как и любая информационная система, системы мобильной связи подвержены атакам со стороны нарушителей информационной безопасности, реализующих угрозы и уязвимости, присущие информационной сфере сети, а функциональные преимущества порождают новые угрозы и уязвимости. 2. Анализ нормативно-правовой базы по информационной безопасности показал, что на сегодняшний день существуют документально подтвержденные требования, обязывающие операторов связи обеспечивать безопасность информационных ресурсов, как собственных, так и доверенных пользователей. Однако не все вопросы, связанные с организацией ИС в МСС, достаточно регламентированы. Необходимо доработать некоторые существующие правовые документы и разработать ряд новых. 3. Для выполнения вышеуказанных требований необходимо, начиная с этапа проектирования и развертывания МСС, создать систему информационной безопасности, использование которой позволит учитывать интересы различных групп пользователей сетей мобильной связи, операторов и государства в обеспечении информационной безопасности. 4. Одним из основных принципов достижения этой цели является необходимость и обязанность внедрения и применения механизмов базового уровня информационной безопасности, а также построения системы информационной безопасности, обладающей свойствами, позволяющими повысить уровни информационной безопасности.  

1 Андрушко, Л. М. Электронные и квантовые приборы СВЧ / Л.М. Андрушко, Н.Д. Федоров. - М.: Радио и связь, 2020. - 206 c. 2 Апериодические усилители на полупроводниковых приборах. Проектирование и расчет. - М.: Советское радио, 2016. - 300 c. 3 Бабков, В. Ю. Сети мобильной связи. Частотно-территориальное планирование. Учебное пособие / В.Ю. Бабков, М.А. Вознюк, П.А. Михайлов. - М.: Горячая линия - Телеком, 2019. - 222 c. 4 Бабков, В. Ю. Сети мобильной связи. Частотно-территориальное планирование. Учебное пособие / В.Ю. Бабков, М.А. Вознюк, П.А. Михайлов. - М.: Горячая линия - Телеком, 2019. - 222 c. 5 Бабков, В. Ю. Системы мобильной связи. Термины и определения / В.Ю. Бабков, Г.З. Голант, А.В. Русаков. - М.: Горячая линия - Телеком, 2018. - 162 c. 6 Быховский, М. А. Развитие телекоммуникаций. На пути к информационному обществу. Развитие спутниковых телекоммуникационных систем. Учебное пособие / М.А. Быховский. - Москва: СИНТЕГ, 2019. - 436 c. 7 Величко, В. В. Модели и методы повышения живучести современных систем связи / В.В. Величко, Г.В. Попков, В.К. Попков. - Москва: Огни, 2019. - 272 c. 8 Величко, В. В. Основы инфокоммуникационных технологий / В.В. Величко, Г.П. Катунин, В.П. Шувалов. - М.: Горячая линия - Телеком, 2017. - 718 c. 9 Волин, М. Л. Усилители промежуточной частоты / М.Л. Волин. - М.: Советское радио, 2019. - 130 c. 10 Гольдштейн, Б.С. CALL-Центры и компьтерная телефония / Б.С. Гольдштейн, В.А. Фрейнкман. - М.: СПб: БХВ, 2018. - 372 c. 11 Гордиенко, В. Н. Многоканальные телекоммуникационные системы / В.Н. Гордиенко, М.С. Тверецкий. - Москва: Огни, 2020. - 396 c. 12 Джон, Бард Архитектура сетей связи на базе программируемых радиосредств / Бард Джон. - М.: Техносфера, 2020. - 974 c. 13 Инджиев, А. А. Твой компьютер и твой сотовый телефон. Руководство для крутого юзера / А.А. Инджиев. - М.: ВКТ, НТ Пресс, 2020. - 128 c. 14 Иньевски, К. Конвергенция мобильных и стационарных сетей следующего поколения / К. Иньевски. - М.: Техносфера, 2020. - 272 c. 15 Пестриков, В. Выжми все из мобильного телефона / В. Пестриков. - М.: БХВ-Петербург, 2020. - 676 c. 16 Петров, Б. М. Электродинамика и распространение радиоволн. Учебник / Б.М. Петров. - Москва: Огни, 2019. - 558 c. 17 Романюк, В. А. Основы радиосвязи / В.А. Романюк. - М.: Юрайт, 2020. - 288 c. 18 Рубичев, Н.А. Оценка и измерение искажений радиосигналов / Н.А. Рубичев. - М.: Советское радио, 2020. - 168 c. 19 Рудометов, Е. А. Шпионские страсти. Электронные устройства двойного применения / Е.А. Рудометов, В.Е. Рудометов. - М.: АСТ, Полигон, 2020. - 208 c. 20 Сапожков, М. А. Защита трактов радио и проводной телефонной связи от помех и шумов / М.А. Сапожков. - М.: Государственное издательство литературы по вопросам связи и радио, 2017. - 254 c. 21 Сомов, А. М. Распространение радиоволн и антенны спутниковых систем связи. Учебное пособие / А.М. Сомов. - Москва: Гостехиздат, 2018. - 456 c. 22 Фрэнк, Г. Сети, связь и потоки / Г. Фрэнк, И. Фриш. - М.: Связь, 2018. - 448 c. 23 Харкевич, А. А. Теоретические основы радиосвязи / А.А. Харкевич. - М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 2019. - 348 c.