Seminar Internet Technologien1 DECT, GSM, UMTS Seminar Internet Technologien ( IT - Sicherheit ) Alexander Kühn

Seminar Internet Technologien

1

DECT GSM UMTS

Seminar Internet Technologien( IT - Sicherheit )

Alexander Kuumlhn


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Gliederung

DECT Entstehung Einsatzgebiete Technik Sicherheit

GSM Entstehung Architektur Erweiterungen Sicherheit

UMTS Entstehung Architektur Sicherheit


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DECT Entstehung

Digital Enhanced Cordless Telecommunications (DECT Digitale verbesserte schnurlose Telekommunikation

DECT ist ein Standard fuumlr Schnurlostelefone sowie fuumlr kabellose

Datenuumlbertragung im Allgemeinen Entwickelt von der ETSI (European Telecommunications

Standards Institute) 1992 gab es die ersten DECT- Geraumlte im Handel 1994 die Definition des Generic Access Protocol (GAP) bis 1995 Digital European Cordless Telephony) ist der Nachfolger des CT1- und des CT2-Standards


4

DECT Einsatzgebiet

DECT ist primaumlr fuumlr so genannte picozellulare Telefonie innerhalb von Gebaumluden ausgelegt

Reichweite in Gebaumluden 30 bis 50 Meter (im Freien bis 300 m)

Mobilfunksystem bestehend aus einer oder mehrerer Basisstationen und mehrerer Mobilteile

Groumlszligere Flaumlchen wie (Buumlros Firmengelaumlnde) koumlnnen abgedeckt werden

DECT stellt nur den Zugang zu anderen Diensten zur Verfuumlgung nicht den Dienst selbst


5

DECT Technik Punkt- zu- Punkt-Verbindung zwischen einer Basisstation und

einem Mobilteil

Reservierter Frequenzbereich der in Europa zwischen 1880 und 1900Mhz liegt

Die Uumlbertragung basiert auf einem Time Division Duplex (TDD) und Time Division Multiple Access (TDMA) Verfahren

TDD (Sende- und Empfangskanal nutzen die gleiche Frequenz sind aber zeitlich getrennt es wird zwischen Sende und Empfangsmodus umgeschaltet)


6

DECT Technik Zur Uumlbertragung gibt es 10 verschiedenen Traumlgerfrequenzen

DECT verwendet einen Rahmen von 10 ms Dauer der in 24 Zeitschlitze aufgeteilt ist Jeder Zeitschlitz kann sowohl im Uplink als auch im Downlink verwendet werden

Durchsatz von 32 kbits in jedem Kanal

Es stehen 120 Kanaumlle zur Verfuumlgung die innerhalb einer Funkzelle parallel betrieben werden koumlnnen

Das Nutzsignal wird mittels ADPCM kodiert uumlbertragen Als Modulation wird Gaussian Frequency Shift Keying (GFSK)

verwendet


7

DECT Frame (Rahmen)

Quelle httpwwwtecchanneldenetzwerkwlan401492index3html


8

DECT Sicherheit

Unbefugte Benutzung und unbefugtes Mithoumlren werden bei DECT durch drei Methoden verhindert

Anmelden Der mobile Teilnehmer identifiziert sich dabei durch das DAM (DECT Authentication Module) bei Schnurlostelefonen uumlber Funk

Ausweisen Bei jedem Rufaufbau muss sich das Mobilgeraumlt bei der Basisstation durch Verwendung eines geheimen Schluumlssels ausweisen

Verschluumlsseln Daten werden verschluumlsselt uumlbertragen

Verschluumlsselungsstandard DECT Standard Cipher (nicht Veroumlffentlicht)

Die Verschluumlsselung ist ein optionaler Teil der DECT -Spezifikation und wird nicht von allen Geraumlten unterstuumltzt


9

DECT Sicherheit

Viel Kritik Dauerstrahlung der DECT- Basisstationen Gepulstes Dauersenden mit 250 mW 10 mW (Mittelwert) Enorme Steigerung der Strahlung mit mehreren Mobilteilen

Koumlrperliche Schaumlden


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GSM Historischer Uumlberblick

Situation vor Einfuumlhrung der GSM- Netze in West- Europa Nicht kompatible analoge Mobilfunknetze Hohe Preise fuumlr Endgeraumlte und Netzgebuumlhren Beschraumlnkung auf nationales Roaming

Einfuumlhrung eines europaumlischen Mobilfunkstandards GSM (Global System for Mobile Communication ) 1982 entsteht die Groupe Speacutecial Mobile Aufgabe (einheitlicher europaumlischer Mobilfunkstandard ) 1989 wird die (Global System for Mobile Communication) zu ETSI 1989 In Deutschland erhalten die Deutsche Bundespost und

Mannesmann eine GSM Lizenz 1992 Beginn des kommerziellen Netzstarts in Europa


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GSM Allgemein

(bdquo2Gldquo) Nachfolger der analogen Systeme der ersten Generation

Weltweit am meisten verbreitete Mobilfunk-Standard

Europaweite Mobilitaumlt (Roaming) Handover

Zellulare Netzstruktur

Sprachuumlbertragung Kurznachrichten (SMS) Fax Daten

EU GSM 900 fuumlr die D-Netze und GSM 1800 fuumlr die E-Netze

GSM 1900 wird in den USA eingesetzt


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GSM Zellstruktur

Zentral Computer

Funkzelle

Quelle httpwwwbfsdeelektropapierebroschuere_mobilfunkpdf


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GSM Telefonat



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GSM Architektur

Quelle httpwwwbsideliteratdocgsmindexhtm


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GSM Architektur Mobilstation (MS) International Mobile Subscriber Identity IMSI International Mobile Equipment Identity (IMEI) Base Transeiver Station (BTS) Sende- und Empfangseinheit Datenuumlbertragung

Base Station Controller (BSC) Verwaltet die Frequenzen Zeitschlitze Sendeleistung und leitet

Handover ein

Mobile Switching Center (MSC) das Heimatregister (Home Location Register HLR) das Besucherregister (Visitor Location Register VLR) das Authentisierungszentrum (Authentication Centre AC) sowie das Geraumlteidentifizierungsregister (Equipment Identity Register)


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GSM Technik

Frequency Division Multiplex Access (FDMA) Uplink 8902 MHz bis 9148 MHz Downlink 9352 MHz bis 9598 MH Traumlgerfrequenzabstand 200 kHz (Up- und Downlink) 124 Traumlgerfrequenzpaare Duplexabstand 45 MHz 13 kbits Sprache 96 kbits Daten

Time Division Multiple Access (TDMA) TDMA -Rahmen besteht aus 8 Zeitschlitzen


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GSM Uumlbertragung

Quelle httpdewikipediaorgwikiGlobal_System_for_Mobile_Communications


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GSM Erweiterungen Eingeschraumlnkte digitale Bandbreite (max 96 kbits) Optimiert fuumlr Sprachuumlbertragung

Weiterentwicklung des GSM Standards High Speed Circuit Switched Data (HSCSD) etwa schnelle leitungsvermittelte Datenuumlbertragung Buumlndelung mehrere Datenkanaumlle bis zu 432 kbits

General Packet Radio Service (GPRS) Allgemeiner paketorientierter Funkdienst bis zu 1712 kbits

Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE) effizienteren Modulationsverfahren bis zu 384 kbits


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GSM Sicherheit Identifikation der Hardware (Handy) IMEI (International Mobile Equipment Identity)

Subscriber Identification Module (SIM Chipkarte) PIN (Personal Identity Number ) Puk Personal Unblocking Key

Identifikation gegenuumlber dem Netz SIM-Karte hat feste Rufnummer Teilnehmeridentitaumlt IMSI (International Mobile Subscriber Identity) Schluumlssel Ki

Schutz der Teilnehmeridentitaumlt1048707 IMSI soll nicht im Klartext uumlbertragen werden VLR weist der MS eine TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity) zu und teilt die Zuordnung dem HLR mit Daten werden verschluumlsselt uumlbertragen


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GSM Sicherheit

Quelle httpwwwndsrubdelehrevorlesungennetz_syssichSystemsicherheit_3_Mobilfunk_v05pdf


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GSM Sicherheitsproblematik

Verschluumlsselung enden an der Basisstation

A3A8 Algorithmus wurde rekonstruiert Keine Autorisierung des Netzes Vortaumluschen einer Basisstation moumlglich IMSI- Catcher (IMSI ndash Request )

Quelle httpwwwinformatikuni-hamburgdeSVSteachingss2005seminarSeminar_UMTSpdf


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UMTS Entstehung

UMTS (Universal Mobile TelecommunicationSystem) 1992 von der ITU (International Telecommunications Union)

entwickelt gehoumlrt zum IMT-2000 Mobilfunkstandart 3GPP ndash Third Generation Partnership Project Weitere Pflege und

Entwicklung der Spezifikation System der 3 Generation ( Nachfolger von 2G und 25 G)

Ziele weltweit einheitlicher Standard Houmlhere Datenraten bis 2 Mbits Effizient nutzbare Frequenzbandauslastung als bei GSM Leitungsvermittelte und paketvermittelte Datenuumlbertragung Mehr Sicherheit


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UMTS Zellstruktur

WeltzelleSatellitenNoch keine genaue Spezifikation

UTRANUniversal Terrestrial Radio Access Network

Quelle httpcordiseuropaeuinfowinactsrusimpactsmobilehtm


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UMTS Architektur

Frequenz 1900 - 2025MHz und 2110 - 2200MHz Kanalabstand 5 MHz

Wideband Code Division Multiple Access (W-CDMA) Nutze die ganze Zeit das gesamte Frequenzband Kanaumlle werden durch Codes getrennt Jeder Benutzer hat eigenen Spreizcode Breitbandige Signale mehrerer Kanaumlle werden uumlberlagert Empfaumlnger kann Nutzsignal ausfiltern Zwei varianten (Frequency Division Duplex (FDD) Time Division

Duplex (TDD) )


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UMTS Architektur

Quelle Jens Gundermann Heinz Koch Andreas Schmiedel bdquoMobilfunknetze ndash von 2G nach 3Gldquo Medien-Institut Bremen


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UMTS Sicherheit

Bewaumlhrtes aus GSM Usim Authenfikation des Kunden Verschluumlsselung der Luftschnittstelle

Verbesserungen durch 3G Security Authentikation des Netzes gegenuumlber der USIM Integritaumltsschutz auf der Luftschnittstelle Neue Algorithmen 128 Bit Schluumlssellaumlngen (K CK IK) Verschluumlsselung endet im RNC


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UMTSAUTN -Authentication Token

AMF Authentication and key Management Field MAC Messace Authentication Code AK Anonymity Key

Quelle httpumtslinkatcgi-binreframercgiUMTSumts_grundlagephp


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UMTS Sicherheit

AUTN - Authentikation Token RAND - Zufallszahl XRES - Expected Response CK - Ciphering Key (Verschluumlsselung) IK - Integrity Key (Datenintegritaumlt)



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Quellenverzeichnis

Jens Gundermann Heinz Koch Andreas Schmiedel

Mobilfunknetze ndash von 2G nach 3G ndash

Medien-Institut Bremen

httphometiscalidekozlikdectdect_principleshtml

httpumtslinkat

httpwwwbsideliteratdocgsmgsmpdf

httpdewikipediaorg


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Ende

Fragen


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Danke fuumlr ihre Aufmerksamkeit


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Gliederung

DECT Entstehung Einsatzgebiete Technik Sicherheit

GSM Entstehung Architektur Erweiterungen Sicherheit

UMTS Entstehung Architektur Sicherheit


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DECT Entstehung






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DECT Einsatzgebiet







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einem Mobilteil





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verwendet


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DECT Frame (Rahmen)



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GSM Allgemein









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GSM Zellstruktur

Zentral Computer

Funkzelle



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GSM Telefonat



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GSM Technik




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GSM Uumlbertragung



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GSM Sicherheit



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UMTS Entstehung






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UMTS Architektur



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