Đề tài Khảo sát hệ thống GSM

aán ñònh cho thueâ bao di ñoäng naøy. Luaän aùn toát nghieäp Chöông 1: Toång quan veà heä thoáng GSM Trang66 5. MRNAP yeâu caàu moät soá löu ñoäng töø MRNR. MRNR aán ñònh moät soá löu ñoäng roãi vaø gaén soá IMSI cuûa thueâ bao di ñoäng vôùi soá löu ñoäng (MSRN) naøy. 6. MRNAP cung caáp soá löu ñoäng (MSRN) cho HLR qua TCAP, CCS vaø ñöôøng baùo hieäu. Hình 2.16 Cung caáp soá löu ñoäng ¾ Ñònh tuyeán löu ñoäng cuûa cuoäc goïi vaøo töø GMSC 7. Cuoäc goïi töø GMSC ñöôïc ñònh tuyeán ñeán MSC/VLR nhôø soá löu ñoäng cuûa traïm di ñoäng (MSRN). 8. Phaân tích chöõ soá (DA) chæ ra moät tröôøng hôïp ñònh tuyeán (RC). 9. Phaân tích tuyeán chæ ra moät tuyeán phaàn meàm. Caùc chöùc naêng lieân quan ñeán tuyeán naøy ñöôïc ñieàu khieån bôûi khoái MRNR. 10. MRNR kieåm tra soá thu ñöôïc (MSRN) vaø tìm ra lieân heä giöõa MSRN vaø IMSI. 11. IMSI ñöôïc gôûi ñeán MSNAN ñeå tìm ra baûn ghi soá lieäu cuûa thueâ bao töông öùng (MTV). 12. Baûn ghi soá lieäu thueâ bao ôû MTV ñöôïc lieân keát coá ñònh vôùi baûn tin SC chöùa SNB. SNB kí hieäu cho soá thueâ bao, nhöng ôû tröôøng hôïp naøy ñoù laø moät soá giaû ñöôïc söû duïng ñeå ñònh tuyeán laïi cuoäc goïi ôû TCS. Vieäc ñònh tuyeán laïi nghóa laø vieäc thöïc hieän phaân tích chöõ soá môùi söû duïng soá giaû naøy (vaø moät nguoàn goác môùi). MSC/VLR IMSI MSRN IMSI IMSI MTVP MTVP IMSI Ñaõ nhaäp maïng MSRN traïng thaùi? HLR MAPTC MRNAP MRNR MSNAN MTV SC 1 2 5 3 4 Luaän aùn toát nghieäp Chöông 1: Toång quan veà heä thoáng GSM Trang67 Hình 2.17 Ñònh tuyeán löu ñoäng cuûa cuoäc goïi vaøo cuûa GMSC Hình 2.18 Keát cuoái cuoäc goïi ñeán MS MSC/VLR MSRN RC MSRN MSRN SNB MTVP IMSI SNB= Soá giaû MTVP SNB GMSC DA RE MRNR MSNAN MTV SC 7 10 5 9 13 RA 11 12 4 MSC/VLR SNB SNB TE MPVP MTVP SCP IMSI MTVP LAP Busy MSISON MTBP IMSI MTVP LAP LAP IMSI RE SC MMM DA MPAG 19 15 18 14 20 MTV MTE 16 13 17 Luaän aùn toát nghieäp Chöông 1: Toång quan veà heä thoáng GSM Trang68 ¾ Keát cuoái cuoäc goïi ñeán MS 13. MRNR cung caáp soá giaû ( SNB) 14. Phaân tích caùc chöõ soá ôû SNB cho thaáy raèng ñaây laø soá keát cuoái (TE). Con troû SC (SCp) töông öùng cuõng ñöôïc cho. 15. Baây giôø SC ñöôïc yeâu caàu cung caáp con troû MTV töông öùng (MTVp). 16. MTV kieåm tra xem thueâ bao ñaõ ñöôïc ñaêng kí ñaày ñuû chöa vaø chuyeån giao ñeán MTB. 17. Moät phaàn MTB roãi bò chieám vaø soá lieäu lieân quan vôùi thueâ bao taïm truù ñöôïc löu giöõ ôû ñoù (MTV vaø MTB ñöôïc noái vôùi nhau). 18. Moät boä phaän ôû MMM bò chieám vaø soá lieäu ñöôïc löu giöõ (MTB vaø MMM ñöôïc noái vôùi nhau). 19. MMM yeâu caàu MTV “ñaùnh daáu baän” cho thueâ bao. 20. MMM yeâu caàu MPAC thöïc hieän tìm goïi. MMM cung caáp IMSI vaø con troû ñeán vò trí hieän thôøi. III. HEÄ THOÁNG CHUYEÅN MAÏCH HLR/AUC , CAÙC VAÁN ÑEÀ VEÀ BAÛO MAÄT 1. Toång quaùt Moãi haõng khai thaùc coù moät cô sôû döõ lieäu trung taâm ñöôïc goïi laø Boä ghi ñònh vò thöôøng truù (HLR) ñeå löu giöõ caùc ñaêng kí thueâ bao (thoâng tin veà soá maùy thueâ bao v.v…) HLR mang thoâng tin veà taát caû caùc thueâ bao thöôøng truù. Ñaây laø caùc thueâ bao ñaõ ñaêng kí ñeán moät haõng khai thaùc GSM nhaát ñònh. Trong phaàn lôùn caùc tröôøng hôïp moät thueâ bao coù theå thaâm nhaäp ñeán toaøn boä heä thoáng cuûa toaøn Chaâu AÂu (nghóa laø caùc maïng GSM ôû taát caû caùc nöôùc) nhöng noù seõ traû cöôùc cho ñaêng kí thueâ bao vaø cho vieäc söû duïng heä thoáng toaøn Chaâu AÂu ôû haõng GSM cuûa mình. Caàn löu yù raèng HLR khoâng töï mình thöïc hieän tính cöôùc. HLR mang thoâng tin veà thueâ bao do caùc haõng khai thaùc ñöa vaøo nhö: caùc soá lieân quan ñeán thueâ bao (IMSI vaø MSISDN) vaø theå loaïi thueâ bao IMSI vaø MSISDN. HLR cuõng mang thoâng tin ñöôïc goïi laø soá lieäu ñoäng veà moät thueâ bao thöôøng truù (soá lieäu lieân tuïc thay ñoåi) nhö: vò trí hieän thôøi cuûa thueâ bao vaø caùc dòch vuï boå sung daønh cho moät thueâ bao. Kieåu thoâng tin naøy luoân luoân ñöôïc caäp nhaät, vì thueâ bao naøy “löu ñoäng” (löu ñoäng töø moät vuøng MSC/VLR naøy ñeán moät vuøng khaùc) vaø hoaït ñoäng / huûy caùc nghieäp vuï boå sung nhö chuyeån höôùng cuoäc goïi (ñeán soá thoaïi C) khi khoâng coù traû lôøi chaúng haïn. Vì chuùng ta caàn bieát phaûi chuyeån höôùng cuoäc goïi ñeán thueâ bao naøy neân HLR chöùa thoâng tin naøy. Trung taâm nhaän thöïc (AUC) lieân tuïc cung caáp caùc boä ba cho töøng thueâ bao. Caùc boä ba cuõng ñöôïc coi nhö laø soá lieäu lieân quan ñeán thueâ bao. Moät boä ba (RAND, SRES, khoaù maät maõ) ñöôïc söû duïng ñeå nhaän thöïc moät cuoäc goïi ñeå traùnh tröôøng hôïp card thueâ bao (card thoâng minh) bò maát. Ít nhaát phaûi luoân luoân coù moät boä ba “môùi” Luaän aùn toát nghieäp Chöông 1: Toång quan veà heä thoáng GSM Trang69 (cho moät thueâ bao) ôû HLR ñeå luoân luoân coù theå cung caáp boä ba naøy theo yeâu caàu cuûa MSC/VLR. Caùc nuùt khaùc nhau ôû maïng cellular caàn thaâm nhaäp ñeán soá lieäu thueâ bao noùi treân ñeå laáy ra vaø caäp nhaät thoâng tin. Chaúng haïn GMSC seõ hoûi HLR raèng caàn ñònh tuyeán cuoäc goïi vaøo ñi ñaâu (vò trí cuûa thueâ bao ñöôïc löu giöõ ôû HLR). Chaúng haïn MSC/VLR seõ yeâu caàu HLR caäp nhaät vò trí cuûa thueâ bao cho thueâ bao taïm truù môùi cuûa vuøng MSC/VLR. Hình 2.19 Thí duï veà moät maïng GSM do moät haõng phuïc vuï (Moät soá haõng seõ coù moät caáu hình maïng GSM nhö theá naøy ôû moät vuøng ñòa lyù)) 2. Caáu truùc phaàn cöùng vaø caùc chöùc naêng cô sôû Thieát keá HLR cuûa Ericsson phuø hôïp vôùi kó ngheä AXE. Löu yù raèng ôû ñaây HLR ñöùng rieâng ñöôïc trình baøy, nhöng ôû giai ñoaïn ñaàu cuûa ñoà aùn CME 20, HLR seõ lieân keát vôùi MSC/VLR. Soá lieäu thueâ bao ñöôïc löu giöõ ôû boä nhôù soá lieäu (DS) trong boä xöû lyù trung taâm (CP). Caùc chöông trình thöïc hieän haàu heát caùc nhieäm vuï maø HLR phaûi laøm ñöôïc thöïc hieän ôû phaàn meàm trung taâm. Vì theá chuùng ñöôïc ñaët ôû boä nhôù chöông trình (PS) trong boä xöû lyù trung taâm. Caùc khai thaùc vieân ñöa vaøo, xoaù vaø thay ñoåi soá lieäu thueâ bao qua caùc ñaàu cuoái (maùy tính caù nhaân). Theo caùch noùi treân caùc khai thaùc vieân cuõng yeâu caàu in ra soá lieäu naøy. Caùc leänh AXE tieâu chuaån ñöôïc söû duïng. Tuy nhieân caùc khai thaùc vieân laøm GMSC MSC/VLR MSC/VLR HLR/AUC Caùc maïng khaùc Maïch di ñoäng coâng coäng maët ñaát AUC Trung taâm nhaän thöïc GMSC MSC coång HLR Boä ghi ñònh vò thöôøng truù MSC Trung taâm chuyeån maïch caùc nghieäp vuï di ñoäng (toång ñaøi voâ tuyeán) VLR Boä ghi ñònh vò taïm truù Baùo hieäu Löu löôïïng Luaän aùn toát nghieäp Chöông 1: Toång quan veà heä thoáng GSM Trang70 vieäc vôùi caùc ñaêng kí thueâ bao thöôøng ôû moät trung taâm quaûn lyù thueâ bao. ÔÛ ñaây soá lieäu lieân quan ñeán thueâ bao ñöôïc quaûn lyù baèng caùc thuû tuïc ñieàu khieån theo Thöïc ñôn (MENU). Soá lieäu HLR ñöôïc töï ñoäng copy leân ñóa cöùng ñònh kyø theo khoaûng thôøi gian. Moät trong caùc heä thoáng cuûa khai thaùc vieân laø noái caùc ñaêng kí thueâ bao môùi. Ñaêng kí naøy ñöôïc noái baèng caùch lieân keát MSISDN vôùi IMSI. Nhö vaäy HLR coù theå phieân dòch MSISDN vaøo IMSI vaø ngöôïc laïi. Maëc duø moät ñaêng kí thueâ bao luoân luoân ñöôïc noái töø trung taâm quaûn lyù thueâ bao, ta cuõng coù theå thöïc hieän ñieàu naøy tröïc tieáp ôû HLR baèng leänh AXE sau ñaây: HGSUI. Thí duï veà cuoäc noái daây nhö vaäy ñöôïc cho döôùi ñaây: HGSUI: MSISDN = 3585030055, IMSI = 2445030055. Nhö ñaõ noùi ôû treân, cuõng coù theå thay ñoåi soá lieäu ôû HLR khi moät thueâ bao yeâu caàu moät dòch vuï, chaúng haïn chuyeån höôùng cuoäc goïi (ñeán soá thoaïi C) khi khoâng coù traû lôøi, hay khi moät thueâ bao chuyeån ñoäng töø moät vuøng VLR ñeán vuøng khaùc. Caùc söï kieän naøy ñöôïc baùo cho HLR qua ñöôøng baùo hieäu bôûi MSC/VLR ñang phuïc vuï thueâ bao naøy. Caùc ñöôøng baùo hieäu ñöôïc noái ñeán caùc ñaàu cuoái baùo hieäu (ST) ñeå göûi vaø thu caùc thoâng baùo giöõa HLR vaø caùc ñieåm nuùt khaùc nhö MSC/VLR vaø caùc GMSC. Do khoâng coù chuyeån maïch nhoùm ôû HLR ñöùng rieâng, neân caùc ñaàu cuoái baùo hieäu ñöôïc veõ nhö trong hình 2.20. Trung taâm nhaän thöïc (AUC) chuû yeáu chöùa moät soá caùc maùy tính caù nhaân ñöôïc goïi laø PC-AUC ñeå taïo ra caùc boä ba vaø cung caáp chuùng ñeán HLR. PC-AUC ñöôïc coi nhö moät thieát bò vaøo /ra (I/O). Luùc ñaàu noù ñöôïc noái ñeán heä thoáng naøy baèng caùc leänh AXE tieâu chuaån. Caùc khai thaùc vieân ñöa vaøo trung taâm quaûn lyù thueâ bao ñeå cung caáp soá lieäu lieân quan ñeán thueâ bao (IMSI vaø khoùa nhaän thöïc Ki) maø AUC yeâu caàu ñeå taïo ra caùc boä ba. Caùc khai thaùc vieân cuõng coù theå xoaù soá lieäu thueâ bao. Soá lieäu cuûa “yeâu caàu caäp nhaät” ñöôïc ñöa qua moät maïng X.25 ñeán AUC chuû (MAUC). MAUC ñieàu phoái vieäc chuyeån soá lieäu noùi treân ñeán moät PC-AUC hay ñuùng hôn ñeán moät nhoùm caùc PC-AUC (vì lyù do an toaøn). Vieäc ñònh nghóa caùc nhoùm ñöôïc thöïc hieän ôû MAUC, MAUC sau ñoù xaùc ñònh yeâu caàu caäp nhaät caàn göûi ñeán PC- AUC naøo. 3. Caáu truùc heä thoáng Coù theå chia HLR/AUC thaønh ba heä thoáng con sau: - Trung taâm nhaän thöïc. - Heä thoáng baùo hieäu ghi ñònh vò thöôøng truù (HRS). - Heä thoáng baùo hieäu keânh Chung (CCS). ¾ Heä thoáng con ñònh vò thöôøng truù (HRS) “Cô sôû döõ lieäu” chöùa soá thueâ bao (vò trí, theå loaïi, caùc dòch vuï boå sung, traïng thaùi…) vaø caùc boä ba lieân quan ñeán thueâ bao ñöôïc AUC cung caáp. Luaän aùn toát nghieäp Chöông 1: Toång quan veà heä thoáng GSM Trang71 Hình 2.20 HLR/AUC ñöùng rieâng, phaàn cöùng. Micro Vax AUC Signaling links (64 kbit/s) Personal computer Alarm Panel Data link Flexible disc Manegtic disc ST MUX ST MUX ST MUX SP SP SP SP SPU RPH IPU DS RS PS CP-A DCI PC-AUC APZ 212 AUC Authentication Centre DCI Data Channel Interface CP-A Central Processor (A-side) RPH RP Handler PS Program Store RS Reference Store DS Data Store SPU Signal Processor IPU Instruction Processor ST Signaling Terminal MUX Multiplexer SP Support Processor RP Regional Processor PC Personal Computer AUC GMSC VLR Luaän aùn toát nghieäp Chöông 1: Toång quan veà heä thoáng GSM Trang72 “Quaûn lyù” coù traùch nhieäm laøm cho caùc leänh cuûa caùc khai thaùc vieân coù theå hieåu ñöôïc baèng phaàn meàm. Noù cuõng chòu traùch nhieäm in soá lieäu ra. Hình 2.21 Trung taâm nhaän thöïc “Phaân tích” phieân dòch soá IMSI vaøo MSISDN vaø ngöôïc laïi. Vieäc dòch naøy cuõng ñöôïc söû duïng ñeå chæ ra soá lieäu cuûa thueâ bao töông öùng. “Phaàn öùng duïng di ñoäng” (MAP) nhaän caùc thoâng baùo vaø ñaûm baûo raèng moät haønh ñoäng töông öùng ñöôïc thöïc hieän. Thí duï cuûa loaïi thoâng baùo naøy laø “caäp nhaät vò trí”. Thoâng baùo naøy ñöôïc söû duïng ñeå thay ñoåi vò trí thueâ bao ôû cô sôû döõ lieäu. MAP cuõng chòu traùch nhieäm ñeå thu thaäp thoâng tin ñuùng vaø cung caáp cho TCAP ñeå göûi ñeán nôi nhaän ñuùng. “ Heä thoáng con baùo hieäu keânh chung ” (CCS) ngoaøi phaàn meàm coøn chöùa moät soá ñaàu cuoái baùo hieäu (ST). Ñaây laø phaàn cöùng duy nhaát (tröø heä thoáng APZ) ôû HLR. TCAP ñöôïc söû duïng ñeå ñaûm baûo moät giao tieáp tieâu chuaån giöõa caùc thoâng baùo baùo hieäu vaø caùc khoái phaàn meàm töông öùng chòu traùch nhieäm veà caùc thoâng baùo naøy. TCAP nghóa laø phaàn öùng duïng khaû naêng trao ñoåi, ñöôïc thöïc hieän ôû phaàn meàm trung taâm. Trung taâm quaûn lyù thueâ bao AUC MAUC PC-AUC PC-AUC triplets triplets AUC MAUC PC Trung taâm nhaän thöïc Master AUC : AUC chuû Personal Computer Luaän aùn toát nghieäp Chöông 1: Toång quan veà heä thoáng GSM Trang73 Hình 2.22 HLR, caáu truùc heä thoáng 4. Heä thoáng con boä ghi ñònh vò thöôøng truù (HRS) ¾ Cô sôû döõ lieäu Nhieäm vuï cuûa phaàn naøy laø löu giöõ vaø cung caáp soá lieäu thueâ bao. Coù caùc taäp hôïp soá lieäu sau (hai taäp hôïp cho moät “thueâ bao thöôøng truù”): ƒ Soá lieäu löu giöõ ôû khoái chöùc naêng HSD ( Soá lieäu thueâ bao thöôøng truù) - IMSI - MSISDN - CAÙC THEÅ LOAÏI (bình thöôøng hay vôùi thueâ bao di ñoäng öu tieân, ñieän thoaïi traû tieàn, ñieän thoaïi kieåm tra v.v…) - TRAÏNG THAÙI THUE BAO (caùc cuoäc goïi bò khai thaùc vieân chaën hay dòch vuï ñöôïc coâng nhaän). - DANH SAÙCH CAÙC DÒCH VUÏ MAÏNG - VÒ TRÍ ( nhaän daïng VLR) ƒ Soá lieäu löu giöõ ôû khoái chöùc naêng. Soá lieäu nhaän thöïc thöôøng truù( HAUTHD) - RAND ( soá ngaãu nhieân) Administration Analysis Database MAP T C A CCS P GMSC VLR Via IOG 11 Micro Vax Via C7 IOG 11 Signaling links (64 kbit/s) AUC Authentication Centre CCS Common Channel Signaling Subsystem GMSC Gateway MSC HRS Home Location Register Subsystem MAP Mobile Application Part TCAP Transaction Capability Application Part VLR Visitor Location Register AUC AUC PC Luaän aùn toát nghieäp Chöông 1: Toång quan veà heä thoáng GSM Trang74 Administration Analysis Database MAP T C A CCS P GMSC VLR Signaling links (64 kbit/s) AUC Authentication Centre CCS Common Channel Signaling Subsystem GMSC Gateway MSC HRS Home Location Register Subsystem MAP Mobile Application Part TCAP Transaction Capability Application Part VLR Visitor Location Register HAUTHD Home authentication Data HCNAN Home C-Number Analysis HLCAP Home Location Cancellation MAP HLUAP Home Location Updating MAP HMAPTC Home MAP incoming Transaction Coordinator HRTGMAP Home Roaming Routing Determination Telephony GMSC MAP HSD Home Subscriber Data HSNAN Home Subscriber Number Analysis HSDPAP Home Subscriber Data Provision MAP HVLRAD Home VLR Address AUC HSNAN HVLRAD HCNAN HMAPTC HLUAP HLCAP HRTGMAP HSDPAP HSD HAUTHD HRS - SRES (traû lôøi ñöôïc maät hieäu, goïi taét laø maät khaåu). - Ke (khoaù maät maõ). Hình 2.23 HRS, caáu truùc heä thoáng con Luaän aùn toát nghieäp Chöông 1: Toång quan veà heä thoáng GSM Trang75 ¾ Quaûn lyù Phaàn naøy chöùa moät soá khoái chöùc naêng hoã trôï vieäc giao tieáp vôùi caùc khai thaùc vieân ñeå xöû lyù caùc leänh vaø in ra lieân quan ñeán chöùc naêng cuûa HLR. ¾ Phaân tích Phaàn naøy chòu traùch nhieäm cho pheùp thaâm nhaäp ñeán soá lieäu cuûa thueâ bao yeâu caàu vaø phieân dòch caùc ñòa chæ cuûa caùc ñieåm khaùc nhau cuûa maïng. Khoái chöùc naêng HSNAN (phaân tích soá thueâ bao thöôøng truù) phieân dòch IMSI sang MSISDN vaø ngöôïc laïi. Baèng caùc phieân dòch naøy HSNAN cung caáp caùc con troû phaàn meàm caàn thieát cho soá lieäu thueâ bao ñöôïc yeâu caàu. Khoái chöùc naêng HVLRAD (caùc ñòa chæ cuûa VLR thöôøng truù) phieân dòch thoâng tin löu giöõ veà vò trí cuûa thueâ bao (nhaän daïng MSC/VLR) vaø ñòa chæ cuûa MSC/VLR, maïng soá 7 CCITT söû duïng ñòa chæ naøy Khoái chöùc naêng HCNAN (phaân tích soá thoaïi C thöôøng truù) thöïc hieän phaân tích soá thoaïi C maø moät thueâ bao ñaõ ñaët. Ñieàu naøy ñöôïc thöïc hieän ñeå cung caáp ñòa chæ soá 7 CCITT ñeå ñònh tuyeán moät cuoäc goïi ñeán soá thoaïi C neáu caàn. ¾ Phaàn öùng duïng di ñoäng ( MAP) Phaàn naøy thu vaø göûi caùc thoâng baùo (qua ñöôøng baùo hieäu CCS vaø TCAP). MAP söû duïng baùo hieäu soá 7 CCITT ñeå truyeàn thoâng tin vaø caùc giao tieáp TCAP ôû caáu truùc soá 7 CCITT. Vì phaàn naøy chöùa vaøo khoaûng 10 khoái chöùc naêng neân chæ coù moät soá khoái ñöôïc trình baøy ôû ñaây. Khoái chöùc naêng HMAPTC (Boä ñieàu phoái trao ñoåi vaøo cuûa MAP thöôøng truù) chòu traùch nhieäm veà caùc thoâng baùo vaøo vaø ñaûm baûo raèng moãi daïng thoâng baùo ñöôïc xöû lyù bôûi khoái chöùc naêng phuø hôïp ôû MAP. Khoái chöùc naêng HLUAP (MAP caäp nhaät vò trí thöôøng truù) chòu traùch nhieäm veà caùc thoâng baùo caäp nhaät thu ñöôïc töø MSC/VLR. HLUAP ñaûm baûo vò trí thueâ bao ñöôïc caäp nhaät ôû khoái HSD trong phaàn ñöôïc goïi laø cô sôû döõ lieäu. Noù cuõng khôûi ñaàu caùc haønh ñoäng ñeå gôûi ngöôïc caùc theå loaïi, caùc nghieäp vuï boå sung v.v… ñeán MSC/VLR yeâu caàu caäp nhaät vò trí. Noù cuõng ñaûm baûo soá lieäu thueâ bao ôû MSC/VLR ñöôïc söû duïng tröôùc ñaây bò xoaù. Khoái chöùc naêng HLCAP (MAP xoaù vò trí thöôøng truù) coù nhieäm vuï göûi ñi thoâng baùo xoaù ñeán MSC/VLR phuïc vuï thueâ bao tröôùc ñaây. Khoái chöùc naêng HRDTAP (MAP xaùc ñònh ñònh tuyeán ñieän thoaïi thöôøng truù) nhaän moät yeâu caàu ñònh tuyeán töø GMSC. GMSC caàn thoâng tin naøy ñeå ñònh tuyeán moät cuoäc goïi vaøo ñeán MSC ñang phuïc vuï thueâ bao ñöôïc goïi. HRDTAP sau ñoù khôûi ñaàu moät yeâu caàu veà soá löu ñoäng, VLR ñi cuøng vôùi MSC noùi treân seõ cung caáp soá naøy. Khoái chöùc naêng HSPAP (Caùc thuû tuïc thueâ bao thöôøng truù) thu soá thoaïi C vaø kieåu dòch vuï maø thueâ bao di ñoäng ñöôïc MSC/VLR phuïc vuï yeâu caàu. HSPAP ñaûm baûo raèng thoâng tin ñöôïc löu giöõ ôû soá lieäu thueâ bao. Luaän aùn toát nghieäp Chöông 1: Toång quan veà heä thoáng GSM Trang76 5. Caäp nhaät vò trí 1. Moät thoâng baùo caäp nhaät vò trí chöùa IMSI nhaän ñöôïc töø moät VLR môùi (hieän ñang phuïc vuï thueâ bao) qua ñöôøng baùo hieäu CCS vaø TCAP. 2. Vieäc phaân tích nhaõn thoâng baùo chöùa daïng thoâng baùo, chính laø “caäp nhaät vò trí”, chæ ra khoái chöùc naêng HLUAP. 3. Phaân tích IMSI cho ta con troû ñeán soá lieäu thueâ bao töông öùng. 4. Nhaän daïng cuûa VLR “môùi” maø HLR thu ñöôïc ôû daïng nhaõn thoâng baùo ñöôïc dòch vaøo nhaän daïng VLR ñeå lieân keát vôùi (ñöôïc löu giöõ nhö) vò trí môùi cuûa thueâ bao. 5. Nhaän daïng VLR “môùi” ñöôïc löu giöõ. 6. Boä ñeám coù lieân quan ñeán VLR “môùi” ñöôïc taêng theâm. Sôû dó nhö vaäy vì HLR muoán bieát coù bao nhieâu thueâ bao thöôøng truù thaêm vieáng VLR naøy ôû moïi thôøi ñieåm. 7. VLR cuõ (vöøa môùi phuïc vuï thueâ bao) baây giôø seõ yeâu caàu xoaù soá lieäu thueâ bao ôû boä ghi thueâ bao. Löu yù laø thuû tuïc naøy khoâng ñöa ra ôû ñaây. 8. TCAP ñöôïc yeâu caàu cung caáp moät boä nhôù ñoäng ñeå khôûi ñoäng trao ñoåi ñeán VLR “môùi”. 9. Soá lieäu thueâ bao (theå loaïi, MSISDN v.v…) ñöôïc laáy töø HSD vaø ñöôïc naïp vaøo moät boä nhôù ñeäm maø TCAP cung caáp tröôùc ñaây. Löu yù raèng quaù trình naøy khoâng ñöôïc veõ ôû ñaây. 10. Moät thoâng baùo teân laø “ñöa vaøo soá lieäu thueâ bao” chöùa soá lieäu ñeà caäp ôû 9 ñöôïc göûi ngöôïc veà VLR môùi. Luaän aùn toát nghieäp Chöông 1: Toång quan veà heä thoáng GSM Trang77 Hình 2.24 Caäp nhaät vò trí taïi HLR. 6. Caùc vaán ñeà veà baûo maät Ngoaøi caùc dòch vuï vieãn thoâng cô baûn ñaõ ñeà caäp trong phaàn naøy, cuõng caàn phaûi cung caáp caùc ñaëc tính ñeå naâng caáp caùc dòch vuï noùi treân. Do vieäc söû duïng thoâng tin voâ tuyeán ôû PLMN coù tính chaát ñaëc bieät so vôùi caùc kyõ thuaät truyeàn daãn phaân phoái thoâng thöôøng söû duïng ôû caùc maïng coá ñònh, caùc ñaëc tính naøy lieân quan ñeán caùc vaán ñeà veà baûo maät. ÔÛ GSM/PLMN caû ngöôøi söû duïng laãn ngöôøi khai thaùc maïng caàn ñöôïc baûo veä choáng laïi söï can thieäp khoâng ñöôïc pheùp cuûa ngöôøi thöù ba. Vì vaäy ñaëc tính baûo maät laø moät dòch vuï boå sung cho caùc dòch vuï ñi xa vaø mang maõ thueâ bao coù theå choïn, chaúng haïn maõ PIN cho SIM card vi maïch, hay moät chöùc naêng môùi coù trong moät hay nhieàu dòch vuï vieãn thoâng, chaúng haïn nhaän thöïc khi caäp nhaät vò trí. Vieäc söû duïng thoâng tin voâ tuyeán ñeå truyeàn daãn ñeán caùc thueâ bao di ñoäng laøm cho caùc PLMN nhaïy caûm vôùi: T C A P Ñieàu phoái caùc thoâng baùo vaøo HSNAN VLR Xöû lyù ñòa chæ Xoùa vò trí Maõ hoaù vaø xöû lyù soá lieäu thueâ bao HSD H L U A P 1 2 3 4 5 6 78 9 10 TCAP Phaàn öùng duïng khaû naêng trao ñoåi HSDNAN Phaân tích soá thueâ bao thöôøng truù HSD Soá lieäu thueâ bao thöôøng truù HLUAP MAP caäp nhaät vò trí thöôøng truù Ñöôøng noái CCS vaø TCAP Luaän aùn toát nghieäp Chöông 1: Toång quan veà heä thoáng GSM Trang78 - Nhöõng ngöôøi khoâng ñöôïc pheùp söû duïng caùc traïm di ñoäng cuûa maïng. - Nghe troäm caùc thoâng tin treân ñöôøng voâ tuyeán. Coù theå thaáy PLMN caàn möùc baûo veä cao hôn so vôùi caùc maïng thoâng tin truyeàn thoáng. Vì vaäy ñeå baûo veä heä thoáng trong hai tröôøng hôïp noùi treân, caùc phaàn sau ñaây cuûa heä thoáng ñöôïc taêng cöôøng vaø ñaûm baûo caùc ñaëc tính baûo maät khaùc nhau. a) Thaâm nhaäp maïng Æ nhaän thöïc b) Ñöôøng voâ tuyeán Æ maät maõ hoùa c) Thieát bò di ñoäng Æ nhaän daïng thieát bò d) IMSI Æ nhaän daïng taïm thôøi ¾ Cung caáp boä ba cho nhaän thöïc vaø maät maõ hoùa Khi ñaêng kí thueâ bao khoùa nhaän thöïc thueâ bao (Ki) cuøng vôùi IMSI ñöôïc daønh cho thueâ bao. Ki seõ ñöôïc löu giöõ ôû trung taâm nhaän thöïc vaø ñöôïc söû duïng ñeå cung caáp boä ba cho heä thoáng. Cuõng Ki nhö vaäy ñöôïc löu giöõ ôû SIM. ÔÛ AUC caùc böôùc sau ñaây ñöôïc thöïc hieän ñeå taïo ra moät boä ba: - Moät soá ngaãu nhieân khoâng theå ñoaùn ñöôïc (RAND) ñöôïc taïo ra. - RAND vaø Ki ñöôïc söû duïng ñeå tính toaùn traû lôøi ñöôïc maät hieäu (SRES) vaø khoùa maät maõ (Kc) baèng hai thuaät toaùn. - RAND, SRES vaø Kc cuøng ñöôïc ñöa ñeán HLR nhö laø moät boä ba. Ñoái vôùi moãi thueâ bao caùc boä ba seõ ñöôïc töï ñoäng löu giöõ ôû HLR vaø theo yeâu caàu ñöôïc ñöa ñeán MSC/VLR sao cho MSC/VLR luoân luoân coù ít nhaát moät boä ba chöa söû duïng cho taát caû caùc thueâ bao taïm truù cuûa mình. Network VLR MSC b a d User Radio path c Luaän aùn toát nghieäp Chöông 1: Toång quan veà heä thoáng GSM Trang79 Hình 2.25 Cung caáp boä ba ♦ Ñònh nghóa nhaän thöïc Nhaän thöïc nhaän daïng thueâ bao (IMSI) laø söï khaúng ñònh cuûa phaàn traïm goác cuûa heä thoáng raèng nhaän daïng thueâ bao (IMSI) do maùy di ñoäng göûi ñeán ôû quaù trình nhaän daïng treân ñöôøng voâ tuyeán chính laø nhaän daïng ñöôïc ñaêng kí. ♦ Muïc ñích Muïc ñích cuûa nhaän thöïc naøy laø baûo veä maïng GSM choáng laïi söï söû duïng traùi pheùp. Noù cuõng cho pheùp baûo veä thueâ bao GSM/PLMN choáng laïi nhöõng keû duøng böøa. Data base IMSI and authentication IMSI1 Ki IMSI2 Ki Generation of random number Kc SRES RAND Algorithm for ciphering A8 Algorithm for Authentication A3 RAND RAND SRES KC result result Triplets delivered to HLR triplet IMSI International Mobile Subscriber Identity KC Ciphering Key KI Subscriber Authentication Key SRES Signed Response RAND Random Number AUC Authentication Centre Luaän aùn toát nghieäp Chöông 1: Toång quan veà heä thoáng GSM Trang80 AUC Trung taâm nhaän thöïc IMSI Nhaän daïng thueâ bao di ñoäng quoác HLR Boä ghi ñònh vò thöôøng truù teá EIR Thanh ghi nhaän daïng thieát bò TMSI Nhaän daïng thueâ bao di ñoäng taïm MSC Trung taâm chuyeån maïch caùc thôøi nghieäp vuï di ñoäng RAND Soá ngaãu nhieân VLR Boä ghi ñònh vò taïm truù SRES Traû lôøi ñöôïc maät hieäu BSC Boä ñieàu khieån traïm goác Ki Khoaù nhaän thöïc thueâ bao CTS Traïm thu phaùt goác Kc Khoaù maät maõ MS Traïm di ñoäng A3 Thuaät toaùn nhaän thöïc ME Thieát bò di ñoäng A5 Thuaät toaùn maät maõ SIM Moñun nhaän daïng thueâ bao A9 Thuaät toaùn khoaù maät maõ Kc (M) Thoâng baùo M ñöôïc maät maõ RAND SRES SRESAUC SRESMS ? = Yes No Access No access AUC HLR MSC/VLR MS Löu giöõ khoaù nhaän thöïc Ki cho taát caû caùc thueâ bao cuûa HLR Taïo boä ba cho taát caû caùc thueâ bao vôùi RAND/KC/SRES Caùc boä ba ñöôïc löu giöõ taïm thôøi cho taát caû caùc thueâ bao (1- 10 boä cho moät thueâ bao) vaø ñöôïc göûi theo yeâu caàu ñeán VLR Löu giöõ boä ba cho taát caû thueâ bao taïm truù (1-7 boä cho moãi thueâ bao taïm truù) vôùi RAND/KC/SRES Löu giöõ toaøn boä thoâng tin lieân quan ñeán thueâ bao Thuaät toaùn A3 RAND Ki Yeâu caàu thaâm nhaäp Luaän aùn toát nghieäp Chöông 1: Toång quan veà heä thoáng GSM Trang81 Hình 2.26 Nhaän thöïc ♦ Thuû tuïc nhaän thöïc MSC/VLR phaùt RAND ñeán maùy di ñoäng (MS). MS tính toaùn maät khaåu SRES söû duïng RAND, cuøng moät khoùa nhaän thöïc thueâ bao (Ki) vaø thuaät toaùn nhö ôû AUC. Maät khaåu SRES ñöôïc göûi ngöôïc trôû veà MSC/VLR vaø ñöôïc kieåm tra xem coù ñuùng khoâng. ♦ Khi naøo caàn nhaän thöïc? Nhaän thöïc ñöôïc söû duïng cho moãi laàn ñaêng kí, moãi yeâu caàu laäp cuoäc goïi (cuoäc goïi töø thueâ bao di ñoäng hay tôùi thueâ bao di ñoäng), ôû thôøi ñieåm caäp nhaät vò trí (thueâ bao môùi) vaø tröôùc khi ñi vaøo hoaït ñoäng, giaûi phoùng ñaêng kyù hay dòch vuï boå sung. Ñoái vôùi caùc thueâ bao ñaêng kyù taïm thôøi coù theå coù moät soá ngoaïi leä. ¾ Maät maõ hoùa – baûo maät ôû ñöôøng voâ tuyeán ♦ Ñònh nghóa : Tính baûo maät ôû caùc ñöôøng noái vaät lyù (caùc keânh voâ tuyeán vaät lyù) laø caùc caù nhaân vaø cô quan khoâng ñöôïc pheùp thì khoâng theå thaâm nhaäp ñe