تحلیل چالش‌های امنیتی شبکه‌ی LTE، و موانع و فرصت‌های بومی‌سازی شبکه در بستر استاندارد

Abstract

فناوری­های LTE و LTE-A با هدف دست­یابی به مخابرات نسل چهار و دسترسی به اینترنت سرعت بالای پهن باند طراحی شده‌اند، اگرچه در نهایت LTE-A بود که نیازمندی‌های نسل چهارم مخابرات را پشتیبانی نمود و می‌توان آن را به­عنوان 4G پذیرفت. مشخصات آن‌ها توسط 3GPP در طول سال‌های مختلف منتشر شد. هدف اصلی 4G این است که با یکی کردن شبکه‌های تلفن همراه موجود و ایجاد شبکه‌ مرکزی جهانی که مبتنی بر IP باشد، امکاناتی مثل سرعت بالا، ظرفیت بالا، پشتیبانی از صوت و داده که همگی برمبنای IP هستند را فراهم کند. شبکه LTE یا همان به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد شبکه‌های LTE، چالش‌های جدیدی در مکانیسم طراحی آن وجود دارد. همین موضوع نیز منجر به آسیب‌پذیری امنیتی این شبکه شده است. این مقاله نتیجه بیش از چندین ‌سال تحقیق در مورد شبکه LTE و تحلیل امنیت و آسیب‌پذیری‌های امنیتی آن و امکان بومی‌سازی امنیت شبکه در بستر استاندارد است. این مقاله ابتدا نمایی کلی از ساختار سامانه LTE/SEA را ارائه و بخش‌های درگیر با امنیت شبکه را ترسیم خواهد کرد. شبکه LTE در در ادامه به‌طور ویژه فرآیند احراز هویت و راه‌اندازی پروتکل‌ها و توافق کلید بین بخش‌های مختلف شبکه تشریح و تحلیل می‌شود. پس از آن، با در نظر گرفتن اهمیت نحوه‌ خاص مدیریت کلید در این نوع شبکه، به بررسی مزایا و معایب آن پرداخته می‌شود. با نگاهی جامع، آسیب‌شناسی امنیتی این شبکه مطرح و در نهایت به بررسی امکان بومی‌سازی شبکه LTE در بستر استاندارد پرداخته می‌شود. نتایج مرتبط با بومی‌سازی که به­صورت جدولی در انتهای مقاله ارائه می‌گردد، به روش تحلیل استانداردهای3GPP، تحلیل تمام پروتکل‌های مشترک در بخش‌های مختلف شبکه و امکان‌سنجی ظرفیت بومی‌سازی با حفظ پایبندی به استاندارد صورت گرفته است. این جدول از جنبه‌ امنیت شبکه بسیار حائز اهمیت است و ظرفیت‌های موجود در ساختار شبکه برای بومی‌سازی را به­طور دقیق به تصویر می‌کشد.