Методы и средства несанкционированного получения информации в каналах сотовой связи

В ближайшее время во всем мире радиосвязь станет обычным атрибутом жизни. Эта тенденция, являющаяся следствием научно-технической революции в коммерческой связи, по мнению одних экспертов, может дать существенные преимущества службам разведки, а по мнению других — приведет к новым запретам на проведение мероприятий по прослушиванию и перехвату информации. Вероятно, в определенной мере правы и те, и другие.

Подвижная сотовая радиотелефонная система является в настоящее время наиболее интенсивно развивающимся видом связи. Не случайно она занимает ведущее место на рынке массовых услуг. Но радиотелефонная связь (а сотовая в особенности) более уязвима к действиям злоумышленников, чем традиционная телефонная связь по проводным линиям.

Лавинообразный рост количества действующих радиосетей создает новые возможности для добывания конфиденциальной информации. Эти возможности еще более расширятся после утверждения и внедрения стандартов на цифровую сотовую радиосвязь и переходу к более широкому применению этого вида связи в развивающихся странах. В настоящее время по сетям радиосвязи во всем мире передаются миллионы телефонных разговоров и это количество будет только возрастать.

Съем информации из сетей сотовой радиосвязи может представлять задачу различной степени трудности в зависимости от того, какие цели ставят перед собой перехватчики и от типа контролируемых сетей. Перехватчик-любитель будет упорно сканировать диапазон частот сотовой системы в надежде наткнуться на случайный разговор, представляющий для него интерес. Он легко найдет необходимую для этого аппаратуру на местном радиоэлектронном рынке. Для ведомств типа АНБ США, заинтересованных в мониторинге всего трафика в сетях сотовой радиосвязи, например, в зонах больших городов, с целью выявления информации об определенных организациях или объектах, потребуется более сложная аппаратура, сведения о которой, как правило, не публикуются в открытой печати. Чтобы лучше понять принцип действия такой аппаратуры, рассмотрим работу системы мобильной связи более подробно.

Типовая сотовая радиотелефонная сеть состоит из трех основных компонентов: коммутационного центра MTSO (Mobile Telephone Switching Office), системы базовых станций и подвижных сотовых радиотелефонов (или радиотелефонных станций).

Коммутационный центр является мозгом сети. Его главный компьютер управляет сотнями тысяч соединений в зоне, обслуживаемой данным центром. Центр MTSO назначает частоты для радиосвязи базовым станциям и подвижным радиотелефонам, а также распределяет вызовы в пределах своей зоны между сотовой сетью и обычными телефонными станциями общего пользования. Базы данных сотовой сети содержат информацию как о местонахождении всех ее клиентов, так и об интерфейсах с другими такими же сетями, что необходимо для идентификации абонентов и проверки их права на доступ в сеть.

Каждая базовая станция представляет собой контроллер, соединяющий ее через интерфейсы проводных линий с несколькими сотовыми радиопередатчиками (передатчиками отдельных сот). Это передатчики относительно небольшой мощности (не более 100 Вт) с антеннами, монтируемыми на стальных мачтах высотой до 30 м. Сотовые передатчики работают в диапазоне частот 430...1900 МГц (в зависимости от типа сети и страны, где она расположена) и позволяют вступить в связь в пределах прямой видимости с подвижными радиотелефонами. Обычно радиус зоны, обслуживаемой одним сотовым радиопередатчиком, не превышает 20 км. Зоны сотовых радиопередатчиков перекрываются для обеспечения непрерывной связи с абонентами при его перемещении в пределах всего района обслуживания. Таким образом, главное отличие от обычных радиостанций, мощные передатчики которых позволяют организовать вещание на весьма ограниченных территориях, заключается в том, что в сотовых сетях большая территория разделяется на определенное количество малых, но взаимодействующих ячеек (сот). Различные сотовые сети могут соединяться между собой для перекрытия еще больших районов, а в перспективе даже всей территории страны.

В принципе, центры MTSO назначают соседним сотовым радиопередатчикам строго определенные поддиапазоны из общего диапазона частот. Но в районах с большей плотностью населения, например, городских, количество пользователей сотовыми радиотелефонами может в любое время превысить потенциальные возможности сети. Чтобы избежать такой опасности, сотовая система должна применять повторное использование рабочих частот и распределять их между отдельными сотами в соответствии с общей конфигурацией сети. В районах интенсивного телефонного трафика поставщики услуг сотовой связи вынуждены использовать в сети большее количество сот меньших размеров, чем это необходимо для «состыковки» границ участков, что практически означает увеличение числа доступных каналов связи. Необходимое условие при таком подходе к построению сети состоит в том, чтобы соты, использующие одинаковые рабочие частоты, были разделены географически возможно большими расстояниями во избежание межканальных помех, возникающих когда подвижная станция одновременно принимает сигналы от двух сотовых передатчиков. Это значит, что ни при каких условиях одинаковые рабочие частоты не могут назначаться соседним сотам, поэтому при их смене может произойти сбой связи. Во избежание таких ситуаций в сотовых сетях применяется так называемый режим handoff — принятие решения о переключении частоты подвижного абонента при его перемещении из одной соты в другую.

Именно режим handoff, который можно назвать «медленной скачкообразной перестройкой рабочей частоты» (slow frequency hopping) и специальный протокол управления сетями превращают сотовую связь в довольно сложный для радиоразведки объект, более сложный, чем любые другие виды радиосвязи.

Основной зоной ведения радиоразведки в сотовых сетях является воздушный интерфейс, или участок между мачтой, на которой установлена антенна радиопередатчика, и движущимся радиотелефоном. Это обычно единственное открытое соединение в сети, а следовательно, и единственный сегмент системы, где имеет смысл осуществлять перехват сигналов для определения местоположения (радиопеленгации) радиопередатчика. Но сам по себе перехват сигналов не является основной трудностью для радиоразведки, так как большинство действующих в настоящее время сотовых сетей — это аналоговые системы, соответствующие стандартам AMPS, TACS, NMT—450i. Для передачи в этих сетях обычно используются ЧМ-сигналы, перехват которых легко осуществить, используя для этого сканирующий радиоприемник с ЧМ-демодулятором. Вместе с тем, простой перехват радиосигналов не решает основных задач для радиоразведки. Например, даже радиолюбитель с приемником указанного типа может прослушивать случайно перехваченные переговоры в сотовой сети. Но он не сможет следить за этими переговорами при передвижении мобильного радиотелефона из одной соты в другую, а значит и переходе с одной частоты на другую. Для этого требуется значительно более сложная техника, например, с использованием специальных методов демодуляции с четким выделением сигналов управления перестройкой частоты радиотелефона при переходе его из одной соты в другую.

В принципе, располагая несколькими сотовыми телефонами, компьютером и приобретя необходимые дополнительные компоненты, злоумышленник, имеющий некоторые технические знания, может сконструировать прибор, дающий ему возможность следить за радиотелефоном в соседней соте и перехватывать входящие и исходящие вызовы и разговоры. При каждом вызове такое устройство может автоматически соединяться с аудиомагнитофоном.

Для слежения за частотными переходами мобильного радиотелефона нужны по существу два радиоприемника: один для перехвата аудиоинформации и второй для выделения сигналов управления, например, с использованием демодулятора с частотным сдвигом.

Основной способ, которым пользуются заинтересованные лица для создания аппаратуры указанного типа, состоит в использовании модификации модема с платами PCMIA. Производится небольшая перенастройка модема, подключенного к сотовому телефону, в область более низких частот относительно несущей частоты передачи речевой информации, то есть в сторону частот, на которых осуществляется передача сигналов управления. Программные средства для управления такой перестройкой общедоступны через сеть Интернет. Если соединить модифицированный модем с персональным компьютером, то можно получить на экране дисплея сигналы управления перестройкой частоты радиотелефона при его переходе из исходной соты сети в соседнюю, коды управления и информацию, относящуюся к вопросам безопасности сети. При этом модем преобразует перехваченную речь в цифровую форму и выводит ее для записи на жесткий магнитный диск, то есть злоумышленнику даже не требуется магнитофона. Как видите, неуязвимая, если верить рекламе, сотовая связь вполне доступна даже грамотному любителю.

Однако профессионал никогда не будет пользоваться такой примитивной методикой, поскольку определенные шаги в направлении развития и совершенствования специальной техники предпринимают фирмы, производящие аппаратуру радиоразведки. Рынок насыщен техническими средствами перехвата, мониторинга и радиопеленгации в сетях сотовой радиотелефонной связи. Ажиотаж в области коммерческой сотовой радиосвязи безусловно способствовал и расширению производства средств радиоразведки в этих сетях. К известным фирмам, поставщикам военной аппаратуры радиоразведки (AST, Rockwell, Rhodes, Thomson, Marconi, Rafael, Watking-Johhsons и др.), присоединился еще целый ряд организаций, в том числе российских, клиентами которых являются правоохранительные органы и сами компании, оказывающие услуги по организации сотовой радиотелефонной связи. Используя преимущества коммерчески доступных программных средств и техники цифровой обработки сигналов, удалось создать системы с размерами атташе-кейса, которые способны одновременно контролировать несколько каналов.

Например, фирма Law Enforcement Equipment Corp. рекламирует систему перехвата переговоров сотовых радиотелефоновCellular Telephone Monitoring System, контролирующую 19 каналов и фиксирующую разговоры по трем каналам одновременно. Канадская фирма Electronic Counter-measures предлагает системуCellular Analysis System 8000, управляемую персональным компьютером и имеющую размеры атташе-кейса, способную использовать до 24 приемников для мониторинга каналов передачи речевой информации и сигналов управления в сотовых сетях, соответствующих стандартам AMPS и D-AMPS (новая версия стандарта AMPS для сотовых сетей).

Для заказчиков с более строгими требованиями к аппаратуре радиоразведки перечисленные выше крупные фирмы-поставщики военной электроники предлагают новые системы радиоразведки в сетях сотовой связи. Хорошей иллюстрацией их реальных возможностей является стандартная многоканальная системаModel 1235 Multichannel Digital Receiving System фирмы AST. Она имеет 60 независимых цифровых радиоприемников с переключаемыми демодуляторами частотно-модулированных сигналов (обычных при передаче речевой информации) и частотно-манипулированных сигналов (цифровых сигналов управления), а также (если это требуется) демодуляторов сигналов с другими видами модуляции. В этой очень эффективной системе используются сдвоенные процессоры цифровых сигналов фирмы Texas Instruments, выполняющие обработку самыми современными программными средствами. Этим обеспечивается высокая гибкость режимов, что позволяет успешно применять ее и в сотовых сетях, использующих новые стандарты (если они будут приняты).

Созданы и более мощные системы перехвата информации и радиопеленгации в сетях сотовой радиотелефонной связи, контролирующие множество каналов в радиусе до 350 км, но операторы этих систем встречаются с определенными трудностями. Главная из которых, как это не парадоксально, вызвана широким распространением аппаратуры сотовой связи.

Сейчас проще перечислить страны, в которых мобильный телефон еще не применяется, чем страны, где он уже используется в полной мере. Только в США у пользователей находится более 50 сотовых радиотелефонов на тысячу жителей. Обнаружение и выделение нужных сигналов, представляющих интерес,— очень сложная задача, так как все абоненты сотовых сетей пользуются одинаковыми радиотелефонами фирм Motorola, Ericsson, Nokia. Передаваемые ими сигналы смешиваются в общем графике очень больших гражданских сотовых сетей. Так как станции применяют принципы повторного использования радиочастот (если они не соседи), то пункт радиоразведки будет наводнен множеством сигналов, частоты которых будут совпадать, что крайне затруднит как мониторинг, так и радиопеленгацию.

Но ряд фирм, поставщиков аппаратуры радиоразведки, уже смогли найти решение и этой проблемы. Так компания AST предлагает различные системы с адаптивным формированием диаграммы направленности приемных антенн и схемами подавления помех. Израильская фирма Rafael Electronic System Division разработала радиопеленгационную систему со сверхвысоким разрешением, и хотя не рекламирует ее как систему для мониторинга сотовой связи, но для специалиста вопрос очевиден. Из сказанного видно, что глобальный контроль мобильной связи вполне реален даже при современном уровне развития техники.

Традиционные аналоговые системы сотовой связи хотя и могут создавать определенные трудности для радиоразведки, но не считаются «крутыми» противниками. Более серьезные опасения у этой службы вызывает предстоящий массовый переход на цифровые системы. Уже разработаны и внедряются стандарты на цифровые сотовые радиотелефоны: Digital AMPS (США, Россия), GSM или Global System for Mobile Communication (Западная Европа, Россия), NTT (Япония). Новую аппаратуру более правильно называть системами персональной связи PCS (Personal Communication System), так как она может быть использована также для пейджинговой связи и передачи данных.

Хотя системы сотовой цифровой радиосвязи работают в том же диапазоне радиочастот, что и действующие в настоящее время традиционные аналоговые системы, в них применяются более сложные сигналы и, самое главное, они имеют встроенные средства защиты информации, например, криптографические. Три действующих стандарта на системы цифровой сотовой радиосвязи предусматривают применение многократного доступа с временным разделением TDMA, означающего возможность одновременной передачи трех разговоров по одному каналу с последовательным разделением их передачи во времени (что эквивалентно одному вызову). Это в три раза затрудняет ведение радиоразведки.

Другой стандарт цифровой сотовой радиосвязи с использованием многократного Доступа с кодовым разделением CDMA дает возможность применения техники широкополосных систем с малой вероятностью обнаружения сигналов. Практически никакие другие системы связи не представляют таких трудностей для ведения радиоразведки, как широкополосные, но это уже тема для другой книги.

В заключение раздела познакомьтесь с возможностями некоторых типов аппаратуры, выпускаемой серийно и вполне доступной для заинтересованных лиц.

КОМПЛЕКС ПЕРЕХВАТА ПЕЙДЖИНГОВЫХ СООБЩЕНИЙ СТАНДАРТА POCSAG PAGER RESEPT 2.1

Назначение:

для приема и регистрации на жестком диске ПЭВМ текстовых и цифровых сообщений в действующих в настоящее время системах радиопейджинга стандарта POCSAG.

Комплекс производит мониторинг радиопейджинговых систем Vessolinfe «Телекомт», «Радиопедж», «Информ», «Экском», «Мадти Пейдж», «Моторола мобайл коммуникейшинз», «Радиопоиск», «Ростехэкспорт» и др.

Комплекс обеспечивает:

>• прием и декодирование текстовых и цифровых сообщений, передаваемых в системах редиопейджинговой связи. Сохранение всех принятых сообщений на жестком диске в архивном файле;

>• входную фильтрацию общего потока сообщений, выделение данных, адресованных одному или ряду конкретных абонентов по априорно известным или экспериментально определенным кеп-кодам, оперативное изменение состава контролируемых абонентов;

>• входную русификацию (для русифицированных пейджеров) всего потока сообщений, адресованных только конкретным абонентам, включенным в список наблюдаемых;

>• обработку файлов выходных данных в любом текстовом редакторе с реализацией стандартной функции поиска по введенной строке символов и печатью необходимых данных на принтере.

Основные режимы работы:

>• все сообщения только на экран — принимаемые сообщения выводятся на экран без сохранения на жестком диске;

>• все сообщения на экран и в архив — все, что выводится на экран, сохраняется на жестком диске;

>• на экран — только наблюдаемые, а в архив — все сообщения (по смыслу режима).