UYALI ALOQA TIZIMI GSM STANDARTIDA AXBOROT XAVFSIZLIGINI TA’MINLASHNING KRIPTOGRAFIK JIHATLARI

Аннотация

This article describes the GSM standard and its data protection system, encryption algorithms used in the GSM standard and their cryptographic basis, which are widely used in mobile communication systems. Keywords: mobile communication system, GSM standard, subscriber terminal, base station, authentication, authentication center, encryption algorithm, cryptocurrency, cipher text, plain text, register, tact control. Uyali aloqa tiziming ikkinchi avlodi hisoblanadigan GSM standarti 1991-yilda Yevropa telekommunikatsiya standartlari instituti tomonidan taklif etilgan va shu yilning o‘zida Yevropaning 17 davlatida umumiy uyali aloqa standarti sifatida qabul qilingan. Hozirgi vaqtda GSM tizimi qamrovi va obunachilari soni bo‘yicha dunyoda yetakchi o‘rinni egallaydi. Shu jihatdan ushbu standartda foydalanuvchilarning ma’lumotlari xavfsizligini ta’minlash, tarmoqqa noqonuniy ulanish, qonunga xilof ravishda tarmoq hosil qilish va abonentlarning huquqlarini 25 Synapses: Insights Across the Disciplines SYNAPSES: Insights Across the Disciplines Volume 2, Issue 1 buzishni oldini olish doimiy e’tibor qaratilish zarur masala hisoblanadi [2]. Abonentlarning ma’lumotlari xavfsizligi ta’minlash uchun GSM standartida xavfsizlik tizimi joriy etilgan bo‘lib, u 3 algoritm asosida tashkil etiladi: А3 — autentifikatsiya algoritmi; А8 — kriptokalit generatsiyasi algoritmi; A5 — bazaviy stansiya bilan abonent terminali o‘rtasidagi ma’lumot maxfiyligini ta’minlovchi raqamli nutq shifrlash algoritmi [3]. A3 va A8 algoritmlari abonent terminalida joylashtiriladigan sim – karta orqali amalga oshiriladi, abonent terminali (telefon) da A5 algoritmiga ega ASIC chipi mavjud bo‘ladi. Bazaviy stansiyalar ham A5 algoritmiga ega ASIC chipi va mobil abonentini aniqlash va sessiya kalitini yaratish uchun A3, A5, A8 algoritmlaridan foydalanadigan autentifikatsiya markazi bilan jihozlanadi [6]. GSM standartida xavfsizlik tizimi quyidagi tartibda ishlaydi. Uyali aloqa abonent terminali bazaviy stansiya orqali umumiy tarmoqqa ulanadi. Bunda abonent terminali bazaviy stansiyaga o‘zining haqiqiyligini ta’minlash uchun autentifikatsiya jarayoni amalga oshiriladi, ya’ni bazaviy stansiya 128 bitli tasodifiy bitlar hosil qilib abonent terminaliga uzatadi. Abonent terminali qabul qilingan 128 bitli sonli ketmaketlikni A3 algoritmi va autentifikatsiy akaliti yordamida shifrlaydi. Hosil bo‘lgan shifr matnning 32 bitini olib, autentifikatsiya markaziga uzatadi. Autetifikatsiya markazida ham shu jarayon bo‘ladi. Faqat . autetifikatsiya markazi o‘zida hosil bo‘lgan va abonent terminalidan kelgan shifrmatnlarni o‘zaro solishtiradi. Agar shifr matnlar o‘zaro teng bo’lsa abonent haqiqiy deb topiladi [6]. Keyingi bosqichda abonentning aloqa o‘rnatishi uchun A8 algoritmi yordamida 64 bitli sessiya kaliti hosil qilinadi va A5 algoritmi orqali aloqa vaqtida davomida ma’lumotlar shifrlanadi. Ovozli ma’lumotlar xavfsizligi A5 oqimli shifrlash algoritmi orqali amalga oshirilib, bugungi kunda A5 oilasiga mansub 3ta shifrlash algoritmi mavjud: A5/1 – oqimli shifrlash, bugungi kunda eng ko‘p tarqalgan turi. A5/2 – oldingi shifrlash algoritmining varianti bo‘lib, u A5/1 ga juda o'xshaydi, lekin A5/1 ning juda zaiflashgan versiyasi sifatida o‘ylab topilgan. A5/3 – blokli shifrlash turi bo‘lib, eskirgan A5/1 algoritmini almashtirish uchun 2002 – yilda ishlab chiqilgan. Biroq, hozirda u faqat 3GPP tarmoqlarida ishlatiladi. 26 Synapses: Insights Across the Disciplines SYNAPSES: Insights Across the Disciplines Volume 2, Issue 1 Algoritmda bir qancha zaifliklar topilgan, lekin amaliy hujumlar haqida hozircha aniq ma’lumotlar mavjud emas [4]. A5 shifrlash algoritm oilasida A5/1 oqimli shifrlash algoritmi GSM standartining xavfsilik tizimida alohida o‘ringa ega bo‘lib, quyida ushbu algoritmga to‘xtalamiz. A5/1 oqimli shifrlash algoritmi bo‘lib, GSM standartida mobil qurilma bilan bazaviy stansiya o‘rtasida ma’lumot maxfiylilgini ta’minlab beradi. 1-rasm. Uyali aloqa tizimida ochiq va yopiq ma’lumotlarni uzatish A5/1 oqimli shifrlash algoritmida psevdotasodifiylik 3 siljish registri (R1, R2, R3) orqali amalga oshiriladi. Siljish registrlari mos ravishda 19, 22 va 23 bitli o‘lchamda (umumiy 64 bit) bo‘ladi. Registlardagi siljishlar ma’lum funksiya (majority deb ham ataladi: (𝑎 ,𝑎 ,𝑎 ) = 𝑎 𝑎 ⋁𝑎 𝑎 ⋁𝑎 𝑎 ) – har bir registrda nazorat biti 1 2 3 1 2 2 3 1 3 mavjud: birinchi registrda 8-bit (𝑎 ), ikkinchi va uchinchi registrda 10-bit (𝑎 va 𝑎 ) 1 2 3 [3]. 2-rasm. A5/1 oqimli shifrlash algoritmida siljish registrlarida takt boshqaruvi 27 Synapses: Insights Across the Disciplines SYNAPSES: Insights Across the Disciplines Volume 2, Issue 1 Bitlar o‘ngdan chapga raqamlanadi. Navbatdagi taktda 𝑚 funksiyaning holatiga mos keladigan registlar holati o‘zgartiriladi. Siljishni boshqarish funksiyasi va 𝑚(𝑎 ,𝑎 ,𝑎 ) quyidagicha o‘zaro bog‘langan: 1 2 3 𝑐(𝑥) = (𝑎 ≡ 𝑚, 𝑎 ≡ 𝑚, 𝑎 ≡ 𝑚). (1) 1 2 3 Registlarning oxirgi bitlari 2 modul bo‘yicha yig‘indisi hisoblanadi. Yig‘indi natijasi yangi 𝛾 bitni hosil qilad