Universit

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Università degli Studi di Perugia
Facoltà di Scienze Matematiche Fisiche e
Naturali Corso di Laurea Specialistica in
Informatica Seminario del corso di
Sicurezza Sicurezza nei sistemi
mobile Studente

Docente Ambus Giuliano

Stefano Bistarelli


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Sicurezza delle reti mobile - Ambus Giuliano
AGENDA
Sicurezza delle reti GSM
Sicurezza delle reti UMTS
Sicurezza del Mobile IPv6
Sicurezza delle reti WLAN
Bluetooth
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Sicurezza delle reti mobile - Ambus Giuliano
TECNOLOGIA MOBILE E SISTEMA GSM

• Esigenza da sempre richiesta specie in ambiti
  militari
• 1935 modulazione delle frequenze da parte di
  E.H. Armstrong (canale FM)?
• Fine anni 40 primi sistemi di comunicazione
  mobile analogici

• Suddivisione del sistema in celle (Sistema
  cellulare)?
• Primi sistemi intorno agli anni 80 (TACS 1985) ma
  con molte limitazioni

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Sicurezza delle reti mobile - Ambus Giuliano
NASCE IL GSM

• 1982 Group Special Mobile (GSM) definizione nuovo
  standard mobile digitale
• Assicurare una buona comunicazione audio
• Bassi costi per terminali e gestione del servizio
• Possibilità di roaming internazionale
• Introduzione di nuovi servizi
• Maggiore sicurezza nelle comunicazioni
• Compatibilità col servizio ISDN
• 1987 -gt L'ETSI definì le specifiche del GSM (che
  diviene General Mobile Service)?

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Sicurezza delle reti mobile - Ambus Giuliano
STRUTTURA DEL GSM
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Sicurezza delle reti mobile - Ambus Giuliano
SICUREZZA NEL GSM

• Gli algoritmi usati per la sicurezza del GSM sono
• L'algoritmo A3 per l'autenticazione dell'utente
• L'algoritmo A5 per la cifrature dei messaggi
• L'algoritmo A8 per la generazione della chiave da
  usare

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Sicurezza delle reti mobile - Ambus Giuliano
AUTENTICAZIONE

• ogniqualvolta la MS riceve o effettua una
  chiamata,
• ogniqualvolta venga effettuato l'aggiornamento
  della posizione della Mobile Station (Location
  Updating),
• ogniqualvolta venga effettuata l'attivazione,
  disattivazione o interrogazione dei servizi
  supplementari

Tramite l'algoritmo A8 che ha sempre in input il
RAND e la Ki si genera la chiave di sessione Kc
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Sicurezza delle reti mobile - Ambus Giuliano
CIFRATURA
L'algoritmo è l'algoritmo A5, uno stream-cipher
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Sicurezza delle reti mobile - Ambus Giuliano
Problemi e attacchi GSM ?

• La comunicazione è cifrata fino alla BTS ma dopo
  i messaggi viaggiano in chiaro
• Algoritmi di facile rottura
• Attacco Brute-Force
• Accesso ai segnali dalla Rete
• Recupero della chiave dalla SIM (accesso fisico)?
• Recupero della chiave via Etere (sostituzione
  alla BTS)?
• Possibilità di frodi (finti servizi, deviazione
  della chiamata)?

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Tecnologia UMTS

• Terza generazione della telefonia Mobile
• Inizio lavori 1990
• 1999 prime specifiche da parte del 3GPP

• Sistema più sicuro del GSM
• Commutazione di pacchetto
• Prevede un mutua autenticazione

AUTENTICAZIONE RETE VERSO TERMINALE
AUTENTICAZIONE TERMINALE VERSO RETE
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Sicurezza delle reti mobile - Ambus Giuliano
Funzioni Crittografiche 1
L'UMTS fa uso di una serie di funzione
crittografiche per l'autenticazione e la
cifratura dei messaggi
f0 Funzione per la generazione del numero
(pseudo) casuale RAND.
f1 Funzione per l'autenticazione della rete.
Genera un codice MAC
f1 Funzione per l'autenticazione del messaggio
di ri-sincronizzazione
f2 Funzione per l'autenticazione dell'utente.
Genera un codice RES
f3 Funzione per la generazione della chiave CK
(Cipher Key) data poi in input alla funzione f8
f4 Funzione per la generazione della chiave IK
(Integrity Key) passata in input alla funzione f9
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Sicurezza delle reti mobile - Ambus Giuliano
Funzioni Crittografiche 2
f5 Funzione per la generazione della chiave AK
(Anonymity Key) usata nelle normali operazioni
f5 Funzione per la generazione della chiave AK
(Anonymity Key) usata nei messaggi di
ri-sincronizzazione
f8 Funzione per la riservatezza dei dati. Genera
una keystream
f9 Funzione per l'integrità dei dati. Genera un
codice MAC-I (Message Authentication Code
-Integrity).
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Sicurezza delle reti mobile - Ambus Giuliano
Confidenzialità (f8)?
All'interno del sistema UMTS la funzione f8 è
quella definita per garantire la confidenzialità
CK, la chiave di cifratura generata tramite le
altre funzioni algoritmiche un contatore
COUNT-C per impedire ripetizioni della chiave un
identificatore BearerID, di 5 bit, che indica il
canale aperto un bit di direzione, che indica il
tipo di flusso (up-link o down-link)? la
lunghezza dei blocchi di cifratura, indicata con
16 bit.
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Sicurezza delle reti mobile - Ambus Giuliano
Integrità (f9)?
La funzione f9 è quella definita per l'integrità
dei dati tramite l'uso di un codice che
garantisce l'integrità dei messaggi
IK, la chiave d'integrità appositamente
generata un FRESH, un numero di nonce che viene
mandato dalla rete al terminale mobile, prima che
inizi la cifratura dei dati, per prevenire replay
attack Se MAC e XMAC-I coincidono il messaggio è
rimasto integro
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Autenticazione AKA

• Realizzare una mutua autenticazione tra rete e
  utente
• Generare le chiavi per confidenzialità e integrità

PASSI 1) Il terminale invia una richiesta
all'MSC/VLR che risponde richiedendo
l'IMSI 2)Quindi inizia il protocollo AKA 3)Se il
terminale si sposta di zona il VLR deve sapere
l'IMSI dell'utente richiedendolo all'HLR
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Sicurezza delle reti mobile - Ambus Giuliano
AKA
Autenticazione rete
Autenticazione terminale
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AKA (Generazione del vettore)
L'AUC quando riceve una richiesta di
autenticazione genera prima un RAND e poi un
vettore di autenticazione AV
Quindi l'AUC genera il numero AUTNSQN xor
AK,AMF,MAC e poi il vettore da passare alla
VLRltRAND,AUTN,XRES,CK,IKgt
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AKA (Autenticazione della rete)
Il terminale quindi da prima confronta il suo
XMAC con il MAC della VLR poi invia il suo RES
che la VLR confronterà con il suo XRES
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Mobile IPv6
Standard dell'IETF per i dispositivi mobile
(laptop)? Permette all'utente di spostarsi da
una rete a un'altra e restare comunque
raggiungibile tenendo un indirizzo IP
Quando l'utente si sposta su un'altra rete è
necessario assegnargli un nuovo IP o non sarà più
raggiungibile
In sostanza consente a un terminale mobile di
essere sempre raggiungibile , pur questo
spostandosi tra le varie reti
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Sicurezza delle reti mobile - Ambus Giuliano
Mobile IPv6 (sicurezza)
Quando un device si sposta come fanno gli altri a
essere sicuri della sua nuove posizione dichiarata
Un nodo può cosi mentire sia circa la sua
identità sia circa la sua posizione
Ad esempio Alice dichiara di trovarsi nella
posizione di Bob e far si che tutti i pacchetti
indirizzati a Bob siano girati a lei.
Ordina un grande quantità di dati che poi però
gira verso Bob (Bombing Attack)?
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(No Transcript)
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Mobile IPv6 (componenti)
Binding L'associazione tra Home Address e Care
of address
Ogni nodo possiede quindi una cache con una
tabella di binding correntemente aggiornata con
un operazione detta binding update
Problema e se uno riesce a compromettere la
binding cache o passa informazioni errate ?
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Sicurezza delle reti mobile - Ambus Giuliano
Mobile IPv6 (sicurezza)
E' necessario quindi un meccanismo per rendere
sicura l'autenticazione di un nodo e il binding
update

• proteggendo i messaggi di binding tra Mobile
  Network e Home Agent tramite l'uso di IPSEC (che
  richiede una mutua autenticazione)?
• tra Mobile Network e Corrisponden Node usando un
  protocollo di tipo return routability che
  assicura quest'ultimo che chi ha inviato il BU
  sia chi dichiara di essere

RETURN ROUTABILITY
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Sicurezza delle reti mobile - Ambus Giuliano
Mobile IPv6 (Return Routability)
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Sicurezza delle reti mobile - Ambus Giuliano
Mobile IPv6 (rischi)
L'attacco più pluasibile è l'intercettazione
delle comunicazioni tra i CN non via etere I
nodi devono generare ogni volta chiavi diverse
usando una chiave condivisa Kcn
K0HMAC_SHA1(Kcn, HoA noncei 0)64
K1HMAC_SHA1(Kcn, CoA noncej 1)64
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WLAN security
Standard per la comunicazione senza
fili Necessario proteggere accesso alla rete
,integrità e confidenzialità dei dati trasemessi.
Vari metodi SSID non in broadcast (sniffing dei
pacchetti ? intercetto SSID)? MAC address
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Sicurezza delle reti mobile - Ambus Giuliano
WLAN security
Autenticazione tramite protocollo UAM (Universal
Access Mechanism)?
UMA
Acces Point controller
Mobile terminal
Acces Point
Radius
Internet
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WLAN-wep
Un protocollo realizzato per la sicurezza delle
reti WLAN è il protocollo WEP chiave segreta a
40 bit a cui viene aggiunta un vettore (IV) di 24
bit RC4 per eseguire la criptazione Chiave_Interm
edia Chiave_WEP ? IV Chiave_Cifratura
RC4(Chiave_Intermedia) I messaggi sono poi
divisi in blocchi a ciascuno del quale viene poi
aggiunto un CheckSum a 32 bit tramite l'algoritmo
CRC 32 La CHECK-SUM più il blocco formano il
PLAIN-TEXT
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Sicurezza delle reti mobile - Ambus Giuliano
WLAN-wep
Con la chiave generata in precedenza si esegue
poi uno XOR con il teso in chiaro e si cifra il
messaggio.
Pl
ain Text blocco testo CRC 32
-----------------------
----------------------------
chiave cifratura
------------------------------
--------------------- Xor

testo cifrato
---------------------------
-----------------------
La decifrazione avviene eseguendo l'operazione
inversa
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Sicurezza delle reti mobile - Ambus Giuliano
WLAN-wep (problemi)?
WLAN-wep
Vettore IV troppo piccolo (dopo circa 5 ore si
ripetono o anche se cade una connessione a causa
di una collisione)? Basta uno sniffing dei
pacchetti per identificare le informazioni di
cifratura (AirSnort, WepCrack)?
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Sicurezza delle reti mobile - Ambus Giuliano
WLAN-wep (attacchi)?
Known PlainText Attack -gt Facendo lo Xor di due
pacchetti cifrati con stessa chiave WEP e IV è
possibile ottenere lo XOR dei testi in chiaro
quindi conoscendo un testo in chiaro si puo
ricavare l'altro o ancora conoscendo il testo in
chiaro e il relativo cifrato si ottiene la Key
Stream
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Sicurezza delle reti mobile - Ambus Giuliano
WLAN-wep (attacchi)?
Packet injection -gt Facendo lo Xor tra il testo
in chiaro e quello cifrato si ottine la key stream
Se poi si recupera l'IV del testo C1 si riesce a
generare un paccchetto valido per l'AP con la
possibilità di innondare la rete di pacchetti.
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Sicurezza delle reti mobile - Ambus Giuliano
WLAN-WPA
Nuovo protocollo con lo scopo di sostituire
WEP Nuovo metodo di autenticazione EAP
(kerberos, radius)?
Sostituzione del CRC-32 con un codice di
autenticazione MIC Vettore IV più grande
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Sicurezza delle reti mobile - Ambus Giuliano
WLAN-WPA
1. La lunghezza del vettore IV è stata
raddoppiata (da 24 bit a 48 )? portando le
combinazioni da 16,7 mln a circa 281'475
Miliardi. 2. L'IV in WPA è usato come un
contatore, chiamato TSC previene la ripetizione
del keystream 3. La chiave viene calcolata ad
ogni pacchetto (per packet) usando il vettore
IV. 4. La chiave Master PMK (Pairwise Master
Key) non viene MAI usata direttamente. Viene
ricavata sempre una nuova chiave PTK
(PairwiseTransient Key) usando la PMK. 5. Il
cambiamento di chiave è una caratteristica
integrata nel WPA, nonostante si possa
scegliere una chiave condivisa WEP chiamata PSK
(Pre-Shared Key)?
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Sicurezza delle reti mobile - Ambus Giuliano
WLAN-WPA
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Sicurezza delle reti mobile - Ambus Giuliano
WLAN-WPA (problemi)?
WPA-PSK (WPA può lavorare usando una sola chiave
PSK condivisa)? Conoscendo la PSK è possibile
ricavare la PTK e tutta la gerarchia delle
chiavi. Un utente che già conosce la PSK perchè
magari è autorizzato ad accedere alla rete, può
calcolare la chiave utilizzata da tutte le altre
stazioni wireless presenti semplicemente
sniffando i pacchetti del four-way handshake
che contengono le nonces. Se invece una stazione
non conosce la PSK, può romperla mediante un
attacco offline (sniffando i pacchetti).
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Sicurezza delle reti mobile - Ambus Giuliano
Bluetooth
Standard per la comunicazione tra reti senza fili
del WPAN (Wireless Personale Area Network)? Basso
raggio d'azione Inizilamente usato per collegare
periferiche dei pc In seguito usato per mettere
in comunicazione telefonini palmari ecc..
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Sicurezza delle reti mobile - Ambus Giuliano
Bluetooth problemi
Nel corso degli anni sono state scoperte varie
problematiche di sicurezza realtive a delle falle
nel protocollo che consentivano l'accesso al
dispositivo. Quando il telefono è in stato
visibile possibili rischi (furto
PIN)? Strumenti per la sicurezza Indirizzo
BT_ADDR,chiavi di cifratura (SAFER) e
collegamento,algortimi di cifratura,numeri
casuali Uso di una chiave a 48 bit e procedura di
autenticazione di tipo challenge-response
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Sicurezza delle reti mobile - Ambus Giuliano
Bluetooth possibili attacchi
Bluejacking un malintenzionato invia dei
messaggi fasulli ai dipositivi associati
invitandoli a digitare un codice. In realtà per
associarli al suo dispositivo e prelevarne
dai. Discovery-mode abuse Si esegue un brute
force alla ricerca di dispositivi nascosti.
(RedFang). Blue-bug e blue-snarf sfruttare bug
del sistema per rendere il dispositivo capace di
non solo ricevere ma anche trasmettere. (OBEX)?
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Sicurezza delle reti mobile - Ambus Giuliano
Bluetooth (consigli)?
Scegliere codici PIN non banali e lunghi.
Evitare il pairing tra dispositivi Bluetooth
in ambienti affollati o poco sicuri
Utilizzare il dispositivo in modalità nascosta o
invisibile per Evitare di memorizzare dati
riservati, come il codice fiscale, il numero di
carta di credito e le password, sui dispositivi
wireless. Installare un buon antivirus.

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Sicurezza delle reti mobile - Ambus Giuliano


Fine