Αξιοποίηση ψηφιακών πιστοποιητικών σε ενοποιημένα δίκτυα κινητών και ασύρματων επικοινωνιών τρίτης γενιάς

Abstract

Η τρίτη γενιά κινητών επικοινωνιών, έχοντας υιοθετήσει την τάση για all-IP διασύνδεση, επικεντρώνεται περισσότερο στην παροχή νέων υπηρεσιών και την υποστήριξη μιας ενοποιημένης αρχιτεκτονικής πρόσβασης μέσω ετερογενών δικτύων. Στο πλαίσιο αυτό, η 3GPP πρόσφατα όρισε ένα υβριδικό σύστημα που συνδυάζει κινητές και ασύρματες επικοινωνίες. Η παροχή νέων υπηρεσιών προς τους χρήστες των δικτύων κινητών επικοινωνιών, θέτει νέες ανάγκες ως προς την παροχή μηχανισμών ασφάλειας, η οποία είναι ήδη επιτακτική στις ενσύρματες επικοινωνίες και στις συναλλαγές μέσω του Διαδικτύου. Αναμένεται λοιπόν ότι σύντομα οι συναλλαγές αυτές θα πραγματοποιούνται μέσω του δικτύου κινητών επικοινωνιών. Κάτι τέτοιο θα μπορεί να πραγματοποιηθεί με την χρήση προσωρινών και μικρής διάρκειας ψηφιακών πιστοποιητικών ιδιοτήτων (Attribute Certificates, AC) για συναλλαγές που απαιτούνται για συγκεκριμένες και περιορισμένης διάρκειας υπηρεσίες. Ένα σχήμα εξουσιοδότησης που έχει αρχίσει να χρησιμοποιείται πρόσφατα είναι ο έλεγχος προσπέλασης βασισμένος σε ρόλους (Role Based Access Control), ο οποίος παρέχει μια αντιστοιχία ρόλων και δικαιωμάτων. Εξέλιξη του μοντέλου αυτού αποτελεί το ιεραρχικό RBAC το οποίο ορίζει μια ιεραρχία ρόλων με δυνατότητες κληρονομικότητας. Τα κύρια θέματα στα οποία επικεντρώθηκε η έρευνα και παρουσιάζονται στην παρούσα διπλωματική είναι: 1) Παρουσίαση της Υβριδικής αρχιτεκτονικής WLAN-3G, της χρήσης Πιστοποιητικών Ιδιοτήτων (AC) και των ζητημάτων Ελέγχου Προσπέλασης βασισμένου σε ρόλους. 2) Σύγκριση τεχνολογιών για τη χρήση των συστημάτων RBAC, μελέτη της εφαρμογή τους και του τρόπου αξιοποίησης των ψηφιακών πιστοποιητικών. 3) Πρόταση συγκεκριμένης αρχιτεκτονικής και αξιολόγηση την απόδοσής της μέσω συγκεκριμένων σεναρίων για μεγάλης κλίμακας δίκτυα. 3) Παρουσίαση θεμάτων ασφάλειας για την προτεινόμενη αρχιτεκτονική. Η αξιολόγηση της αρχιτεκτονικής έγινε με την μέθοδο της προσομοίωσης και τα αποτελέσματα αφορούν τους χρόνους που απαιτούνται για την ολοκλήρωση συγκεκριμένων διεργασιών. Η έρευνα που παρουσιάζεται στην παρούσα διατριβή συμβάλλει στη μελέτη και υποβοηθά στην εξέλιξη των υπό μελέτη ζητημάτων ενώ ταυτόχρονα δημιουργεί προοπτικές περαιτέρω έρευνας.

The third generation of mobile communication systems while moving towards the all-IP connectivity approach has been focused on the integration of heterogeneous networks to provide a unified access to the 3GPP systems. Third Generation Partnership Project has recently provided a cellular-WLAN interworking architecture as an add-on to 3GPP system specifications. The provision of new services for the mobile users, introduces new security issues that 3G providers should deal with. In the near future mobile users will be carrying out transactions via the mobile network. Attribute Certificates seem to be suitable for that kind of transactions that have to be temporary or time-limited, due to their short time validity. An authorization scheme that has been recently used is Role Based Access Control – RBAC), that provides an association between roles and privileges. Based on the RBAC scheme, hierarchical RBAC specifies an hierarchy on roles while providing inheritance capabilities.The main objectives of our research that are presented in current thesis: 1) Presentation of Hybrid WLAN-3G architecture, the use of ACs and the Role Based Access Control (RBAC). 2) Comparative analysis of RBAC technologies employed in wireless and mobile communication, study of their implementation and the use of Attribute Certificates. 3) Architecture proposal and performance evaluation through large scale simulation scenarios. 4) Presentation of security issues for the proposed architecture. The simulation method has been selected for the performance evaluation of the proposed architecture and the results represent the elapsed time for the accomplishment of specific procedures. The research presented in the current thesis contributes and supports the development of the studied subjects while creates perspectives of future research.