電子基于短消息的OA數(shù)據(jù)傳輸安全機(jī)制

解決方案基于短消息的OTA數(shù)據(jù)傳輸安全機(jī)制□鄭琦（西南交通大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，成都610031）摘要：OTA技術(shù)的應(yīng)用，使得移動通信不僅能夠提供語音和數(shù)據(jù)服務(wù)，還能提供更便捷的增值服務(wù)。依靠基于短消息的OTA技術(shù)，應(yīng)用及內(nèi)容服務(wù)商就可以很方便地不斷開發(fā)出更具個性化、更貼近用戶需求的服務(wù)。然而，基于短消息的OTA技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，依賴于OTA平臺和用戶卡之間大量的數(shù)據(jù)交互，所以對數(shù)據(jù)傳輸安全有特定要求。針對這個問題，本文結(jié)合中國聯(lián)通OTA規(guī)范，對基于短消息的OTA數(shù)據(jù)傳輸安全問題，及其最重要的有效性和可靠性等特性的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了分析。關(guān)鍵字：OTA序列號MAC值一、OTA技術(shù)及OTA數(shù)據(jù)傳輸安全概論OTA（overtheair）空中下載技術(shù)是一項(xiàng)基于無線數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制的技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)通過用戶卡和OTA服務(wù)器之間的無線數(shù)據(jù)交互，實(shí)現(xiàn)了用戶卡(OTA卡)內(nèi)增值業(yè)務(wù)菜單的動態(tài)下載、刪除與更新，方便了用戶獲取個性化的增值服務(wù)，如信息點(diǎn)播、互動娛樂、位置服務(wù)以及銀行交易等。OTA的無線數(shù)據(jù)傳輸可以采用短消息、WAP、GPRS、CDMA1X等技術(shù)。因用戶習(xí)慣于通過短消息來接收數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，基于短消息的無線傳輸方式成為了OTA技術(shù)中最為流行的方式。這種方式，也是目前2G中最為實(shí)用、投資最少的一種方式，它滿足了用戶對業(yè)務(wù)簡單性、易用性、可下載性三方面的要求，成為了OTA技術(shù)強(qiáng)大的推動器。通過基于短消息的OTA空中下載技術(shù)，用戶只要進(jìn)行簡單操作，即上發(fā)短信請求，就可以按照個人喜好把各種增值業(yè)務(wù)菜單下載到卡中，進(jìn)而根據(jù)自己的意愿訂制菜單中的各種增值業(yè)務(wù)。OTA技術(shù)的實(shí)現(xiàn)依賴于無線數(shù)據(jù)傳輸，而數(shù)據(jù)傳輸在空中接口可能會遭受信道監(jiān)聽、信息篡改等攻擊，造成信息的泄露和丟失，因此OTA數(shù)據(jù)傳輸安全性的問題尤為重要。OTA數(shù)據(jù)傳輸安全性主要包括：數(shù)據(jù)的保密性、完整性、有效性、可靠性、不可抵賴性、可控制性和可審查性?！吨袊?lián)通OTA規(guī)范》結(jié)合《GSM03.48》以及《用戶卡的定義規(guī)則》，形成了一套完整的OTA數(shù)據(jù)傳輸安全機(jī)制。其中，通過序列號比對（同步控制）和MAC值校驗(yàn)的方式實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸安全中最重要的兩個特性——有效性和可靠性。要實(shí)現(xiàn)基于短消息的OTA數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)OTA下載服務(wù)器與用戶卡之間的數(shù)據(jù)交互，數(shù)據(jù)必須按照特定的格式組合，即參照三種報(bào)文格式：OTA業(yè)務(wù)上行報(bào)文、下行報(bào)文和遠(yuǎn)程文件更新下行報(bào)文格式。三種報(bào)文格式中都包含各種安全應(yīng)用數(shù)據(jù)項(xiàng)，用于記錄實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)安全傳輸?shù)臄?shù)據(jù)值，安全應(yīng)用數(shù)據(jù)項(xiàng)包括序列號，MAC值和隨機(jī)數(shù)等。三種報(bào)文格式分別如表1、表2和表3所示。表1上行報(bào)文柜標(biāo)識截長度透（字盡節(jié)）箱值股說明卷安全抬應(yīng)用首數(shù)據(jù)戒卡商穴代碼裳1如HE業(yè)X板用戶批品牌令標(biāo)識啟2棋HE進(jìn)X雨卡片濁IC持CI洞D寸8逃HE們X干“膚00溪”朝+I判CC航ID行的后頌14妥個字肅符雷序列旅號置5仿HE規(guī)X馳隨機(jī)妥數(shù)系4由HE猾X幫MA全C躲4法HE憤X席命令堅(jiān)數(shù)據(jù)塑命令欠類型容1纏HE猶X錫命令鑒長度討1握HE允X擾本條累短信靈中命診令參脊數(shù)的桂長度滴。孤命令菊參數(shù)擇X稈HE耍X表2下行報(bào)文表3遠(yuǎn)程文件更新下行報(bào)文二、OTA數(shù)據(jù)傳輸有效性的實(shí)現(xiàn)序列號比對實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸有效性玩大量周的用騰戶摟不斷捏上發(fā)識短信衡請求星，O禍TA高下載浴服務(wù)調(diào)器就撤要避不斷辦對這款些請際求睬做出蛇下行嗓響應(yīng)滋。由獅于O尤TA陣服務(wù)緊器性舌能草的踢限制勾，響土應(yīng)不芝免會濱出現(xiàn)儲時(shí)延培，以憲至于兇用戶俘暫時(shí)鉤接收壺不到信響應(yīng)玻而重菜復(fù)發(fā)赤起同糕種上朗行請?zhí)忧笠?。為酸了防國止O襪TA填服務(wù)富器重鄙復(fù)響雜應(yīng)相誼同的搖上行幫請求備，在你響應(yīng)帆前，喊會比學(xué)對上舟行報(bào)薄文借與揀本地多OT侵A服灘務(wù)器定的練序列喬號值鏟。真同理勻，為食防止制OT耍A栗服務(wù)蓄器發(fā)陳生故串障或佳者人均工誤蹄操作漸對用墳戶卡攀端的興大量指重復(fù)厘響應(yīng)裹，畜卡端完也會由比對鑰下行陰報(bào)文桐中拼的帳序列知號藍(lán)與卡合端臉的愁序列就號值桃，乎具體后實(shí)現(xiàn)藍(lán)方法局如下漠。恩序列抗號分盤為前歡向序噸列號禍和反炒向序傳列號哥，碑用戶律卡端誕和倡OT氏A推服務(wù)江器端績共同誦維護(hù)餅這兩害種序則列號荒。延反向旋序列叛號對攝應(yīng)于陣此次疲操作附源于魯用戶桂卡舌端膨發(fā)起恐的郵請求選，包困括所歲有上旋行短壘信及瞧服務(wù)庸器汗端眼對該紫上行柔短信攜的響啦應(yīng)飄。前鴉向序縫列號刻對應(yīng)背于此育次操秧作由騙服務(wù)鏟器端燕發(fā)起賢的請戴求。牌（1奉）反肅向序水列號玩用戶濱卡端廟產(chǎn)生貼上堵行數(shù)邪據(jù)時(shí)袋，應(yīng)樸以當(dāng)訪前用莊戶卡補(bǔ)端的滔反向噴序列鑼號值乏填充孔上行尸報(bào)文懼中的六序列騎號數(shù)藥據(jù)項(xiàng)亮；濫在收蘇到下友行存報(bào)文斷時(shí)（炸該下踩行數(shù)雁據(jù)是漠該貴上行粗?jǐn)?shù)據(jù)額的響勾應(yīng)）云，若絹下行階報(bào)文值中絨的渣序列曬號赤值與裁當(dāng)前珠卡端條反向陶序列剃號的餓值相臉等或蟻比當(dāng)委前卡存端反所向序鹽列號圖值大算1布，則掀此次詞數(shù)據(jù)票合法陡。脫在完泥成該蕉次蓄OT各A臨下載澤過程域后將逼卡端種反向扣序列池號的師值加支1鋸。裝OT陳A銀下載細(xì)服務(wù)項(xiàng)器收甲到上教行報(bào)奸文登時(shí)（構(gòu)若該蔽上行持?jǐn)?shù)據(jù)砍需要眼響應(yīng)砍）菌，當(dāng)望上行液報(bào)文器中序般列號務(wù)值與曬當(dāng)前霧服務(wù)瞧器穴反向慰序列梨號值治相等繡，則均將下是行數(shù)補(bǔ)據(jù)發(fā)久送給普用戶腦卡，津在發(fā)僑送完水該次拾應(yīng)用類下載賢的全狹部下墾行數(shù)獵據(jù)后傷，哲OT爸A店下載奸服務(wù)肌器應(yīng)臥將當(dāng)悔前反毒向序水列號銀值加查1遍。若丘上行皆報(bào)文辭中序錢列號毛值比累服務(wù)劑器當(dāng)功前東反向義序列疏號的饑值小請1想，應(yīng)且以當(dāng)沫前治服務(wù)賓器反等向序心列號崇的值東填入捆下行鼓數(shù)據(jù)拖中的帶序列朋號數(shù)債據(jù)項(xiàng)惱，并委將下扎行數(shù)預(yù)據(jù)發(fā)館送給媽用戶否卡端孕，在緩發(fā)送滴完該弓次應(yīng)擁用下圓載的政全部麗下行因數(shù)據(jù)麗后，笛OT煙A綁下載踩服務(wù)階器應(yīng)銳保持予當(dāng)前昏本地宅反向斤序列招號的檔值不麻變。襖反向火序列互號比才對流脈程如驢圖1華所示史。用戶卡端：產(chǎn)生上行數(shù)據(jù)用戶卡端：產(chǎn)生上行數(shù)據(jù)反向序列號：A1OTA服務(wù)器反向序列號：B1A1=B1數(shù)據(jù)不合法OTA服務(wù)器：產(chǎn)生下行報(bào)文反向序列號：B1=A1OTA服務(wù)器：產(chǎn)生下行報(bào)文反向序列號：B1=A1+1A1+1=B1用戶卡端：收到下行報(bào)文反向序列號：A1數(shù)據(jù)不合法A1=B1完成數(shù)據(jù)交互：用戶卡端和OTA服務(wù)器反向序列號加1完成數(shù)據(jù)交互：用戶卡端反向序列號加1A1=B1-1頭圖1插反勒向序是列號漲比對離流程暈圖林（2里）前恨向序殖列號血服務(wù)裙器饑主動宜下發(fā)坑數(shù)據(jù)闖時(shí)，歌當(dāng)下帥行報(bào)少文取中鵲前向逗序列司號值蔬大于快用戶竿卡中暖前向俗序列雪號叨的值湯，該災(zāi)下行嫩數(shù)據(jù)用才可懼以被映卡接蜓受，姑用戶劣卡舞端葬在收忌到該筑次應(yīng)留用下料載的擦全部科下行附數(shù)據(jù)稻后，漲用下禿行報(bào)他文中翠序列沈號垃的值床更新廟卡端扣前向塌序列紅號的籍值?？释瓿筛`此次榮下行蚊過程程，將童服務(wù)較器端假前向妄序列割號的負(fù)值加傘1贊。傾前向羊序列碎號比劍對流可程如當(dāng)圖2爽所示睡。OTA服務(wù)器端OTA服務(wù)器端：產(chǎn)生下行數(shù)據(jù)前向序列號：A1用戶卡端前向序列號：B1數(shù)據(jù)不合法完成數(shù)據(jù)交互：用戶卡端前向序列號等于A1，OTA服務(wù)器前向序列號加1A1>B1陜圖2以前厲向序心列號堅(jiān)比對離流程潮圖爺三、謹(jǐn)OT煙A數(shù)歐據(jù)傳勞輸可逆靠性弊的拖實(shí)現(xiàn)按MA拾C值把比對聞實(shí)現(xiàn)梯OT械A(chǔ)數(shù)蠢據(jù)傳組輸?shù)囊煽坑靶宰慊谑滔窍⒌南镺T常A數(shù)蔑據(jù)傳瓣輸決，缺通過喇MA寶C掙值的皆比對嗎，立可以鞠避免緒數(shù)據(jù)花在傳婆輸途旨中遭乳到惡避意的脆修改允，守保證脂上行概到O奏TA喝下載挺服務(wù)樹器的掙數(shù)據(jù)搶和下樸行冬到攀用戶莖卡針的數(shù)倚據(jù)狹可靠未性騰。鴨OT襪A下辮載服攝務(wù)器承收到酒上行憐數(shù)據(jù)戚后，犬計(jì)算誠該上壘行醉數(shù)據(jù)尿的但MA毒C怪值奮，并繞與上煌行若報(bào)文捉中工所存垮放欠的豐MA轟C稱值量進(jìn)行析比較撐。若基兩者排相同蔥，家則數(shù)作據(jù)在腦傳送旺過程翻中未慚被修寬改、率刪沫除或羞者重臉組隸，該譯上行稅數(shù)據(jù)此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