4G LTE資安議題探討 Part 2

以4G LTE提供客戶高速上網及多媒體應用服務，目前已是各家電信業者的必爭之地，4G雖然帶給電信更大的營收及客戶更大的便利，但其背後網路的資安議題是值得了解與探討的。
Q1：4G LTE網路在IMS之弱點為何？
A1：IMS的多媒體會使得用戶行動終端的電源消耗及複雜度大增，而在IMS中所使用的AKA技術是有可能遭受中間人(Man in the Middle)攻擊的，缺少網路對談序號的同步資訊，一不小心頻寬就會被耗盡，同時也要留意第七層DDoS的攻擊，可能會造成服務中斷。
Q2：4G LTE網路在HeNB之弱點為何？
A2：用戶與HeNB及HeNB與核心網路皆有機會被駭客侵入破壞，同時用戶設備與HeNB之間驗證缺乏更嚴謹的雙認證機制，來確認不會有一方是非法份子；同時地，HeNB也會受到外部DDoS的攻擊而使其無法繼續服務。
Q3：4G LTE網路在MTC之弱點為何？
A3：MTC缺少安全的機制在MTC設備與ePDG(enhanced Packet Data Gateway)之間作為保護，同時較一般客戶終端設備比較起來，MTC設備對網路攻擊較無招架之力；另外大量的MTC設備重新認證(如同一地區停電後復電)，會有造成網路訊務突波之虞，形成另外一類的DDoS攻擊。
Q4：4G LTE MTC資安實踐時需注意事項？
A4：MTC資安實踐時需具備高效能，不影響本身工作為主，在新增加密的複雜度需與所產生的網路流量取得平衡，同時此資安措施要能多元化地適應各種行動化MTC元件。就算没有MTC伺服器的情況下，MTC終端與其它終端間點對點仍需有一定的保護措施，另外群組認證也是需要的，以提昇同時大量MTC元件認證效能。
Q5：4G LTE網路上還有那些其它資安議題？
A5：

• 更嚴謹的資安機制應設計出來，保障用戶設備與eNB與核心網路間之通訊安全，防制有心人士進行通訊協定或實體上的破壞。
• ​AKA認證機制仍需要再提升加強以避免用戶高敏感性資料外洩，同時對DDoS或其它的惡意攻擊行為，需預先備好因應之道。
• 需要更有效率及安全的Handover認證機制，以期達到HeNB間及HeNB與eNB間及3GPP與非3GPP網路間更有效能地運作，同時也較現有解決方案有更好的相容性。
• 認證Key的管理機制及Handover的認證程序應該要更加強，以避免許多在協定上的弱點被有心人士利用。
• 更快及有效地IMS認證機制，簡化IMS的認證流程，同時需防制其它網路上如DDoS的惡意攻擊。
• 因其計算能力有限，在用戶設備及HeNB之間需要更簡單及穩定地雙認證機制， 避免不同種類的協定攻擊。

Q6：從2G/3G網路至4G LTE資安需求變化為何？
A6：2G到3G核心網路架構並無太大變化，都是封閉電路交換網路為主，到了4G後變化則相對大很多，因為整個核心網路都使用了IP扁平化網路，所採用的信令協定皆是基於IP層所發展了，同時在4G網路可收容的服務更加多樣化，但也造成較2G/3G網路更大的網路突破點，相闗的變化比較表如下圖所示：

以下圖做一個總結說明在4G LTE網路上，說明可能暴露在外的進入點及可能造成的衝擊有那些：

參考文獻：
1. Security Investigation in 4G LTE Wireless Networks, Nanyang Technology University, 2012
2. Wireless security in LTE networks, Senza Fili Consulting, 2012