コード 部門の多重アクセス(CDMA)はネットワークのセキュリティとデータのプライバシーを高めることに重要な役割を果たしている無線通信技術です。 ユニークなコーディングスキームとスプレッド スペクトラム技術を使用することにより、CDMAはエアウェーブを介して送信されたデータを安全かつ控えめに認識したり、妨害したりすることを確実にします。 頻度や時間別なユーザーを分離する古い複数のアクセス方法とは異なり、CDMAは各呼び出しを異なるコードを割り当て、複数の送信を同時に同じ周波数帯域を共有できるようにします。 これは、ユーザーを保護するための強力な情報だけでなく、強力な情報を保護するだけでなく、ユーザーを保護します。

CDMAの基礎: スペクトラムとユニークなコーディングをスプレッド

CDMAは、直接シーケンススプレッドスペクトラム(DSSS)の原則に基づいて構築されています。 CDMAシステムでは、各ユーザーのデータ信号は、データ自体よりもはるかに高いレートを持つ擬似ランダムノイズ(PN)コードによって多岐に渡ります。 これは、送信された信号のエネルギーを広い周波数帯域に広げ、正確な同じPNコードが装備されていない受信機に低レベルのノイズとして表示されます。 意図した受信機だけ、特定のコードを知っているだけで、元のデータを削除し、元のデータを回復することができます。

同じ周波数帯域の各アクティブユーザは、一意の整形外形コード(CDMA2000のWalshコードなど)を割り当てられます。 これらのコードは、適切に同期したときに互いに干渉しないように設計されます。 コードは数学的に整形外形であるため、受信機は、相関を使用して、集計信号から特定のユーザーの信号を分離することができます。 このコーディングレイヤーは、明確に時間または固定された時間に送信するシステムよりも、相互の耐性を向上するためにCDMAを生成します。

直列対周波数ホッピングスプレッドスペクトラム

CDMAは直流スプレッドスペクトラムを使用していますが、一部のシステムバリアントは、周波数ホッピングスプレッドスペクトラム(FHSS)を採用しています。 FHSSでは、送信機と受信機にのみ知られているパターンでキャリア周波数が急速に変化します。 しかし、ほとんどの商用セルラーCDMAの実装は、DSSSに高度なコーディングとパワーコントロールを組み合わせています。 どちらのアプローチも、狭いバンドの詰まりに対する保護を提供し、送信されたデータを再構築することは困難にしています。 水平方向のコードやコードのスプレッドを切り替えるの知識なしで。

CDMAと他のワイヤレスアクセス方法を比較する

CDMAのセキュリティ優位性を高く評価するために、ワイヤレス通信で使用される他の主流の複数のアクセス技術とそれを対照するのに役立ちます。

FDMAとTDMA

周波数部の複数のアクセス(FDMA)は、各ユーザに専用の周波数チャネルを割り当てます。Time Divisionの複数のアクセス(TDMA)は、各ユーザに同じ周波数で再帰時間スロットを与えます。両方のシステムでは、信号は比較的狭く、予測可能なバンドまたは時間ウィンドウで送信され、それらがその特定の周波数に調整された受信機によって相互認識するより脆弱なものになり、時間スロットに同期されます。攻撃者は、単に送信全体をキャプチャするために割り当てられたチャネルで聴くことができます。CDMAでは、信号は、単一の信号が、その信号を完全に分散させることはできません。

OFDMA(LTEと5Gで使用)

正当性周波数部門の複数のアクセス(OFDMA)は、スペクトルを多くのサブキャリアに分割し、動的に割り当てます。 OFDMAは優れたスペクトル効率を提供し、高データレートをサポートしている間、そのセキュリティは、物理的なレイヤーではなく、高層暗号化(AESのような)に依存しています。 CDMAは、ODMAが欠如する追加の内蔵の物理的層セキュリティ障壁を提供しています。 つまり、OFDMAを使用して現代のシステムは、高層層で強力な暗号化を持っていますので、CDの方が従来のネットワークに影響する可能性がほとんどありません。

CDMAネットワークのセキュリティ機能

CDMAネットワークは、音声とデータトラフィックを不正なアクセス、インターセプト、改ざんから保護するために一緒に動作する複数のセキュリティメカニズムを実装しています。

暗号化プロトコル

CDMA 規格は、堅牢な暗号化アルゴリズムを組み込んでいます。例えば、 CDMA2000 ファミリーは ORYX]ストリーム暗号 (または ) AES ベースの 暗号化をリビジョンに使用しています。 暗号化は、音声とシグナル伝達データをスクランブルします。 CAVE (Cellular Authentication and Encryption) と暗号化されたプロトコルは、暗号化された暗号化が、暗号化された暗号化された通信を暗号化し、暗号化する必要も提供します。

認証メカニズム

CDMAネットワークは、強力な認証手順を採用しています。モバイルデバイスがコールを登録または発信しようとすると、ネットワークはランダムな番号(RAND)を送信します。モバイルは、保存された秘密鍵(A-Key)を使用して、ネットワークによって期待される値と比較して、認証応答を計算します。このプロセスは、クローニングを防ぎ、有効な加入者にネットワークにアクセスするだけです。さらに、Voice Privacy]は、CDMA(いわゆる変数の暗号化が変更される)が、音声が正しくないと認識されないことを理解できません。

詰め込むことおよび干渉への抵抗

CDMAの普及スペクトルの性質は、意図的な詰め込むことと偶然の干渉に固有の抵抗を提供します。妨害機は、ワイドバンド全体(高電力を必要とする)または、有効な害を引き起こすために意図された犠牲者によって使用される正確なコードを知りたいと、その信号を広める必要があります。ナロウバンド妨害機は、CDMA信号の小さな部分にのみ影響を与え、エラーのコーディングは最も失われたデータを回復することができます。これにより、CDMAシステムは、FDやFMAなどの狭いシステムと比較して、ラジオ周波数攻撃に対してより弾力性が高くなります。

CDMAコミュニケーションのデータのプライバシーのメリット

データのプライバシーは、ワイヤレス通信において重要な問題です。 CDMAのコーディングと暗号化メカニズムは、悪意のある俳優がアクセスしたユーザーデータを保護するのに役立ちます。

ユーザ匿名性とリスクの軽減

CDMAネットワークでは、ユーザーのアイデンティティは、一時的な識別子(TMSI)と永続識別子の暗号化された送信の使用によって保護されます。さらに、物理的なレイヤーのスプレッドコードは、効果的に非匿名化した送信をカジュアルリスナーに呼びます。各モバイルは異なるコードを使用しているため、観測者は、より高い層のシグナル伝達を介することなく、特定のサブサブサブサブサブサブクライバーに送信を容易に照合することはできません。これにより、放射線排出量に基づいてユーザーを追跡したり、プロファイルしたりすることは、かなり困難になります。

人中攻撃に対する保護

CDMAの認証プロトコルは、マンイン・ザ・ミドル攻撃のリスクを大幅に削減します。正当なネットワークを偽装しようとする偽造基地局(偽BTS)は、正しくチャレンジ・レスポンスの交換に反応しなければなりません。秘密のAキーを知らないと、ローグ基地局はモバイルに認証できません。また、モバイルは登録を拒否します。一部の古いCDMAの実装は特定の攻撃(例えば、モバイルの暗号化解除、および特定のネットワークのアップグレードなど)に脆弱でした。

制限と進化するセキュリティランドスケープ

テクノロジーは完璧で、CDMAは、制限が認められています。元のCDMA規格(IS-95)は、後で弱くなっていた、信号処理のための[CMEA](Cellular Message Encryption Algorithm)を使用しました。従属するリビジョンは、]やSHA-1[FLT]などの強力なアルゴリズムを導入し、さらに、より強力な認証機能が強化されたように、さらに、CDMA(ACA)認証機能がより高度な認証機能が5つあります。

しかし、CDMAは、従来の2Gと3G音声と低レートのデータサービス、ならびに特定の専門通信システム(例えば、衛星テレフォニー、プライベートネットワーク)のいくつかの地域で使用しています。 これらの展開のために、CDMAの組み込みセキュリティは、暗号化されていないアナログまたは単純なデジタルスキームを超えた保護のベースラインを提供します。

リアルワールドアプリケーション実証CDMAセキュリティ

CDMAのセキュリティ特性は、軍事および政府の通信に優先的に選択されています。例えば、[]グローバルスター]])衛星電話ネットワークは、CDMA技術とエンドツーエンド暗号化を組み合わせたもので、安全な音声とデータサービスを提供します。同様に、重要なインフラプロバイダが使用する多くの民間トランク無線システムは、eavesdroppingと妨害を防ぐためのCDMAベースの波形を使用しています。これらのアプリケーションは、CDMAの普及スペクトルと機密保護のアプローチにおける実用的な価値を示しています。

主題をさらに読むために、 Qualcomm CDMA技術概要[は、詳細な技術情報を提供します。 ]CDMAセキュリティに関するNIST出版物]]]は、暗号の側面の詳細な分析を提供しています。 さらに、 IEEE用紙は、スペクトルセキュリティ[は、理論基礎を議論します。

コンテンツ

CDMA テクノロジーは、スプレッドスペクトラム、ユニークなオーソグラナルコード、および強力な暗号化を使用して、ワイヤレス通信における不正なアクセスとデータ侵害に対する堅牢な保護を提供します。 LTE/5G の OFDMA などの新しいエアインターフェイスは、高層暗号化と相互認証をさらに活用していますが、 CDMA の物理層防御は、伝送方法にセキュリティを設計する方法の説得力のある例であり、プライバシーを高めることができます。 ワイヤレス通信が進化し続けるにつれて、特に CDMA の値を拡張し、セキュリティを強化し、プライバシーを完全かつ維持するのに役立ちます。