Code Division Кілька Access (CDMA) є бездротовою технологією зв'язку, яка відіграла важливу роль в підвищенні безпеки мережі та конфіденційності даних. Використовуючи унікальні схеми кодування та поширення спектра методів, CDMA забезпечує, що дані, що передається над повітряними хвилями, залишаються безпечними та менш схильними до перехоплення або засмаги. На відміну від старих методів багаторазового доступу, які відокремлені користувачами за частотою або часом, CDMA призначає кожен виклик певного коду, що дозволяє багаторазовим передачам поділитися однаковою частотою смуга одночасно. Цей властивий дизайн не тільки покращує спектральну ефективність, але і забезпечує надійний фундамент захисту інформації користувачів від гасіння та несанкціонованого доступу.

Основи CDMA: Спред спектру і унікальний кодування

CDMA побудовано за принципом прямого послідовного поширення спектра (DSSS). У системі CDMA кожен сигнал даних користувача багатопліфікований псевдо-пожежним шумом (PN) код, який має набагато більш високу швидкість, ніж сама інформація. Це поширюється енергія передається сигналу по широкому діапазону частот, що робить його з'являються як низький рівень шуму до будь-якого ресивера не обладнаного точним же кодом PN. Тільки призначений ресивер, який знає конкретний код, може розширити сигнал і відновити оригінальні дані.

Кожен активний користувач на тій же частотній смуги присвоєно унікальний ортогональний код (наприклад, коди Валюта в CDMA2000). Ці коди призначені таким чином, щоб вони не заважали один одному при правильній синхронізації. Оскільки коди математично ортогональні, ресівер може відокремити конкретний сигнал користувача від сукупного сигналу за допомогою кореляції. Цей шар кодування, властиво робить CDMA більш стійким до перехоплення, ніж системи, які передають в чітких часових слотах або на фіксованих частотах.

Пряма швидкість проти. Частота-натискання Spread Spectrum

Хоча CDMA використовує прямий послідовний спектр поширення, деякі варіанти системи використовують частотно-хоплюючі спектри поширення (FHSS) для додаткової безпеки. У FHSS частота носія швидко змінюється в шаблоні, відомий тільки передавач і ресивера. Однак більшість комерційних стільникових компакт-дискановації спираються на DSS, поєднані з витонченою кодуванням і регулятором потужності. Обидва підходи забезпечують захист від вузьких джемінгу і зробити його важко для гасіння, щоб відновити передані дані без знання про послідовність хміль або розширюючий код.

Порівняння CDMA з іншими методами бездротового доступу

Для того, щоб оцінити переваги безпеки CDMA, він допомагає протистояти іншим технологіям, що використовують в бездротовому зв'язку.

ФДМА та ТДМА

Частотний дивізіон Кілька доступу (FDMA) призначає кожного користувача виділений канал частоти, в той час як час Division Кілька доступу (TDMA) дає кожному користувачеві повторення часу слота на однаковій частоті. У обох системах сигнали передаються в відносно вузькі, передбачувані смуги або часові вікна, що робить їх більш вразливими для сприйняття ресивером, налаштованим на цю конкретну частоту або синхронізацію на часовий слот. Акушер може просто слухати на призначеному каналі для захоплення всієї передачі. У CDMA енергія будь-якої однієї передачі поширюється настільки тонко по спектру, що простий вузький ресівер захоплює тільки шум. Без знання унікального поширення коду користувача, не може бути перенати.

ОДМА (Усе в ЛТЕ і 5Г)

Ортогональний частотний відділ Кілька доступу (OFDMA) поділяє спектр на багато підкар'єрів і виділяє їх динамічно. Хоча OFDMA забезпечує відмінну спектральну ефективність і підтримує високі показники даних, її безпека спирається на більш високий рівень шифрування (наприклад, AES), а не фізичний шар. CDMA пропонує додатковий, вбудований фізичний бар'єр безпеки, який OFDMA не вистачає. Це говорить, сучасні системи, використовуючи OFDMA, мають надійне шифрування на верхніх шарах, тому перевага CDMA є найбільш нездатною в мережі спадщини або в сценаріях, де необхідний додатковий захист від радіочастотного взаєморозуміння.

Особливості безпеки мережі CDMA

Мережа CDMA реалізують декілька механізмів безпеки, які працюють разом з захистом голосового та інформаційного трафіку від несанкціонованого доступу, взаємозаймання та налаштування.

Протоколи шифрування

Стандарти CDMA включають надійні алгоритми шифрування. Наприклад, сімейство CDMA2000 використовує ORYX потік cipher (або пізніше ]AES на основі шифрування в версіях) для розтягування голосу та сигналізації даних. CAVE] (клапанне аутентифікування та голосове шифрування) алгоритм забезпечує автентифікацію та ключову угоду. У мережі ANSI-41 криптографічні операції спираються на випадкові виклики та поділяться секретами, якщо вони забезпечують точне шифрування.

Ауттентифікаційні механізми

Мережа CDMA використовує сильні процедури автентифікації. Коли мобільний пристрій намагається зареєструвати або випускати виклик, мережа надсилає випадковий номер (RAND). Мобільний використовує його збережений секретний ключ (A-Key) для обчислення відповіді на автентифікацію, яка порівнюється з значенням, очікуваним мережею. Цей процес запобігає скронінгу і забезпечує тільки дійсні абоненти доступу до мережі. Крім того, Voice Privacy] функції CDMA (з'єднане розширення змінного коде шифрування кодека) scrambles голосових біт, щоб перехоплені сигнали не можуть бути перетворені в зрозуміле слово без прави.

Стійкість до замшевих і взаємодоповідань

Спред-спектральна природа CDMA забезпечує властиву стійкість до обох навмисних заваджень і випадкового втручання. Займувальник повинен або поширювати сигнал по всій широкій смуги (платно висока потужність) або дізнатися точний код, який використовується за призначенням жертви, щоб викликати ефективну шкоду. Боротьба заглушках тільки впливає на невелику частину сигналу CDMA, а корекція помилок може відновити більшість втрачених даних. Це робить системи CDMA більш стійкими до радіочастотних атак, порівняно з вузькими системами, такими як FDMA або TDMA.

Переваги конфіденційності даних CDMA Communications

Конфіденційність даних є критичним занепокоєнням у бездротовому зв'язку. Механізми кодування CDMA та шифрування допомагають захистити дані користувачів від доступу до шкідливих акторів.

Знижувати ризики відтоку користувачів

У мережах CDMA захищено ідентичність користувача за допомогою тимчасових ідентифікаторів (TMSI) та зашифрованої передачі постійних ідентифікаторів. Крім того, фізичні-шарові розкидані коди ефективно анонімізують передачі випадкових слухачів. Оскільки кожен мобільний використовує різні коди, спостерігач не може легко корелювати передачу конкретним абонентом без перехоплення більш-шарових повідомлень сигналізації. Це робить його значно важче відстежувати або профілі користувачів на основі виключно на своїх радіо викидах.

Захист від атаки на ман-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-в-

Протоколи автентифікації CDMA значно зменшують ризик атаки на ман-всередині. Підробкова базова станція (false BTS) намагається оскаржити законну мережу, повинна правильно реагувати на виклик-відповідальний обмін. Не знаючи секрету A-Key, базова станція рог не може автентифікувати на мобільний, а мобільний відмовляється реєструватися. Хоча деякі дії CDMA були вразливі до певних атак (наприклад, за допомогою модифікованого мобільного для розшифрування сигналів), оновлення мережі та правильного шифрування було пом'якшено багато цих питань.

Лімітації та екзамен безпеки

Не є ідеальними технологіями, і CDMA є відомими обмеженнями. Оригінальний стандарт CDMA (IS-95) використовується CMEA] (Cellular Message Encryption Algorithm) для сигналізації, який пізніше був знайдений бути слабким. Наслідні версії були введені більш сильні алгоритми, як AES і SHA-1]], які мають для автентифікації. Крім того, багато країн мігрувати від CDMA до LTE і 5G, які пропонують більш широкі можливості для безпеки, як

Однак CDMA залишається в використанні в деяких регіонах для спадщини 2G і 3G голосу і низької кількості даних, а також в певних спеціалізованих системах зв'язку (наприклад, супутникові телефонії, приватні мережі). Для цих розгортань вбудована безпека CDMA все ще забезпечує базову лінію захисту, яка перевищує нешифровані аналогові або прості цифрові схеми.

Real-World Applications Demonstrating CDMA Security - Інтернет-галерея ексклюзивних предметів інтер'єру

Властивості безпеки CDMA зробили це кращий вибір для військових і державних комунікацій. Наприклад, Globalstar супутникова телефонна мережа використовує технологію CDMA, що поєднує в собі кінцеве шифрування для забезпечення безпечного голосового та інформаційного обслуговування. Аналогічно, багато приватних радіозв'язаних, що використовуються критичними інфраструктурними постачальниками, використовують хвилі CDMA для запобігання гасіння і знебарвлення. Ці додатки демонструють практичне значення поширення CDMA і копінг-підходу, що оберігають чутливі комунікації.

Для подальшого читання на тему Qualcomm CDMA огляд технологій забезпечує детальну технічну інформацію. NIST публікацію на CDMA безпеки] пропонує поглиблений аналіз криптографічних аспектів. Крім того, EEE paper on spread спектр безпеки] обговорює теоретичні основи.

Висновок

Технологія CDMA використовує розподілені спектри, унікальні ортогональні коди, і сильний шифрування для забезпечення надійного захисту від несанкціонованого доступу і порушень даних в бездротовому зв'язку. Хоча новіші інтерфейси повітря, такі як OFDMA в LTE / 5G, спираються більше на верхній криптографічній та повному взаємній автентифікації, захист CDMA залишається переконливим прикладом того, як система проектування безпеки в метод передачі може підвищити конфіденційність. Як бездротовий зв'язок продовжує розвиватися, уроки CDMA—частково значення кодування і поширення — припинення впливу вимог безпеки і допомогти підтримувати конфіденційність користувачів і цілісність мережі.