Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Khóa luận được thực hiện trong bối cảnh công nghệ thông tin di động toàn cầu bước vào giai đoạn chuyển giao quan trọng từ thế hệ thứ hai (2G) sang thế hệ thứ ba (3G). Mạng thông tin di động 2G (chủ yếu là chuẩn GSM), dù sử dụng kỹ thuật truyền dẫn số, nhưng bản chất là hệ thống băng hẹp xây dựng trên nền tảng chuyển mạch kênh nên bộc lộ hạn chế lớn trước nhu cầu bùng nổ của các dịch vụ truyền số liệu tốc độ cao (như hội nghị truyền hình, xem video theo yêu cầu - VOD, truy cập Internet). Bên cạnh đó, sự phân mảnh về tiêu chuẩn giữa các khu vực trên thế giới gây trở ngại lớn cho việc chuyển vùng quốc tế của thuê bao. Để khắc phục các hạn chế này, Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITU-R) đã xây dựng chuẩn IMT-2000 nhằm thống nhất mạng thông tin di động thế hệ mới.

Tại Việt Nam ở thời điểm tác giả nghiên cứu, các nhà khai thác viễn thông lớn như GPC (mạng VinaPhone), VMS (mạng MobiFone) và Viettel đang vận hành mạng GSM và từng bước tiếp cận công nghệ 2.5G thông qua việc triển khai GPRS và WAP, nâng dung lượng truy nhập lên mức 144 Kbps để kết nối Internet. Việc chuẩn bị cơ sở lý thuyết và công nghệ nhằm tiến lên mạng 3G WCDMA là yêu cầu thực tiễn cấp bách của các nhà mạng trong nước.

Vấn đề kỹ thuật trọng tâm được đặt ra là an toàn và bảo mật thông tin. Khác với mạng truyền dẫn có dây có thể kiểm soát ranh giới vật lý, thông tin di động hoạt động trong môi trường truyền sóng vô tuyến (môi trường mở). Tín hiệu phát tán trong không gian khiến các cuộc đàm thoại rất dễ bị nghe trộm hoặc bị khai thác đường truyền trái phép. Tác giả chỉ ra rằng với các hệ thống phân chia theo tần số (FDMA) thế hệ trước, kẻ tấn công chỉ cần xác định dải tần công tác và cấu trúc khung là có thể thu trọn nội dung liên lạc tương tự như bắt sóng phát thanh thông thường. Nguy cơ này dẫn tới việc thuê bao bị gian lận cước, rò rỉ bí mật đời tư, thất thoát thông tin kinh doanh và đe dọa an ninh quốc gia. Do đó, việc xây dựng cơ chế nhận thực và mật mã hóa dữ liệu là yếu tố sống còn cho sự tồn tại và cạnh tranh của hệ thống mạng.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài được tác giả xác định rõ ràng gồm 3 nội dung chính:

  1. Khảo sát cấu trúc tổng thể và các bộ phận chức năng tham gia vào quy trình nhận thực, bảo mật trong hệ thống thông tin di động WCDMA;
  2. Phân tích chi tiết quy trình nhận thực, bảo mật thông tin và các bước thực hiện đang và sẽ được triển khai trong hệ thống;
  3. Thực hiện mô phỏng tính toán chi tiết các giải thuật nhận thực và cập nhật dữ liệu bí mật chung (SSD) bằng phần mềm, từ đó chỉ ra ưu điểm, hạn chế và đề xuất phương hướng phát triển các thuật toán tối ưu.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Các quy trình nhận thực danh tính thuê bao, cơ chế quản lý khóa bảo mật và các giải thuật mã hóa dữ liệu trong hệ thống thông tin di động WCDMA.
  • Phạm vi không gian và công nghệ: Khảo sát kiến trúc mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UTRAN và mạng lõi 3G (thừa kế từ GSM/GPRS), giao diện vô tuyến giữa thiết bị người dùng (UE/MS) và trạm gốc (Node B/BS); đặt trong bối cảnh lộ trình nâng cấp mạng viễn thông tại Việt Nam từ GSM, HSCSD, GPRS, EDGE lên WCDMA.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết của khóa luận dựa trên hệ thống tiêu chuẩn quốc tế IMT-2000 do ITU-R ban hành, tập trung vào nhánh công nghệ WCDMA (trải phổ trực tiếp DS-CDMA). Các mô hình và khái niệm nền tảng bao gồm:

  • Mô hình phân lớp mạng 3G: Phân tách rõ rệt giữa mạng truy nhập vô tuyến UTRAN (sử dụng giao thức truyền tải ATM) và mạng lõi (kết hợp phân hệ chuyển mạch kênh CS và chuyển mạch gói PS).
  • Lý thuyết trải phổ và điều chế số: Sử dụng mã định kênh để trải phổ tín hiệu và mã ngẫu nhiên hóa (scrambling code) dành riêng cho từng Node B với tốc độ cắt chip danh định 4.096 Mchip/s; điều chế vuông góc QPSK; nguyên lý thu phân tập đa đường bằng máy thu RAKE; kỹ thuật lọc định hình xung Nyquist cosin tăng căn hai (hệ số dốc 0.22).
  • Lý thuyết an toàn thông tin và mật mã học: Phân loại các mô hình mã hóa dòng và mã hóa khối; nghiên cứu hệ mật mã đối xứng cổ điển (mã dịch chuyển, mã thay thế, mã Affine, mã hoán vị cục bộ, mã Vigenere, mã Hill); các thuật toán mật mã cơ sở hiện đại gồm DES, RSA, hàm băm MD5 và thuật toán băm an toàn SHA.
  • Cơ sở dữ liệu và thủ tục nhận thực: Quản trị các phần tử khóa gồm Khóa nhận thực A-key (Authentication Key), Số liệu bí mật chung SSD (Shared Secret Data), Số ngẫu nhiên RAND, Số nhận dạng trạm di động quốc tế IMSI, Số nhận dạng thuê bao tạm thời TMSI và Số seri điện tử ESN.

Phương pháp nghiên cứu thực tế bao gồm:

  • Phương pháp phân tích - tổng hợp lý thuyết: Hệ thống hóa các văn bản tiêu chuẩn của ITU-R, ETSI; phân tích sơ đồ luồng dữ liệu, chức năng logic của từng khối phần cứng và phần mềm trong hệ thống WCDMA.
  • Phương pháp so sánh kỹ thuật: Đối chiếu sự khác biệt về mặt kiến trúc và hiệu năng giữa mạng GSM/GPRS (2G/2.5G) với WCDMA (3G), so sánh cơ chế song công phân chia theo tần số (FDD) và song công phân chia theo thời gian (TDD).
  • Phương pháp giải thuật và mô phỏng tính toán: Thiết lập các thuật toán tính toán giá trị nhận thực AUTHR (kỹ thuật tạo khóa I, kỹ thuật móc nối, kỹ thuật Davies-Meyer) và lập trình mô phỏng quá trình cập nhật SSD dựa trên thuật toán hàm băm MD5 bằng phần mềm tính toán (với sự hỗ trợ chuyên môn của giảng viên Khoa Công nghệ Thông tin).
  • Nguồn dữ liệu: Sử dụng thông số kỹ thuật, cấu hình tham số, dải tần số chuẩn hóa từ các bộ tiêu chuẩn của ITU-R, khuyến nghị ETSI và các tài liệu chuyên ngành về viễn thông di động thế hệ 3.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Mở đầu

Chương này tập trung trình bày khái niệm nhận thực và bảo mật, khẳng định đây là tập hợp các phương pháp xác nhận danh tính, mật mã hóa, che giấu và xáo trộn thông tin nhằm bảo đảm dữ liệu truyền đi và lưu trữ đạt độ chính xác, an toàn tuyệt đối. Tác giả khái quát lịch sử mật mã từ thời Ai Cập cổ đại (khoảng 4000 năm trước) đến thời hiện đại, nhấn mạnh vai trò chiến lược của an toàn thông tin trong quân sự, chính trị và kinh tế.

Trong lĩnh vực viễn thông di động, môi trường truyền dẫn vô tuyến hở đặt ra nguy cơ nghe trộm và đánh cắp cước thuê bao rất lớn. Để bảo vệ quyền lợi người dùng, hệ thống bắt buộc phải giải quyết ba yêu cầu: thông báo xuất phát đúng từ người gửi, nội dung không bị sửa đổi trên đường truyền, và trình tự bản tin được giữ nguyên nhằm chống hiện tượng phát lặp lại (replay attack) cũng như các tranh chấp pháp lý trong giao dịch điện tử. Tác giả kết luận việc nghiên cứu các thuật toán bảo mật cho hệ thống WCDMA là hướng tiếp cận phù hợp, không đòi hỏi kinh phí đầu tư thiết bị ban đầu quá lớn mà dựa chủ yếu vào tư duy thuật toán và mô hình tính toán.

Chương 2: Hệ thống thông tin di động WCDMA

Chương 2 mô tả chi tiết lộ trình tiến hóa công nghệ từ GSM lên WCDMA qua các bước trung gian: GSM -> HSCSD -> GPRS -> EDGE -> WCDMA. Tác giả phân tích nguyên lý trải phổ trực tiếp, quá trình nhân tín hiệu với chuỗi giả ngẫu nhiên PN (sử dụng phép toán XOR) làm giãn phổ tín hiệu ở phía phát và nén phổ ngược lại ở phía thu, giúp giảm mật độ phổ công suất của can nhiễu và triệt tạp âm.

Thông số kỹ thuật Chế độ FDD (Ghép song công phân chia tần số) Chế độ TDD (Ghép song công phân chia thời gian)
Dải tần công tác Đường lên: 1920 – 1980 MHz; Đường xuống: 2110 – 2170 MHz (phân cách 190 MHz) 1900 – 1920 MHz và 2010 – 2025 MHz (dùng chung cho cả đường lên và đường xuống)
Độ rộng băng tần Danh định 5 MHz (có thể chọn 4.4 – 5 MHz với bước nhảy 200 kHz) Tương đương, triển khai trong băng tần chỉ định
Phạm vi triển khai chính Vùng phủ sóng rộng (macro cell, micro cell) Chủ yếu triển khai cho các ô nhỏ (micro cell, pico cell)
Tốc độ chip (cắt) 4.096 Mchip/s 4.096 Mchip/s
Dung lượng kênh/cell 128 kênh (băng tần 5 MHz); 256 kênh (10 MHz); 384 kênh (15 MHz) Linh hoạt tùy thuộc phân bổ khe thời gian
Tốc độ dữ liệu dịch vụ Thoại: 64 Kbps (hỗ trợ 16, 32 Kbps); Số liệu: 144 Kbps (macro cell), đạt tới 2 Mbps (pico cell) Hỗ trợ các dịch vụ chuyển mạch gói tốc độ cao tương tự FDD

Ở tầng vật lý, tín hiệu được bổ sung mã kiểm tra độ dư thừa vòng CRC cho từng khối truyền tải (Transport Block), mã hóa kênh, đan xen, chèn bit hoa tiêu và bit điều khiển công suất phát (TCP). Tín hiệu sau đó được phân tách lên hai nhánh I và Q của bộ điều chế QPSK, trải phổ 2 lớp (mã định kênh và mã ngẫu nhiên hóa riêng của từng BTS), lọc qua bộ lọc Nyquist cosin tăng căn hai (hệ số dốc 0.22), biến đổi D/A và nâng tần lên trung tần (IF) rồi cao tần vô tuyến (RF) dải 2 GHz. Phía thu sử dụng mạch khuếch đại tạp âm nhỏ, AGC, biến đổi A/D và bộ kết hợp máy thu RAKE để gom các thành phần đa đường.

Về kiến trúc mạng, hệ thống phân chia thành:

  • Mạng truy nhập UTRAN: Gồm các Node B kết nối với Bộ điều khiển mạng vô tuyến RNC qua giao diện Iub. Giao diện Iub được tiêu chuẩn hóa mở hoàn toàn (khác với giao diện Abis đóng của GSM), cho phép kết hợp thiết bị của các nhà sản xuất khác nhau. Các RNC kết nối với nhau qua giao diện Iur nhằm hỗ trợ chuyển giao giữa các Node B. Toàn bộ mạng UTRAN vận hành trên nền tảng chuyển tải ATM.
  • Mạng lõi: Bao gồm Trung tâm chuyển mạch di động (MSC/GMSC), Nút hỗ trợ dịch vụ vô tuyến gói (SGSN/GGSN), Chức năng kết nối mạng (IWF) và các cơ sở dữ liệu: Bộ đăng ký thường trú (HLR - cấu thành từ 4 phân hệ: AES, DBS, NIS, OMS), Trung tâm nhận thực (AUC), Bộ ghi nhận dạng thiết bị (EIR).

Chương 3: Các mối đe dọa đối với hệ thống và phương pháp bảo vệ

Tác giả phân loại nguy cơ an ninh mạng di động thành hai nhóm chính:

  • Xâm nhập thụ động: Kẻ tấn công thu lén dữ liệu trên đường truyền vô tuyến mà không làm sai lệch nội dung bản tin. Do không thể ngăn chặn việc thu sóng tự do, phương pháp phòng chống hữu hiệu duy nhất là mật mã hóa dữ liệu.
  • Xâm nhập tích cực: Kẻ tấn công can thiệp làm sai lệch dữ liệu, chèn thêm thông tin giả mạo, hoặc ghi lại dữ liệu mã hóa rồi phát lặp lại (replay attack) đến đích nhận. Để phòng ngừa hiện tượng phát lặp lại gây thiệt hại trong các giao dịch tài chính - ngân hàng, hệ thống kết hợp kỹ thuật đánh số thứ tự bản tin với cơ chế nhận thực định danh bên phát.

Tác giả khảo sát độ an toàn toán học của các hệ mật mã cổ điển:

  • Hệ mã dịch chuyển: Không gian khóa $K = \mathbb{Z}_{26}$, độ an toàn chỉ có 25 (hoặc 24) giá trị thử, rất dễ bị phá vỡ.
  • Hệ mã thay thế: Thay thế ký tự theo bảng xáo trộn ngẫu nhiên, không gian khóa đạt $26! \approx 4 \times 10^{26}$, độ an toàn được cải thiện đáng kể.
  • Hệ mã Affine: Sử dụng hàm mã hóa $Y = (aX + b) \pmod{26}$ và giải mã $X = a^{-1}(Y - b) \pmod{26}$ với điều kiện $\text{ƯCLN}(a, 26) = 1$.
  • Các hệ mã khác: Hệ hoán vị cục bộ, hệ mã Vigenere (sử dụng chuỗi khóa tuần hoàn), hệ mã Hill (dùng ma trận khóa).

Tác giả nhận định mọi thuật toán mật mã trên lý thuyết đều có thể bị thám mã nếu kẻ tấn công có đủ thời gian và năng lực tính toán. Tuy nhiên, nếu thời gian giải mã vượt quá giới hạn cho phép của tính hữu dụng thông tin thì hệ thống mật mã vẫn được coi là an toàn.

Chương 4: Một số thuật toán cơ sở được áp dụng

Chương này trình bày chi tiết cơ chế hoạt động của các giải thuật mật mã hiện đại đóng vai trò nền tảng cho mạng di động:

  • Thuật toán mã hóa đối xứng DES (Data Encryption Standard): Cấu trúc mã khối xử lý dữ liệu 64-bit với chiều dài khóa thực 56-bit qua 16 vòng lặp biến đổi Feistel phức tạp.
  • Hệ mật mã khóa công khai RSA: Hoạt động dựa trên độ khó của bài toán phân tích các số nguyên lớn ra thừa số nguyên tố, phục vụ phân phối khóa an toàn và tạo chữ ký số.
  • Thuật toán hàm băm MD5: Xử lý thông điệp đầu vào theo từng khối 512-bit để tạo ra mã tóm lược thông điệp (digest) cố định 128-bit, đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu.
  • Thuật toán băm an toàn SHA: Tạo ra giá trị băm có độ dài 160-bit, mang lại khả năng chống va chạm và độ an toàn cao hơn so với MD5.

Chương 5: Nhận thực và bảo mật trong hệ thống WCDMA

Chương cuối cùng đi sâu vào cơ chế nhận thực thực tế của mạng WCDMA. Cấu trúc nhận thực vận hành dựa trên các cơ sở dữ liệu và khóa bảo mật:

  • Khóa nhận thực A-key: Khóa bí mật 64-bit được nạp cố định vào bộ nhớ an toàn của thẻ UIM (hoặc SIM) và lưu trữ bảo mật tuyệt đối tại Trung tâm nhận thực AUC. Khóa này không bao giờ được truyền qua giao diện vô tuyến.
  • Số liệu bí mật chung SSD: Chuỗi bit 128-bit được sinh ra từ A-key và số ngẫu nhiên RANDSSD. SSD được chia thành hai phần: SSD-A (dùng để tính toán dữ liệu nhận thực AUTHR) và SSD-B (dùng để tạo khóa mật mã hóa đường truyền).

Tác giả phân tích chi tiết các thủ tục nhận thực:

  1. Hiệu lệnh chung (Global Challenge): Áp dụng cho mọi thuê bao truy nhập mạng tại một cell thông qua số ngẫu nhiên RAND phát quảng bá trên kênh điều khiển.
  2. Hiệu lệnh riêng (Unique Challenge): Thực hiện kiểm tra riêng biệt một trạm di động cụ thể khi có nghi ngờ gian lận hoặc khi thực hiện các cuộc gọi quan trọng.
  3. Cập nhật SSD (SSD Update): Quy trình định kỳ làm mới giá trị SSD giữa AUC và UIM nhằm hạn chế nguy cơ lộ khóa A-key.

Chương này cũng phân tích các kỹ thuật tính toán số liệu nhận thực gồm: Kỹ thuật tạo khóa (I) và tính toán AUTHR, Kỹ thuật móc nối dữ liệu, và Kỹ thuật tính toán AUTHR sử dụng cấu trúc Davies-Meyer (DM). Tác giả đã lập trình chương trình cập nhật SSD dựa trên hàm băm MD5, đánh giá ưu khuyết điểm về tốc độ xử lý và khả năng ứng dụng thực tế của từng giải thuật.


Kết quả và đóng góp

Khóa luận đã tổng hợp và trích xuất các kết quả kỹ thuật cụ thể từ hệ thống văn bản tiêu chuẩn:

  • Xác lập đầy đủ các tham số lớp vật lý của WCDMA: Băng thông công tác 5 MHz, tốc độ chip danh định 4.096 Mchip/s, quy chuẩn dải tần số FDD (1920 - 1980 MHz cho đường lên và 2110 - 2170 MHz cho đường xuống) và TDD (1900 - 1920 MHz và 2010 - 2025 MHz), hỗ trợ tốc độ truyền dẫn từ 64 Kbps đến 2 Mbps.
  • Hệ thống hóa cấu trúc mở của giao diện Iub trong UTRAN, làm rõ cơ chế chuyển giao qua giao diện Iur giữa các RNC trên nền tảng mạng chuyển tải ATM.
  • Làm rõ cấu trúc phân tầng của hệ thống nhận thực 3G: Sự tách biệt giữa khóa gốc A-key và khóa động SSD (gồm SSD-A và SSD-B), giúp mạng lõi có thể chia sẻ dữ liệu nhận thực cho các trạm chuyển mạch mà không làm lộ khóa chủ của người dùng.
  • Hiện thực hóa chương trình mô phỏng quá trình cập nhật khóa SSD sử dụng hàm băm MD5, minh chứng tính khả thi của việc tính toán tham số bảo mật trên phần mềm.

Các giải pháp và kiến nghị được tác giả đề xuất:

  • Khuyến nghị tận dụng hạ tầng mạng lõi sẵn có của GSM/GPRS (như MSC, HLR, SGSN, GGSN) để nâng cấp hỗ trợ song song cả 2G và 3G WCDMA, giảm thiểu chi phí đầu tư ban đầu cho các nhà khai thác viễn thông tại Việt Nam.
  • Đề xuất áp dụng cơ chế đánh số thứ tự bản tin kết hợp nhận thực định danh bên phát để ngăn chặn triệt để hình thức tấn công phát lặp lại (replay attack) trên các giao diện vô tuyến.

Đóng góp tự nêu của tác giả: Đề tài đã cung cấp cái nhìn hệ thống, toàn diện về cấu trúc và các quy trình bảo mật của hệ thống WCDMA ngay tại thời điểm công nghệ 3G đang được chuẩn bị triển khai tại Việt Nam; đồng thời xây dựng công cụ phần mềm tính toán, mô phỏng các bước nhận thực phục vụ công tác nghiên cứu học thuật.


Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận bộc lộ một số hạn chế dựa trên phạm vi nghiên cứu được công bố:

  • Toàn bộ kết quả nhận thực và cập nhật khóa dừng lại ở mức độ phân tích lý thuyết và mô phỏng thuật toán bằng phần mềm trên máy tính; chưa được thử nghiệm thực tế trên phần cứng trạm gốc (Node B) hoặc thiết bị đầu cuối vô tuyến thực tế do điều kiện phòng thí nghiệm.
  • Các giải thuật nhận thực chủ yếu tập trung vào cơ chế SSD/MD5 (vốn kế thừa nhiều từ các chuẩn ANSI/TIA/IS-136 và chuyển tiếp 3G giai đoạn đầu), chưa đi sâu vào toàn bộ bộ giải thuật nhận thực và thỏa thuận khóa AKA (Authentication and Key Agreement) chuẩn hóa riêng cho mạng UMTS/WCDMA của tổ chức 3GPP.

Hướng nghiên cứu tiếp theo được tác giả nêu ra:

  • Tiếp tục tìm kiếm, cải tiến và hoàn thiện các thuật toán tính toán số liệu nhận thực nhằm tối ưu hóa thời gian xử lý và giảm tải tính toán cho bộ xử lý của thẻ UIM và trạm di động.
  • Nâng cao tính an toàn của các thuật toán mã hóa trước sự phát triển nhanh chóng của năng lực tính toán và thám mã trên máy tính điện tử.

Giá trị tham khảo

Khóa luận là nguồn tài liệu hữu ích cho:

  • Sinh viên và học viên cao học ngành Điện tử – Viễn thông: Nắm bắt bức tranh tổng thể về quá trình chuyển đổi công nghệ từ 2G lên 3G, hiểu rõ cấu trúc giao diện vật lý, nguyên lý trải phổ trực tiếp và kỹ thuật thu phát tín hiệu WCDMA.
  • Người nghiên cứu về an toàn thông tin mạng viễn thông: Tham khảo chi tiết quy trình xử lý nhận thực thuê bao, cách thức phân bổ cơ sở dữ liệu nhận thực giữa AUC, HLR và thẻ UIM.
  • Phần đáng tham khảo nhất: Bảng thuật ngữ viết tắt chuẩn hóa ngành viễn thông di động, sơ đồ cấu trúc mạng UTRAN cùng phân tích chi tiết về các giao diện Iub, Iur và các bước tính toán cập nhật dữ liệu bí mật chung SSD trong Chương 5.

Câu hỏi thường gặp

1. Lộ trình phát triển từ hệ thống GSM tiến lên WCDMA được tác giả phân định qua những bước công nghệ nào?
Theo trình bày của tác giả ở Chương 2, lộ trình tiến hóa công nghệ diễn ra tuần tự qua các giai đoạn: GSM -> HSCSD (truyền số liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao) -> GPRS (dịch vụ vô tuyến gói chung) -> EDGE (tốc độ số liệu tăng cường để phát triển GSM) -> WCDMA.

2. Giao diện Iub giữa Node B và RNC trong UTRAN có điểm gì khác biệt cốt lõi so với giao diện Abis trong mạng GSM?
Khác với giao diện Abis trong GSM thường mang tính độc quyền và được khuyến cáo mua từ cùng một nhà sản xuất, giao diện Iub của WCDMA được tiêu chuẩn hóa mở hoàn toàn. Điều này cho phép nhà mạng có thể kết nối Node B của một nhà sản xuất với RNC của một nhà sản xuất khác, đồng thời toàn bộ giao diện mạng truy nhập UTRAN đều vận hành trên nền tảng chuyển tải ATM.

3. Khóa A-key và dữ liệu bí mật chung SSD có vai trò và vị trí lưu trữ như thế nào?
Khóa A-key là khóa nhận thực gốc dài 64-bit, được lưu trữ vĩnh viễn và bảo mật tuyệt đối trong thẻ UIM của máy di động và Trung tâm nhận thực AUC, không bao giờ truyền qua sóng vô tuyến. Dữ liệu bí mật chung SSD là chuỗi 128-bit được sinh ra từ A-key và số ngẫu nhiên RANDSSD. SSD được chia thành SSD-A (để tính toán giá trị nhận thực AUTHR) và SSD-B (để sinh khóa mã hóa dữ liệu), có thể được gửi tới các trung tâm chuyển mạch phục vụ để nhận thực thuê bao mà không làm lộ A-key.

4. Kỹ thuật trải phổ và ngẫu nhiên hóa ở phía phát của WCDMA sử dụng tốc độ chip là bao nhiêu và nhằm mục đích gì?
Hệ thống sử dụng tốc độ cắt chip danh định là 4.096 Mchip/s. Tín hiệu của từng kênh được trải phổ bằng mã định kênh làm tăng độ rộng băng tần, sau đó được ngẫu nhiên hóa bằng mã ngẫu nhiên riêng biệt của từng BTS (cùng tốc độ 4.096 Mchip/s) nhằm phân biệt giữa các trạm gốc và các kênh vật lý mà không làm tăng thêm băng thông tín hiệu.


Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Ngô Trung Kiên đã khảo sát toàn diện kiến trúc mạng thông tin di động thế hệ 3 WCDMA và đi sâu phân tích các cơ chế an toàn thông tin lớp vô tuyến. Công trình đã làm rõ nguyên lý trải phổ trực tiếp, cấu trúc mở của mạng truy nhập UTRAN, phân loại các hình thức xâm nhập mạng và chi tiết hóa các thủ tục nhận thực người dùng dựa trên cấu trúc khóa phân tầng A-key/SSD. Kết quả mô phỏng thuật toán tính toán cập nhật dữ liệu bí mật chung bằng phần mềm cung cấp cơ sở tài liệu học thuật có giá trị cho việc nghiên cứu và tiếp cận công nghệ mạng di động 3G.