Ultra yoğun ağlarda güvenli geçiş yönetimi
Secure handover managment in ultra dense network
Yazar: YERDOS AMİRBEKOV
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ELİF BOZKAYA
Milli Savunma Üniversitesi / Atatürk Stratejik Araştırmalar ve Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Siber Güvenlik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control

Özet:
Mobil endüstrinin doğuşundan bu yana, hücre ayırma ve yoğunlaştırma, kullanıcıların sürekli artan ihtiyaçlarını karşılamanın en etkili yollarından biri haline gelmiştir. Sorunun çözümü ise 5G gibi ultra yoğun ağların kullanılması olmuştur. Ancak, küçük/mikro baz istasyonlarının çok sayıda konuşlandırılması, ağ içinde sık sık geçişlere neden olmaktadır. Baz istasyonları ve farklı ağlar arasındaki sık geçişler, kullanıcı ekipmanını güvenlik ve gizlilik risklerine maruz bırakmaktadır. Hücresel ağlarda mobilite yönetimi, mobil servislerin sürdürülmesinde önemli bir rol almaktadır. Bu önemli işlevi desteklemek için, hücresel ağlar bir geçiş prosedürüne güvenmektedir. Geçiş kararını kolaylaştırmak için kullanıcı ekipmanı, raporlar aracılığıyla sinyal ölçümlerini periyodik olarak ağa bildirir. Bu ölçüm raporları kriptografik olarak korunmaktadır.
Bu çalışmada, hücresel geçiş prosedürü incelenmektedir ve doğrulanmamış ölçüm raporlarıyla ilişkili güvenlik açıkları tanımlanmıştır. Özellikle, şifreli ölçüm raporlarına dayalı yeni bir geçiş saldırısı türü detaylandırılmıştır. Meşru bir baz istasyonunun kimliğine bürünen bir saldırgan, hizmet reddi, ortadaki adam saldırılarını tetiklemek için geçiş prosedüründeki güvenlik açıklarından yararlanabilir. Bu nedenle, kullanıcı gizliliği ve hizmet kullanılabilirliği risk altındadır. Simülasyon üzerinde geçiş prosedürü modellenerek güvenlik açıkları ortaya konmuştur. Saldırılar için bütünleştirilmiş metodoloji ve gereksinimler açıklanmıştır. Son olarak, saldırının etkisini değerlendirilerek, saldırılara karşı  kullanılabilecek önlemler sunulmuştur.

Abstract:
Since the birth of the mobile industry, cell separation and condensation has become one of the most effective ways to meet the ever-increasing needs of users. The solution to the problem was the use of ultra-dense networks such as 5G. Deploying the large numbers of small/micro base stations causes frequent handover within the network. Frequent switching between base stations and different networks expose the user equipments to security and privacy risks. Mobility management in cellular networks plays an important role in maintaining mobile services. To support this important function, cellular networks rely on a handover procedure. To facilitate the handover decision, the user equipment periodically reports the signal measurements to the network via reports. These measurement reports are cryptographically protected.
In this study, we will examine the cellular specification and demonstrate the vulnerability associated with unconfirmed measurement reports. In particular, we will detail a new type of relay attack based on encrypted metrics reports. An attacker impersonating a legitimate base station can exploit vulnerabilities in the handover procedure to trigger denial of service, man-in-the-middle attacks. Therefore, user privacy and service availability are at risk. We expose the vulnerabilities of the handover procedure via simulation environment. We describe the integrated methodology and requirements for attacks. Finally, we assess the impacts of the attack and offer countermeasures that can be used against them.