Цифровые сертификаты для владельцев мобильных телефонов

Цифровые сертификаты для владельцев мобильных телефонов.

Колосова А.И., Намиот Д.Е.

Аннотация—В работе рассматривается задача подтверждения факта владения мобильным телефоном. Предложена модель цифровых сертификатов для мобильных телефонов. В этой модели каждый мобильный пользователь может создать некоторую цифровую метку для своего телефона и подписать ее с помощью ссылки на свой профайл в социальной сети. Далее возможен поиск по базе цифровых сертификатов. Поиск может осуществляться как по идентификации мобильного телефона, так и по профайлам социальной сети (сетей).

Ключевые слова—IMEI, Android, мобильные цифровые сертификаты.

I. Введение

Проблема хищений мобильных телефонов остро стоит во всем мире. Как правило, у каждого владельца мобильного телефона записано некоторое количество важной информации на нем, которую тяжело восстановить. Как-то - список контактов, TODO лист и др., в зависимости от сложности устройства. Поэтому важной задачей является нахождение утерянных аппаратов.

В данной работе рассматриваются мобильные устройства с операционной системой Android -смартфоны и др. У всех подобных аппаратов имеются различные идентификационные номера. Которые могут быть использованы для нахождения утерянных телефонов, мониторинга установок некоего приложения, генерации технических средств защиты авторских прав (ТСЗАП, DRM - digital rights management). Например, мобильные операторы, при наличии определенного оборудования могут полностью или частично прекратить обслуживать украденный телефон, перенаправлять SMS-сообщения с него на другой телефон. Или отследить его место нахождения по GPS. В России подобная практика не так распространена, как в некоторых других странах, однако и у нас есть случаи нахождения украденных телефонов по IMEI номеру.

Статья получена 10 июня 2013. В статье изложены результаты дипломной работы, выполненной на факультете ВМК МГУ им. М.В. Ломоносова

Колосова Алена Игоревна - студентка третьего курса второго высшего образования факультета Вычислительной Математики и Кибернетики Московского государственного университета им. Ломоносова.

Намиот Дмитрий Евгеньевич - кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории Открытых Информационных Технологий факультета Вычислительной Математики и Кибернетики Московского государственного университета им. Ломоносова.

Задачи этой работы:

-разработка методики определения

идентификационных номеров мобильных аппаратов;

-разработка системы регистрации

идентификационных номеров мобильных аппаратов и их владельцев в общей базе данных.

-разработка сайта с системой взаимодействия с получившейся базой данных.

II. Основные существующие методы

ИДЕНТИФИКАЦИИ МОБИЛЬНЫХ ТЕЛЕФОНОВ

A. IMEI

IMEI (International Mobile Equipment Identity) - число (обычно 15-разрядное в десятичном представлении), уникальное для каждого использующего его аппарата. Применяется в сотовых телефонах сетей GSM, WCDMA и IDEN а также в некоторых спутниковых телефонах [7].

IMEI присваивается телефону во время изготовления на заводе. Он служит для идентификации устройства в сети и хранится в прошивке аппарата. Как правило, IMEI указывается в четырёх местах: в самом аппарате (в большинстве случаев его можно вывести на экран набором *#06# на клавиатуре), под аккумуляторной батареей, на упаковке и в гарантийном талоне. IMEI играет роль серийного номера аппарата и передаётся в эфир при авторизации в сети. Также IMEI используется для слежения за аппаратами и блокирования краденых телефонов на уровне оператора сотовой связи, что не позволяет в дальнейшем использовать такой аппарат в сети этого оператора, однако не мешает его использованию в других сетях.

В отличие от ESN и MEID, используемых в CDMA и прочих сетях, IMEI используется только для идентификации устройства и не имеет постоянного отношения к абоненту. Вместо него используется номер IMSI, хранящийся на SIM-карте, которую можно вставить в практически любой другой аппарат. Однако существуют специальные системы, позволяющие одному телефону использовать только одну определённую SIM-карту.

Модель и происхождение телефона описываются первыми 8 цифрами IMEI (так называемый TAC). Оставшаяся часть — серийный номер с контрольным числом в конце. Телефонам, поддерживающим одновременную работу с двумя SIM-картами, присваивается два номера IMEI [5].

Производители постоянно совершенствуют методы

защиты программного обеспечения аппарата от изменения IMEI. В современных аппаратах IMEI хранится в однократно программируемой зоне памяти и не может быть изменен программными средствами [4].

В некоторых странах, например в Латвии, Великобритании, Республике Беларусь изменение IMEI является уголовно наказуемым деянием. Имеется также прецедент попытки уголовного преследования за изменение IMEI в России [1][6].

B. MEID

MEID (Mobile Equipment IDentifier) - глобальный уникальный идентификатор подвижного оборудования, работающий в сетях CDMA, использует тот же базовый формат, что и IMEI [3][8].

C. IMSI

MSI (International Mobile Subscriber Identity) -

международный идентификатор мобильного абонента (индивидуальный номер абонента), ассоциированный с каждым пользователем мобильной связи стандарта GSM, UMTS или CDMA. При регистрации в сети аппарат абонента передаёт IMSI, по которому происходит его идентификация. Во избежание перехвата, этот номер посылается через сеть настолько редко, насколько это возможно — в тех случаях, когда это возможно, вместо него посылается случайно сгенерированный TMSI [9].

В системе GSM идентификатор содержится на SIM-карте в элементарном файле (EF), имеющем идентификатор 6F07. Формат хранения IMSI на SIM-карте описан ETSI в спецификации GSM 11.11. Кроме того, IMSI используется любой мобильной сетью, соединенной с другими сетями (в частности с CDMA или EVDO) таким же образом, как и в GSM сетях. Этот номер связан либо непосредственно с телефоном, либо с R-UIM картой (аналогом SIM карты GSM в системе CDMA) [9].

Длина IMSI, как правило, составляет 15 цифр, но может быть короче. Например: 250-07-ХХХХХХХХХХ.

Первые три цифры это MCC (Mobile Country Code, мобильный код страны). В примере 250 - Россия. За ним следует MNC (Mobile Network Code, код мобильной сети). 07 из примера - СМАРТС. Код мобильной сети может содержать две цифры по европейскому стандарту или три по североамериканскому. Все последующие цифры — непосредственно идентификатор пользователя MSIN (Mobile Subscriber Identification Number) [9].

D. Serial number

Серийный номер можно определить у устройств, не обладающих сервисом телефонии начиная с операционной системы Android 2.3 (“Gingerbread”) и у некоторых телефонов [3].

E. Android Id

Это 64 битный номер, который случайным образом генерируется при первом запуске устройства и остается неизменным далее. У устройств с операционной системой более ранних версий чем 2.2 (“Froyo”) он может не определяться [3].

F. Mac-Address

MAC-адрес (от англ. Media Access Control — управление доступом к среде, также Hardware Address) — это уникальный идентификатор, присваиваемый каждой единице оборудования компьютерных сетей. Большинство сетевых протоколов канального уровня используют одно из трёх пространств MAC-адресов, управляемых IEEE: MAC-48, EUI-48 и EUI-64. Адреса в каждом из пространств теоретически должны быть глобально уникальными. Не все протоколы используют MAC-адреса, и не все протоколы, использующие MAC-адреса, нуждаются в подобной уникальности этих адресов [2][І0].

В широковещательных сетях (таких, как сети на основе Ethernet) MAC-адрес позволяет уникально идентифицировать каждый узел сети и доставлять данные только этому узлу. Таким образом, MAC-адреса формируют основу сетей на канальном уровне, которую используют протоколы более высокого (сетевого) уровня. Для преобразования MAC-адресов в адреса сетевого уровня и обратно применяются специальные протоколы (например, ARP и RARP в сетях IPv4 и NDP в сетях на основе IPv6) [І0].

Адреса вроде MAC-48 наиболее распространены; они используются в таких технологиях, как Ethernet, Token ring, FDDI, WiMAX и др. Они состоят из 48 бит, таким образом, адресное пространство MAC-48 насчитывает 248 (или 28І 474 976 7І0 656) адресов. Согласно подсчётам IEEE, этого запаса адресов хватит по меньшей мере до 2І00 года [І0].

EUI-48 от MAC-48 отличается лишь семантически: в то время как MAC-48 используется для сетевого оборудования, EUI-48 применяется для других типов аппаратного и программного обеспечения.

Идентификаторы EUI-64 состоят из 64 бит и используются в FireWire, а также в IPv6 в качестве младших 64 бит сетевого адреса узла.

Можно также получить МАС-адрес Wi-Fi или Bluetooth оборудования устройства, однако не рекомендуется использовать его в качестве уникального идентификационного номера, так как не все мобильные устройства имеют Wi-Fi. Если Wi-Fi модуль есть, он должен быть обязательно включен, иначе МАС-адрес не определится. Кроме того, МАС-адрес устройства можно изменить программным путем [І0].

III. МОДЕЛЬ ЦИФРОВЫХ СЕРТИФИКАТОВ ЗАДАЧИ

Идея цифровых сертификатов состоит в создании открытой базы данных, где каждый владелец мобильного телефона мог бы сохранить идентифицирующие признаки своего аппарата, заверив (подписав) их ссылкой на собственный профайл в социальной сети. Идея использования ссылки на профайл состоит в том, что в этом случае база данных избегает проблем, связанных с хранением персональной информации. В таком случае ее просто нет. Она вся остается в социальной сети.

Соответственно этому, реализация такой модели

должна включать в себя мобильное приложение для создания сертификата, базу данных для хранения сертификатов и интерфейс к базе данных для поиска.

Владелец телефонного аппарата может бесплатно, по собственной инициативе, добавить сертификат для своего телефона в общую базу. База сертификатов публично доступна. Следовательно, сильно упрощается процесс проверки владельца телефона. А это, в свою очередь, сможет остановить какой-то значимый процент мобильных абонентов от пользования телефоном, который попал к ним не совсем законным способом. Кроме того, такая база может оказаться подспорьем для официального следствия.

В данной работе решено было использовать IMEI номер и Android ID, чтобы увеличить надежность идентификация Android аппарата. На практике, не у всех устройств определяются оба эти номера, но хотя бы один из них определяется практически всегда. Мобильные операторы для взаимодействия с телефоном используют IMEI номер.

Мобильное приложение разработано на Java, в среде Eclipse. Так как именно для этой среды существует официальный плагин Android Developer Tools (ADT), который предоставляет профессиональную среду разработки Android-приложений. Для определения IMEI номера и Android ID воспользовались классами TelephonyManager и Settings. Для определения ссылки на страницу пользователя в Facebook воспользовались некоторыми функциями Facebook SDK. В результате, при нажатии на кнопку регистрации, пользователь перенаправляется в окно авторизации в Facebook. Иными словами, используется стандартная схема авторизации с помощью Facebook в сторонних приложениях.

Взаимодействие с удаленной базой данных осуществлено на PHP с использованием JSON, в отдельном классе JSONParser, с помощью функций из класса org.apache.http.

практически с любым языком программирования. Для Java и PHP существуют функции для создания и обработки данных в формате JSON.

В качестве удаленной базы данных используется MySQL. Основная таблица содержит 4 столбца: ID, IMEI, AndroidID и Link. Взаимодействие с ней сделано таким образом, чтобы было невозможно добавить строку с каким-то определенным IMEI-номером или Android ID более одного раза.

Для того, чтобы информировать пользователя об успешной отправке запроса с телефона в базу данных, и успешной авторизации в Facebook, добавлено соответствующее всплывающее сообщение (Toast) и функция добавления фото из профайла пользователя с его личной страницы. На рисунке І представлен общий вид после авторизации, получившегося в итоге приложения на Android-эмуляторе. А на рисунке 2 - вид

окна авторизации в Facebook.

ф 5554:Class-10-NS 1 — ss—г

* ШІ Ш 8:39 Basic Controls

IMEI Database 1 431 (flS) (61

Get Device ID

ІМЕГ Number: 000000000000000 Android ID : e3ba0b304f5eaca1

JMK

DPAD not enabled in AVD №

Hardware Keyboard

Use your physical keyboard to provide input

Рис. 1. Приложение после авторизации.

Для того чтобы просматривать удаленную базу данных приложения авторами был сделан сайт http :///т30706.tw1.ru/.

I 5554:Class-10-NS

ЭБ || Ш 9:29 Basic Controls

Get Facebook for Android and browse faster.

Already have an account?

DPAD not enabled in AVD

Email or Phone

Hardware Keyboard

Use your physical keyboard to provide input

New to Facebook?

Create Mew Account

Forgot password? • Help Center

Рис. 2. Окно авторизации в Facebook.

На рисунке 3 представлен вид главной страницы сайта. На этом сайте по вкладке «Search» можно перейти на страницу с функциональностью поиска по получившейся IMEI-базе данных. Взаимодействие сайта с базой данных реализовано на PHP. Искать записи в базе данных можно по любому из трех полей: по IMEI номеру, по Android ID, или же по ссылке на личную страницу в Facebook. На рисунке 4 представлен вид страницы поиска.

Рис. 3. Главная страница сайта проекта.

Рис. 4. Страница поиска по базе данных.

Также на этом сайте можно скачать последнюю версию приложения для аппаратов с операционной системой Android.

Дизайн сайта разработан с поддержкой технологии Responsive Design, чтобы сайт хорошо отображался, и с ним было удобно работать как на стандартных компьютерных мониторах, так и на маленьких экранах смартфонов. Таким образом, у сайта реализованы 2 разные разметки.

На рисунке 5 представлен вид страницы поиска на экране смартфона. А на рисунке 6 - сравнительный вид страницы «DOWNLOAD» на экране монитора и на Android-э муляторе.

IMEI 352397055413029

Android ID 94b418b131f23085 50Cja| IQ http://www.facebook.cotn/matre5hla.sarafanova

IMEI 356409048239316

Android ID 5f63bd169f224ae Social ID http://www.facebook.cotn/safa.dekltgf.56

Hardware Keyboard

Use your physical keyboard to provide input

IMEI 000000000000000

ftn^rnirl ТП

Рис. 5. Страница поиска на экране смартфона.

Рис. 6. Страница «DOWNLOAD» на разных экранах.

IV. ДАЛЬНЕЙШИЕ РАЗРАБОТКИ

Можно указать следующие направления развития проекта. Во-первых, можно предложить

пользователям физическое изготовление

сертификатов. Это может быть реализовано в виде печати наклейки с QR-кодом, которая содержит URL для страницы с результатами поиска данного сертификата в базе данных. Получается некоторая аналогия контекстно-зависимого QR-кода [11].

Другим возможным направлением работы является добавление открытого API к базе данных. В этом случае, искать подтверждения владения можно будет программно. Например, приложения типа Geo Messages [12] смогут еще и проверять законность владения телефоном отправителя сообщений.

V. Заключение

Разработана и реализована модель цифровых сертификатов для владельцев мобильных устройств. Реализованы клиентские компоненты - мобильное приложение, веб-сайт для поиска по базе данных. И серверный компонент - база данных с интерфейсом для записи и поиска.

С помощью этой системы пользователь может создать сертификат для своего мобильного телефона, подписать его ссылкой на свой профиль в социальной сети и сохранить в базе данных.

Если телефон потерян или украден, то в этой базе можно найти контакты владельца. А если он честно подарен, продан и так далее - то можно посмотреть историю владения.

Библиография

[1] В. Шалькевич, А. Макаревич «Противодействие теневому обороту мобильных телефонов уголовно правовыми мерами», Журнал «Законность и правопорядок», No 3(7)/2008, стр. 36-40.

[2] http://ru.wikipedia.org/

[3] http://developer.samsung.com/android/technical-docs/How-to-retrieve-the-Device-Unique-ID-from-android-deviceJ.

[4] GSME proposals regarding mobile theft and IMEI security (https://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:0mXtXE_yM3EJ:ww w.gsmeurope.org/documents/positions/gsme_proposals_mobile_theft s_imei_security.pdf+imei+standard&hl=en&gl=au&pid=bl&srcid=A DGEESgutC2Wv66x8SweH6Tb3AIpZ_e0FtPSpsHeFrswQiPqnm5Tg PV440ooDWS_ElQc8aPkeimqNLbd969ngHkpbIbtCcVHQzi_PyYD a0LTFY1m7Pf0Fuh40RUMIpUq4Hf0cAl8ZND4&sig=AHIEtbStnM 1cqejWPnMi2PpVLCDSSfJgJQ).

[5] GSM Association Non Confidential Official Document IMEI Allocation and Approval Guidelines Version 6.0 (27th July 2011) (http://www.gsma.com/newsroom/wp-

content/uploads/2012/03/ts0660tacallocationprocessapproved.pdf).

[6] http://www.legislation.gov.uk/ukpga/2002/31/section/1.

[7] http://www.amta.org.au/pages/amta/FAQs.on.mobile.security.

[8] 3G Mobile Equipment Identifier (MEID) (3GPP2 S.R0048-A Version 4.0 Date: 23 June 2005).

[9] Fred Gaechter "Chairman of IMSI Oversight Committee"

(http://www.ifast.org/files/IFAST22_015_GSMNALetter.pdf).

[10] IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks: Overview and Architecture (IEEE Std 802-2001 (R2007)(Revision of IEEE Std 802-1990)).

[11] D. Namiot. Network Proximity on Practice: Context-aware Applications and Wi-Fi Proximity. International Journal of Open Information Technologies, 1(3), 2013, pp. 1-4.

[12] Namiot, D. “Geo messages”, In Ultra Modern Telecommunications and Control Systems and Workshops (ICUMT), 2010 International Congress on (pp. 14-19). IEEE. DOI: 10.1109/ICUMT.2010.5676665