TETRA es un estándar abierto a todos.

En modo con canal abiertoun grupo de usuarios tiene la capacidad de establecer una conexión “un punto — varios puntos” sin ningún procedimiento de instalación. Cualquier suscriptor que se haya unido al grupo puede utilizar este canal en cualquier momento. En modo de canal abierto, las estaciones de radio operan en un simplex de dos frecuencias.

En modo de comunicación directa (directa)Las conexiones punto a punto y multipunto se establecen entre los terminales a través de canales de radio no asociados al canal de control de la red, sin transmitir señales a través de estaciones transceptoras base.

En los sistemas estándar TETRA, las estaciones móviles pueden operar en el el llamado modo de vigilancia dual” (“Dual Watch”), que garantiza la recepción de mensajes de los suscriptores que operan tanto en modo de comunicación troncal como directa.

Las funciones principales de los servicios de red o procedimientos de red son proporcionadas por servicios estandarizados TETRA. El conjunto de procedimientos de red utilizados para una red particular lo determina el operador.

Los principales procedimientos de red incluyen registro de suscriptores móviles y roaming (el procedimiento para asignar un suscriptor a una o más estaciones base y garantizar la capacidad de moverse de una zona a otra sin perder la conexión), re -establecimiento de comunicación (garantizando la posibilidad de reemplazar la estación base utilizada por el suscriptor con una red en caso de deterioro de las condiciones de comunicación), autenticación de suscriptores (estableciendo la autenticidad de los suscriptores), desconexión/conexión de un abonado (procedimiento para desconectar (conectar) a un abonado de (a) la red por iniciativa suya), desconexión de un abonado por parte de un operador de red (procedimiento para bloquear el funcionamiento de un terminal de abonado por parte de un operador de red), control de flujo de datos(que proporciona la capacidad de la red de conmutar el flujo de datos dirigido a un suscriptor específico).

TETRA proporciona a los usuarios una serie de servicios adicionales.

Junto a los servicios estándar para muchos sistemas de radiocomunicación troncalizados como desvío de llamadas, identificación de número de abonado, retención de llamadas, etc., concretamente a petición de la Asociación Europea de Policía (Grupo Schengen), en colaboración con el comité técnico de ETSI, se ofrecen los siguientes servicios se han introducido en el estándar:

• llamada autorizada por el despachador (un modo en el que las llamadas se reciben sólo con la aprobación del despachador);
• acceso prioritario (en en caso de congestión de la red, los recursos disponibles se asignan de acuerdo con el esquema de prioridad);
• llamada prioritaria (asignar llamadas según un esquema de prioridad);
• escucha selectiva (interceptar una llamada entrante sin afectar el trabajo de otros suscriptores);
• escucha remota (encender de forma remota una estación de radio de un suscriptor para transmitir y escuchar la situación del suscriptor);
• reagrupación dinámica (creación, modificación y eliminación dinámica de grupos de usuarios).

Un factor importante en el atractivo del estándar TETRA para las agencias de aplicación de la ley es su sistema de seguridad de comunicaciones cuidadosamente diseñado.

El estándar TETRA proporciona dos niveles de seguridad de la información transmitida:

• nivel estándar, que utiliza cifrado de la interfaz de radio (que proporciona un nivel de seguridad de la información similar al sistema de comunicación celular GSM) ;
• alto nivel, utilizando cifrado de extremo a extremo (desde el origen hasta el destinatario).

Los medios de protección de la interfaz aérea del estándar TETRA incluyen mecanismos para autenticar al suscriptor. e infraestructura, garantizando la confidencialidad del tráfico debido al flujo de seudónimos y cifrado específico de la información. Cierta protección de información adicional se proporciona mediante la capacidad de cambiar canales de información y canales de control durante una sesión de comunicación.

Un mayor nivel de seguridad de la información es un requisito exclusivo para grupos de usuarios especiales.

El cifrado de extremo a extremo proporciona protección para la voz y los datos en cualquier lugar a lo largo de la línea de comunicación entre la línea fija y la móvil. suscriptores. El estándar TETRA especifica solo una interfaz para el cifrado de extremo a extremo, lo que brinda la capacidad de utilizar algoritmos de seguridad de la información originales.

Los principales mecanismos para garantizar la seguridad de la información en el estándar TETRA son:

• autenticación de suscriptor;
• cifrado de información;
• garantizar la privacidad de los suscriptores.

autenticación de suscriptores generalmente se refiere a un mecanismo para verificar su autenticidad. Los procedimientos de autenticación se utilizan para evitar el uso no autorizado de los recursos del sistema de comunicaciones.

El estándar TETRA utiliza un concepto de autenticación relativamente nuevo que utiliza cifrado.

El principio general de implementar la autenticación mediante cifrado es que el texto del mensaje transmitido incluye una contraseña, que es un código fijo o dependiente de los datos que el remitente y el destinatario conocen, o que pueden asignar durante el proceso de transmisión.

El destinatario descifra el mensaje y, a través de la comparación, recibe la confirmación de que los datos recibidos son los datos del remitente autorizado.

Para realizar el procedimiento de autenticación, cada suscriptor, mientras utiliza el sistema de comunicación, recibe un módulo de autenticación de suscriptor electrónico estándar (tarjeta SIM), que contiene un dispositivo de almacenamiento con una clave de autenticación individual registrada en él y un controlador que asegura la ejecución del algoritmo de autenticación. .

C Utilizando la información incorporada en la tarjeta SIM, como resultado del intercambio mutuo de datos entre el móvil y las estaciones base, se lleva a cabo un ciclo de autenticación completo y se permite el acceso del suscriptor a la red.

El procedimiento de autenticación generalizado en el estándar TETRA se ilustra en la Fig. 1.

Fig.1. Esquema general del procedimiento de autenticación

El proceso de verificar la autenticación de un abonado en una red estándar TETRA se realiza de la siguiente manera.

La estación base envía un número RAND aleatorio a la estación móvil. La estación móvil realiza alguna operación con este número, determinada por la transformación criptográfica estándar TA12 usando la clave de identificación de abonado individual K, y genera un valor de respuesta RES. La estación móvil envía este valor a la estación base. La estación base compara el valor RES recibido con el resultado esperado XRES calculado por ella usando una transformación similar TA12. Si estos valores coinciden, se completa el procedimiento de autenticación y la estación móvil puede transmitir mensajes. De lo contrario, la conexión se interrumpe y el indicador de la estación móvil muestra un fallo en el procedimiento de autenticación.

Es importante tener en cuenta que durante el proceso de autenticación, junto con el valor RES, se genera un llamado se genera en función de un número aleatorio y la clave de cifrado dedicada de la clave de identificación del suscriptor individualDCK (clave de cifrado derivada), que se puede utilizar más adelante cuando se comunica en modo cifrado.

El procedimiento descrito también se puede utilizar para autenticar la red por parte del suscriptor. Normalmente, el procedimiento de autenticación de la red de abonados se utiliza cuando el abonado se registra en un área determinada de la red de comunicación, aunque se puede llamar en cualquier otro momento después del registro. La conexión de ambos procedimientos determina la autenticación mutua del abonado y de la red.

El procedimiento de autenticación generalizado descrito en la sección anterior tiene la desventaja de requerir que las claves de autenticación individuales para todos los suscriptores se almacenen en la estación base. Si una de las estaciones base se ve comprometida, el saboteador de radio puede obtener acceso al sistema de comunicación.

Para eliminar este inconveniente, los sistemas estándar TETRA utilizan un sistema de claves jerárquico en el que algunas claves están protegidas por otras. En este caso, el proceso de autenticación es similar al que se muestra en la Fig. 1, pero en lugar de la clave de autenticación K, se utiliza la llamada clave de autenticación de sesión KS, que se calcula utilizando un algoritmo criptográfico de K y algún código aleatorio RS. . La distribución de las claves de autenticación de sesión entre las estaciones base está garantizada por un centro de autenticación, que está protegido de forma fiable contra posibles desinformadores de radio.

Se muestra el procedimiento para autenticar a los suscriptores móviles mediante claves de sesión. en la Fig. 2.

Fig.2. Esquema del procedimiento de autenticación mediante claves de sesión

Generador de secuencia aleatoria incluido en la autenticación centro, genera algún código RS aleatorio. Utilizando el valor RS y la clave de autenticación individual K, utilizando el algoritmo criptográfico TA11, el centro de autenticación genera y transmite la clave de sesión KS junto con el código RS a la estación base.

La estación base genera un número aleatorio RAND1 y transmite RAND1 y RS a la estación móvil. En la estación móvil, el valor de la clave de sesión KS se calcula inicialmente usando el algoritmo TA11, y luego el valor de respuesta RES1 y la clave de cifrado dedicada DCK1 se generan usando el algoritmo TA12. La respuesta RES1 se envía a la estación base donde se compara con el valor de respuesta esperado XRES1 calculado por la estación base. Si las respuestas recibidas y esperadas coinciden, el procedimiento de autenticación se completa y la estación móvil puede transmitir mensajes.

El suscriptor autentica la red de la misma manera. En este caso, ¿la formación de una clave de sesión KS? se realiza utilizando el algoritmo certificado TA21, y el cálculo de la respuesta RES2 (XRES2) y la clave de cifrado DCK2 dedicada se basa en el algoritmo TA22.

Para garantizar el secreto de la información transmitida a través de un canal de radio, se utiliza el cifrado. Todos los mensajes confidenciales deben transmitirse en modo cifrado. El cifrado se activa solo después de una autenticación exitosa.

El cifrado de la interfaz aérea está diseñado para proteger la voz, los datos y los datos de señalización.

El estándar TETRA utiliza un método de cifrado de flujo, en el que la secuencia pseudoaleatoria de clave generada se agrega bit a bit al flujo de datos. Conociendo la clave y el valor inicial de la secuencia pseudoaleatoria, el destinatario de la información tiene la oportunidad de formar la misma secuencia y descifrar el mensaje cifrado manteniendo la sincronización entre los lados emisor y receptor.

Transmisión El cifrado tiene una cierta ventaja sobre otros métodos de cifrado, que consiste en la ausencia de errores de duplicación en un canal ruidoso, es decir. un error al recibir un bit de texto cifrado también da como resultado solo un bit erróneo de texto descifrado y no genera errores múltiples.

Las siguientes claves de cifrado se pueden utilizar para cifrar la interfaz aérea.

• Claves dedicadas

1. . Las claves de cifrado dedicadas (DCK) descritas anteriormente se utilizan para establecer comunicaciones punto a punto. El uso de claves dedicadas solo es posible después de completar con éxito el procedimiento de autenticación.

1. 1. Claves estáticas (SCK — Clave de cifrado estática). Son uno o más (hasta 32) valores preestablecidos que se cargan en la base de datos de la estación móvil, y estos valores son conocidos por la red. Se utiliza para una protección limitada de la señalización de información del usuario en sistemas que funcionan sin autenticación explícita.

1. Claves de grupo ( CCK — clave de cifrado común). Se utiliza para cifrar información durante una llamada de transmisión. Las claves de grupo se generan en la red y se distribuyen a los suscriptores móviles a través de canales de radio después del procedimiento de autenticación.

La sincronización correcta del flujo de claves de cifrado se garantiza mediante un mecanismo de numeración de cuadros y un contador interno adicional. Dado que en TETRA los números de fotograma se repiten aproximadamente cada 60 s, durante este tiempo las teclas se pueden sincronizar utilizando el número de fotograma.

Para ampliar este intervalo de tiempo, se utiliza un contador interno de 16 bits. La concatenación (concatenación) del número de cuadro y el contador interno proporciona una sincronización efectiva del flujo de claves. El tamaño del contador garantiza un aumento del período de repetición a 15 días.

Para la sincronización inicial y su restauración, el estado actual del contador se transmite a determinados intervalos a través de las estaciones base.

Para excluir la determinación (identificación) de suscriptores mediante la interceptación de mensajes transmitidos a través de un canal de radio, el estándar TETRA utiliza números de identificación de suscriptores temporales.

Después del primer contacto (sesión de comunicación) de la red con el usuario, el número de identificación único del suscriptor puede ser reemplazado por uno temporal (seudónimo). Con cada nuevo registro de usuario, el apodo se puede reemplazar por uno nuevo. Además, tanto los números de identificación individuales como los de grupo se pueden proteger mediante el cifrado de la interfaz de radio.

La privacidad del suscriptor también se preserva al realizar el procedimiento para ajustar la ubicación del suscriptor, es decir, Cuando un abonado se desplaza de una zona a otra, la estación móvil y la estación base intercambian mensajes de servicio que contienen números de identificación temporales de los abonados. Al mismo tiempo, se garantiza el secreto del cambio de nombre de los números y su asignación a suscriptores específicos.

La principal desventaja del estándar TETRA suele ser el menor radio de las áreas de servicio de las estaciones base en comparación con los sistemas de otros estándares. , que está asociado con el uso de la división temporal de los canales de comunicación y la menor potencia de las estaciones de radio de los suscriptores. De ahí que, como regla general, se llegue a la conclusión de que los sistemas TETRA serán ineficaces con poco tráfico y grandes áreas de redes de comunicación. De hecho, esta es una opinión válida. Sin embargo, para sistemas con alta intensidad de comunicación y una gran cantidad de suscriptores que operan en un área limitada (lo cual es típico, por ejemplo, de varios organismos encargados de hacer cumplir la ley en las grandes ciudades), el estándar TETRA tiene ventajas significativas sobre otros. Combinado con los beneficios de un estándar abierto, TETRA sin duda encontrará su camino en muchas áreas de actividad.