PERBANDINGAN KEAMANAN GSM DAN CDMA

GSM (Global System for Mobile) adalah standar eropa untuk komunikasi selular digital. GSM dideklarasikan pada tahun 1982 pada European Conference of Post and Telecommunication Administrations (CEPT). Lebih lanjut, sejarah GSM sebagai standar komunikasi digital disepakati dalam GSM MoU pada tahun 1987, dimana 18 negara sepakat untuk mengimplementasikan jaringan selular yang berbasis GSM. Pada tahun 1991 Jaringan GSM pertama kali muncul.

Aspek Keamanan yang disediakan GSM

GSM menawarkan 3 aspek keamanan yaitu :

1. Autentifikasi pengguna.

Yaitu kemampuan telepon selular untuk membuktikan apakah yang melakukan akses adalah pengguna yang sah.

2. Kerahasiaan data dan sinyal.

Yaitu proses mengenkripsi pesan dan data yang di transmisikan.

3. Kerahasiaan pengguna.

Yaitu sewaktu jaringan butuh identitas pelanggan atau selama proses autentifikasi IMSI (International Mobile Subscribe Identity) yang unik tidak dalam bentuk plainteks (sudah terenkripsi).

Layanan sistem keamanan GSM

Berdasarkan ETSI 02.09, terdapat empat layanan dasar sistem keamanan GSM, yaitu alokasi TMSI, autentikasi, penyandian (enkripsi/dekripsi data), serta identifikasi ME dan modul SIM.

1. Alokasi TMSI

Identitas pelanggan dirahasiakan dengan tidak mengirimkan IMSI melalui interface radio jika dalam keadaan normal. IMSI dikirimkan hanya pada saat pertama kali pelanggan mengakses jaringan dan apabila jaringan kehilangan korelasi antara IMSI dengan TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity). TMSI adalah pengganti IMSI yang diberikan oleh VLR. TMSI bersifat sementara, berubah-ubah secara acak pada setiap location update, dan dikirimkan dalam keadaan terenkripsi oleh algoritma A5.

2. Autentikasi

Autentikasi identitas pelanggan bertujuan untuk mengetahui apakah pelanggan tersebut terdaftar dalam database jaringan atau tidak. Proses autentikasi ini diperlukan selama registrasi lokasi MS, location update dengan perubahan VLR, dan call setup

3. Penyandian data

Enkripsi data dengan algoritma A5 bisa dilakukan setelah proses autentikasi pelanggan, yakni setelah MS yang mengakses jaringan terbukti legal sebagai pelanggan GSM. Proses penyandian data yang terjadi di MS sama persis dengan yang terjadi di BTS. Karena menggunakan kunci yang sama maka sepasang codeword yang dihasilkan dari algoritma inipun juga sama. Proses enkripsi menggunakan

codeword untuk membentuk cipher text yang akan dikirimkan, sedangkan proses dekripsi menggunakan codeword untuk mendapatkan plain text kembali.

Mekanisme sistem keamanan GSM

Sistem keamanan GSM berdasar pada pertukaran data antara HLR ( Home Location Register) dengan kartu SIM pada MS (Mobile Station atau telepon selular). Data yang ditukarkan diatas yaitu Ki, yaitu kunci sepanjang 128 bit yang digunakan untuk membuat 32 bit response yang disebut SRES, sebagai jawaban dari adanya random challenge yang disebut RAND, yang dikirim MSC melalui BTS kepada MS. Selain Ki data yang ditukarkan yaitu Kc, yaitu kunci sepanjang 64 bit yang digunakan untuk mengenkripsi pesan selama di udara antara BTS dengan MS. RAND, SRES yang dibangkitkan berdasarkan adanya RAND dan Ki, serta Kc yang juga dibangkitkan berdasarkan Ki disebut triplet, yang triplet tersebut telah dijelaskan di bagian makalah sebelumnya dalam proses autentifikasi.

Proses autentifikasi dimulai dengan adanya MS sign on MSC (Mobile Service Switching Center) melalui BTS dengan mengirim identitas, kemudian MSC meminta triplet kepada HLR, lalu HLR memberi HLR kepada MSC. MSC mengirim RAND kepada MS, kemudian MS menghitung SRES dengan algoritma A3 menggunakan RAND yang diterima dan Ki yang terdapat pada SIM. Setelah itu MS mengirim SRES kepada MSC. MSC menerima SRES, lalu mencocokkan SRES dengan SRES dari triplet dari HLR ( HLR dapat menghitung SRES dari RAND yang HLR buat, karena HLR mengetahui semua Ki pada SIM).

Setelah proses autentifikasi selesai, MS membangkitkan kunci sesi, Kc, dengan algoritma A8 berdasarkan pada challenge dari MSC dan Ki. Begitu juga pada BTS yang berfungsi sebagai sarana komunikasi dengan BTS, menerima Kc dari MSC, sehingga proses komunikasi udara antara BTS dengan MS terenkripsi.

Setiap frame dienkripsi dengan keystream yang berbeda. Keystream ini di bangkitkan dengan algoritma A5. Algoritma A5 diinisialisasi dengan Kc dan jumlah frame yang akan dienkripsi.,

kemudian membangkitkan keystream yang berbeda untuk setiap frame. Ini berarti suatu panggilan dapat didekripsi jika penyerang mengetahui Kc dan jumlah dari frame. Kc yang sama digunakan selama MSC belum mengautentifikasi MS lagi.

Jaringan CDMA

CDMA (Code Division Multiple Acces) merupakan suatu menggunakan teknologi spread-spectrum untuk mengedarkan sinyal informasi yang melalui bandwith yang lebar (1,25 MHz). Teknologi ini asalnya dibuat untuk kepentingan militer, menggunakan kode digital yang unik, lebih baik daripada channel atau frekuensi RF. Jaringan CDMA menawarkan aspek keamanan jaringan dengan mengembangkan algoritma enkripsi. Untuk teknik enkripsi digunakan algoritma Rijndael yang aman dan sangat cepat, pada autentifikasi menggunakan prosedur Unique Challenge Procedure dimana base station membangkitkan nilai 24-bit value dan mentransmisikannya ke mobile station di Authentication Challenge Message. Teknologi CDMA membuat kesulitan terhadap kegiatan penyadapan, baik yang bersifat terus menerus maupun sesaat karena mengimplementasikan 42- bit PN (Pseudo-Random Noise) sekuens yang disebut dengan “Long Code”

Aspek Keamanan yang disediakan CDMA

CDMA menawarkan 3 aspek keamanan yaitu :

1. Autentifikasi

2. Proteksi

3. 
   
   Anonimity

1. Autentifikasi

Autentifikasi merupakan proses dimana informasi dipertukarkan antara mobile station dan base station untuk mengkonfirmasikan identitas mobile station. Prosedur autentifikasi dibawa dari CDMA 2000. Base station memiliki Secret Shared Data (SSD) yang mana unik untuk setiap mobile station. Jika kedua-duanya yakni base station dan mobile station memiliki set SSD yang identik, prosedur autentifikasi diperkirakan dapat sukses. Prosedur autentifikasi signature (Auth_Signature) digunakan untuk menampilkan autentifikasi untuk mobile station tertentu. Parameter input berikut ini merupakan syarat dalam prosedur ini yakni:

• RAND_CHALLENGE

• ESN

• AUTH_DATA

• SSD_AUTH

• SAVE_REGISTERS

Autentifikasi ditampilkan menggunakan prosedur Unique Challenge Procedure. Dalam prosedur ini, base station membangkitkan nilai 24-bit value dan mentransmisikannya ke mobile station di Authentication Challenge Message.

Tergantung pada catatan pesan, mobile station melaksanakan prosedur Auth_Signature dan field AUTHU dibangkitkan, yang mana telah dikirim ke base station melalui Authentication Challenge Response Message. Base station juga melaksanakan prosedur Auth_Signature menggunakan nilai yang disimpan secara internal,dan output dibandingkan dengan nilai AUTHU pada PDU yang diterima. Jika autentifikasi gagal, maka akses selanjutnya melalui mobile station ditolak dan prosedur updating SSD dapat dilakukan.

Desain teknologi CDMA membuat kesulitan terhadap kegiatan penyadapan, baik yang bersifat terus menerus maupun sesaat. Hal yang unik dari sistim CDMA adalah 42-bit PN (Pseudo- Random Noise) sekuens yang disebut dengan “Long Code” ke perebutan suara dan data. Pada forward link (jaringan ke mobile), data diperebutkan pada rate 19.2 Kilo simbol per detik (Ksps) dan pada reverse link , data diperebutkan pada rate 1.2288 Mega chips per detik (Mcps).

Protokol jaringan keamanan CDMA berada pada 64-bit authentication key (A-Key) dan Electronic Serial Number (ESN) dari mobile. Angka acak yang disebut RANDSSD yang dibangkitkan pada HLR/AC, juga menjalankan peran dalam prosedur authentication. A-Key diprogram dalam mobile dan disimpan dalam Authentication Center (AC) jaringan. Sebagai tambahan pada authentication, yakni bahwa A-Key digunakan untuk membangkitkan sub-key untuk privacy suara dan message encryption.

CDMA menggunakan standarisasi algoritma CAVE (Cellular Authentication dan Voice Encryption ) untuk membangkitkan 128-bit sub- key yang disebut “Shared Secret Data” (SSD). AKey, ESN dan jaringan-supplied RANDSSD merupakan input ke CAVE yang membangkitkan SSD. SSD memiliki dua bagian: SSD_A (64 bit), untuk membuat authentication signatures dan SSD_B (64 bit), untuk membangkitkan kunci untuk encrypt pesan suara dan signal. SSD dapat di share dengan memberikan layanan untuk memungkinkan local authentication. SSD yang baru dapat digenerate ketika mobile kembali ke jaringan home atau roam ke sistem yang berbeda.

Jaringan CDMA, mobile menggunakan SSD_A dan broadcast RAND* sebagai input terhadap algoritma CAVE untuk membangkitkan 18-bit authentication signature (AUTH_SIGNATURE), dan mengirimkan ke base station. Signature ini uga kemudian digunakan oleh base station untuk memverifikasi legitimasi subscriber. Baik prosedur Global Challenge (dimana semua mobile merupakan challenged dengan jumlah random yang sama) dan Unique Challenge (dimana spesifik RAND digunakan untuk setiap permintaan mobile) dapat diperoleh operator untuk autentifikasi. Metode Global Challenge memungkinkan terjadi autentication dengan sangat cepat. Juga, baik mobile dan track jaringan Call History Count (6-bit counter). Hal ini memberikan jalan untuk mendeteksi terjadinya pengkloningan, sebagaimana operator mendapat sinyal jika ada gangguan.

A-Key dapat diprogram ulang, tapi mobile dan jaringan Authentication Centerharus diupdate. A- Key kemungkinan dapat diprogram oleh salah satu dari vendor berikut:

a) Pabrik

b) Dealer pada point penjualan

c) Subscriber via telepon

d)OTASP (over the air service provisioning).

Transaksi OTASP memanfaatkan 512-bit perjanjian algirtma Diffie -Hellman key, membuat aman secara fungsi. A-Key pada mobile dapat diubah melalui OTASP, memberikan cara yang mudah agar cepat memotong layanan (cut off service) untuk di kloning secara mobile atau membuat layanan baru untuk melegitimasi subscriber. Keamanan A-Key merupakan komponen terpenting dalam sistim CDMA.

2 Proteksi ( Voice, Signal, Data Privacy)

Mobile menggunakan SSD_B dan algoritma CAVE untuk membangkitkan Private Long Code Mask (diturunkan dari nilai intermediate yang disebut Voice Privacy Mask , yang mana menggunakan sistim legacy TDMA), Cellular Message Encryption Algorithm (CMEA) key (64 bits), dan Data Key (32 bits). Private Long Code Mask memanfaatkan mobile dan jaringan untuk mengubah karakteristik Long code. Modifikasi Long code ini digunakan untuk penyadapan, yang mana menambahkan extra level privacy melalui CDMA interface udara. Private Long Code Mask tidak mengenkripsi informasi, hal ini mudah memindahkan nilai yang telah dikenal dengan baik dalam mengencode sinyal CDMA dengan nilai private yang telah dikenal baik untuk mobile maupun jaringan. Hal ini sangat ekstrim sulit untuk menyadap percakapan tanpa tahu Private Long Code Mask. Sebagai tambahan, mobile dan jaringan menggunakan key CMEA dengan algoritma Enhanced CMEA (ECMEA) untuk mengenkripsi pesan sinyal dikirim melalui udara dan di dekripsi informasi yang diterima. Kunci data terpisah, dan algoritma enkripsi disebut ORYX, digunakan oleh mobile dan jaringan untuk mengenkripsi dan mendekripsi

lalu lintas data pada saluran CDMA. Desain semua telepon CDMA menggunakan kode PN (Pseudo-random Noise) yang unik untuk memperluas sinyal, yang mana hal ini membuat sinyal menjadi sulit untuk disadap.

3 Anonimity

Sistem CDMA mendukung penempatan Temporary Mobile Station Identifier (TMSI) ke dalam telepon, yang berguna untuk mewakili komunikasi ke dan dari suatu telepon selama transmisi udara. Fitur ini membuat kesulitan tambahan untuk menghubungkan antara transmisi telepon pengguna dengan telepon pengguna.