Salaus ja autentikointi langattomissa järjestelmissä

Abstract

Tämän työn tarkoituksena on esitellä erilaisia autentikointi- ja salaustekniikoita joita käytetään langattomissa järjestelmissä. Koska langattomia järjestelmiä on olemassa todella paljon, aina IrDA infrapunatiedonsiirrosta erilaisiin sensoriverkkoihin ja laajoihin mobiiliverkkoihin, ei tässä työssä voida käsitellä kaikkia järjestelmiä. Työhön valittiin sellaisia langattomia järjestelmiä, joita suurin osa ihmisistä käyttää tietoisesti tai tiedostamattomasti lähes päivittäin.

Työssä käsitellään kahden eri tyypin tietoliikennejärjestelmiä. Ensimmäisissä kappaleissa käsitellään pieniä, paikalliselle alueelle rajoittuneita RFID-, Bluetooth- ja WLAN-järjestelmiä. Toinen osa-alue työssä on laajat mobiiliverkot, joista työhön on otettu GSM, UMTS sekä LTE.

Jokainen järjestelmä esitetään ensin perustasolla, jotta lukija saa kuvan järjestelmän toiminnasta. Tämän jälkeen esitetään järjestelmässä käytettävät salaus- ja autentikointimetodit. Työn tavoitteena on antaa lukijalle selkeä kuva kunkin langattoman järjestelmän rakenteesta ja niissä toteutetuista salaus- ja autentikointikäytänteistä.

Autentikointi ja salaus ovat tärkeitä osia jokaisen verkon tietoturvaa, mutta erityisesti langattomissa verkoissa niitä tarvitaan, koska tietoliikenteen siirtotienä toimii helposti hallinnoitavan kaapelin sijasta ympäröivä ilmakehä. Ilmakehässä lähetettävä data leviää joka suuntaan, lähettävän laitteen lähetystehon rajoissa.

The purpose of this thesis was to present information about encryption- and authentication techniques in different wireless systems. Due the fact that there are a wide range of different kind of wireless systems, from the IrDA-communications to sensor networks and wide area mobile networks, this thesis cannot cover all of them. The systems that were chosen to this thesis are decided by how common they are in the everyday life for consumers.

Thesis covers two types of telecommunications systems. In the first sections are presented small local area networks: RFID-, Bluetooth- and WLAN-systems. Second type of systems in this thesis is wide area mobile networks. Mobile networks that were chosen to this thesis are GSM-, UMTS- and LTE-networks.

This thesis presents each system first in the basic level to let the reader have a good understanding about systems architecture and how it works. After that is presented the systems authentication- and encryption methods. The purpose of this thesis was to give reader a good understanding how different kind of wireless systems work and how the encryption and authentication is handled in them.

Authentication and encryption are a vital component in any secure network, but especially in wireless systems because the transmission medium used in the system is surrounding atmosphere, not easily manageable cable. Where in cable the data packets are transmitted through cable, in atmosphere the data packets are spread all around as wide as the transmission power allows.