移动电话已成为我们在生活中的一种主要通讯工具,但它们非常普遍地存在一个安全问题。现在电话偷窃行为成为常见并不断蔓延。厂家通过制造带服务收费的手机来降低电话价格。然而,电于偷窃行为，很多这种手机从未用在运营商的网络中。

同时，音乐呈现在移动电话上是一个热门应用,但具有这种功能的商业样机仍然不明朗,部分原因是版权所有者不愿意在没有适当的版权管理(DRM)时把音乐交给电话。音乐版权者在认真公开它们的媒体样本给移动服务前,所担心的DRM能到位。

对移动手机另一个主要威胁是病毒。在2004年末第一个破坏病毒出现,它使电话的很多功能不能用。

移动电话安全威胁

上述威胁使移动电话的安全性成为关注焦点。随着更多功能和更多服务的出现,对安全性的要求也在增加。

通常，一些人不知道内部的软件信息和电话结构,他们努力想制胜内置的安全性能。然而,个别人能存取源码和结构详情,这有可能突破安全壁垒,以源码了解算法的内部工作很容易侵入电话。这样的内部攻击是移动电话安全的最大威胁。因此,只有密码方法可以防止内部攻击。

各种软件攻击在PC上已有多年,而现在类似的攻击也开始困扰移动电话。缓冲器溢出攻击是严重的威胁,而且往往用于与病毒结合。对软件的各种攻击都能严重损坏任何软件基系统。

开发工具对安全的威胁

调试和开发工具可侵入移动电话,几乎可接入装置基带IC的所有区域。攻击者可以用这些工具读或修改码,使CPU运行在单步模式,在运行时间修改CPU寄存器。因此,对这些调试机构和块存取是绝对要害。

现在，很多被偷电话准备重新买出,靠克隆合法电话的身份,复制新的电话闪存到被偷电话存储器来实现克隆。

所以，如何实现安全方案成为关键。可惜,软件基系统为肆意攻击留下不少机会,存储在存储器或硬盘中的程序可以被修改。防止修改的任何软件可能本身被修改。这几乎是不可能解决的问题。

硬件更安全

然而，硬件基的安全方案不可能容易修改。很多情况下必须全部替换IC,使得攻击困难和费用高。用硬件基设计,重要的是执行安全任务的芯片也具有一个专门的嵌入式根信息标号。替换此芯片会使系统不能用,因为新芯片具有不同的根信息标号,这将不适合于电话存储器的内容。

若电话的所有软件都嵌入到芯片的ROM中,这样执行攻击实际上不可能的。可惜,现在移动电话的软件太长,而且也需要很多变量,所以此软件不可避免地存储在外部闪存中。

图1示出硬件可能受攻击的路线

图1 可能的硬件受攻击路线

从启动开始安全考虑

启动过程是安全概念最重要的第一部分。电话通常从内部ROM启动,而且这不可能回避。若安全功能在以后阶段开始,则攻击将是不可避免的。

下一步是完整性检查,证明码没有被修改。基本的元件是码的无用信息,它产生识别它的触碰痕迹。然后,此值与码原始版本值进行比较。若两者相同,便可执行软件。

加密有助于防止无用信息辨认记号本身的干扰。电话制造商为电话中的码生产数字辩认记号。电话在启动时间检验该辨认记号。这样的数字辩认记号系统(DSS)采用具有个人和公共信息标号对的非对称加密。

包含在密码算法中的另外元件(如对称和非对称加密、无规则编码、公共信息标号操作、数字标认记号和随机数产生器)提供能开发安全系统的工具套件。理想地,它们应该用硬件实现,但最重要的硬件元件是安全启动和码完整性检查元件。

一旦证明码没有损坏,就可以用密码技术。这里主要的折衷考虑是软件算法的性能比用硬件执行算法要慢很多。密码信息标号和中间值是关键,而且需要特殊的保护,防止攻击者安全接入系统。这些信息应该总是存储在芯片内部,从外部不应该看得见,而且通过软件不能存取。

保密数据的保护,对于保持系统的完整性是特别重要的。需要可靠的存储数据,证明(包括DRM版权项目)和关键的系统数据(如个人/公共信息标号或SIMLOCK信息)。包括音频、视频、Jave、文件系统等应用都可以用这些核心安全功能。

图2 安全系统的基带芯片硬件框图

最薄弱环节

众所周知,在当今移动电话范围内,薄弱环节存在时,保密措施才是强有力的。而且,随着电话和服务的发展将变得更加息息相关。然而,没有绝对的安全。业界的有关人员必须不断地监视市场形势,以使壁垒对于攻击始终保持足够的高。

移动电话结构与消费类产品或PC相比允许更安全的安全系统。用不容易去除和替换的硬件块基本安全系统,基带芯片(图2)做为安全系统的核心元件是理想的。