Ασφάλεια σε ευρυζωνικά δορυφορικά πολυμεσικά δίκτυα επικοινωνιών

Abstract

Η συνεχώς αυξανόμενη χρήση των δορυφορικών τηλεπικοινωνιακών συστημάτων καθώς και των υπηρεσιών που βασίζονται σε αυτά καθιστούν την ασφάλεια αναγκαίο και σημαντικό κομμάτι της αρχιτεκτονικής τους. Η ανάγκη παροχής ασφαλών τηλεπικοινωνιακών υπηρεσιών εξαιτίας και της συνεργασίας τους με τα υπόλοιπα τηλεπικοινωνιακά δίκτυα για την παροχή ολοκληρωμένων υπηρεσιών οδηγεί στην ανάπτυξη διαφόρων λειτουργικών οντοτήτων για τη διαχείριση της ασφάλειας. Τα δορυφορικά τηλεπικοινωνιακά συστήματα απειλούνται με διάφορους τρόπους και δέχονται έυκολα επιθέσεις, τόσο εξωτερικές όσο κι εσωτερικές, οι οποίες σχετίζονται και με τα χαρακτηριστικά των συστημάτων αυτών. Στην παρούσα διπλωματική εργασία, αρχικά, κατηγοριοποιούνται αυτές οι απειλές κι επιθέσεις, αναλύονται τα χαρακτηριστικά των δορυφορικών συστημάτων και προτείνονται κάποια αντιμέτρα ασφάλειας. Στη συνέχεια καθορίζονται οι λειτουργίες διαχείρισης της ασφάλειας που αφορούν στο χειρισμό των δεδομένων, τη διαχείριση κλειδιών και την εδραίωση κι ενδυνάμωση της πολιτικής ασφάλειας. Η ανάλυση επικεντρώνεται στην ασφάλεια End-to-End και την ασφάλεια μεταξύ των δορυφορικών τερματικών και των επιγείων σταθμών , τη σουίτα πρωτοκόλλων IP και τα συστήματα ασφάλειας ανώτερων στρωμάτων. Περαιτέρω, ερευνάται πως τα προηγούμενα μέτρα μπορούν να εφαρμοστούν στα δορυφορικά συστήματα και να γίνουν διαφανή ως προς αυτά. Η παραπάνω ανάλυση γίνεται τόσο για unicast όσο και για multicast μετάδοση πληροφορίας που μεταδίδεται μέσω δορυφόρου, δίνοντας ιδιαίτερη έμφαση στη multicast, θεωρώντας πως η κρυπτογράφηση γίνεται σε μεγάλες επιλεγμένες ομάδες, το μέγεθος και η δυναμική των οποίων παίζουν σημαντικό ρόλο. Τέλος, αναλύεται το κόστος του κύκλου ζωής της διαχείρισης κλειδιών για multicast συνδέσεις, δείχνοντας πως για τη λογική ιεραρχία κλειδιών (LKH), η προεγγραφή κι η περιοδική είσοδος είναι η πιο αποδοτική λύση. Καταλήγουμε πως μια λύση διασυνεργασίας μεταξύ της πολυεπίπεδης ασφάλειας IP (IPSec) και του LKH βελτιώνει την απόδοση και μειώνει την κυκλοφορία της διαχείρισης κλειδιών.

The increasing use of satellite networks and the provided satellite services make security a necessary and important part of their architecture. The need to provide secure services to satellite users and due to the interworking with other telecommunication networks we are leading to the development of various functional entities for security management. Satellite communication systems are threatened in various ways and readily accept attacks, both external and internal, which are related to the characteristics of these systems. In this thesis, we initially categorize these threats and attacks, analyze the characteristics of satellite systems and propose some countermeasures. Then we specify the security management functions related to the handling of data, key management andthe consolidation and strengthening security policy. The analysis is focused on the Εnd-to-End security between satellite terminals and gateways, the IP suite of protocols and systems and the security overburden. Moreover,we nvestigate how the well-known security techniques can be applied to satellite systems and make them transparent to these measures. The above analysis is valid for both unicast and multicast satellite communication networks, with particular emphasis on multicast, assuming the encryption is done in large multicast groups, the size and dynamics of which play an important role. Finally, we analyze the life cycle costs of key management for multicast connections, showing how the logical key hierarchy (LKH), and the periodic subscription entrance is the most efficient solution. We conclude that an interworking solution between multilevel security IP (IPSec) and LKH improves efficiency and reduces the release of key management.