DE19818846A1

DE19818846A1 - Verfahren zum Schutz vor Mißbrauch von Mobilfunkdiensten durch vervielfältigte GSM-SIM Karten

Info

Publication number: DE19818846A1
Application number: DE19818846A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Walke; Thomas Walke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-04-28
Filing date: 1998-04-28
Publication date: 1999-11-04

Abstract

Problembeschreibung DOLLAR A In Mobilfunknetzen nach ETSI GSM900/1800 Standard dient der SIM als Zugangsberechtigung zum Netz. Gegenüber dem SIM identifiziert sich der Teilnehmer als berechtigt durch Eingabe der Personal Identification Number (PIN) über die Tastatur des Terminals. Durch Einsetzen der SIM in das Terminal und Eingeben der PIN wird es "personalisiert", d. h. die Nutzung aller gebührenpflichtigen Dienste geht zu Lasten des Kunden, der als Teil seines Vertrages mit dem Netzbetreiber bzw. einem Dienstanbieter den SIM zu Recht erhalten hat. Gelingt es, eine Kopie der Smartcard zu erstellen, so können für den Dienstanbieter und den Kunden Probleme durch Mißbrauch entstehen, wenn die PIN Dritten bekannt wird. Ein unberechtigter Inhaber des SIM nutzt die Dienste des Dienstanbieters auf Kosten und ohne Wissen des Kunden, der seinen SIM weiterhin benutzen oder ihn anderen Personen überlassen kann und den Betrug nicht unmittelbar, evtl. auch nicht mittelbar bemerkt. DOLLAR A Bei jedem Kontakt des Terminals mit dem Netz läuft die sog. Authentifizierungsprozedur automatisch ab. Für Mobilterminals ist es typisch, daß nach Einbuchung spontan der Kontakt zum Netz abreißt, z. B. weil die Funktversorgung nicht mehr besteht, das Gerät ausgeschaltet wurde, der Akku entfernt wurde, ohne daß das Netz davon benachrichtigt wird oder diesen Zustand unmittelbar erkennt. Das Netz sieht immer das zuletzt eingebuchte Terminal als berechtigt an. DOLLAR A Erfindungsgemäße Lösung und Begründung der ...

Description

1. Beschreibung und Stand der Technik

In Mobilfunknetzen nach ETSI GSM900 bzw. GSM1800 Standard benötigt der Teilnehmer für die Benutzung eines Mobilterminals und als Zugangsberechtigung zum Netz einen Subscriber Identity Module (SIM), der meist in Form einer Smartcard realisiert ist und in ein Mobiltermi nal eingesetzt wird. Gegenüber dem SIM identifiziert sich der Teilnehmer als berechtigt durch Eingabe der Personal Identification Number (PIN) über die Tastatur des Terminals. Durch Ein setzen der SIM in das Terminal und Eingeben der PIN wird es "personalisiert", d. h. die Nut zung aller gebührenpflichtigen Dienste geht zu Lasten des Kunden, der als Teil seines Vertra ges mit dem Netzbetreiber bzw. einem Dienstanbieter den SIM zu Recht erhalten hat. Der Teilnehmer kann außerdem Anrufe entgegennehmen und Steuerungsfunktionen ausführen.

Der SIM enthält u. a. einen teilnehmerspezifischen geheimen Schlüssel Ki und die International Mobile Station Identity (IMSI). Die IMSI kann der Kartennummer entsprechen, der Schlüssel Ki ist dem Kunden unbekannt. Der Netzbetreiber kennt Ki und IMSI und hat diese Daten im Home Location Register (HLR) gespeichert. Das Terminal ist durch eine weltweit eindeutige Nummer "International Mobile Equipment Identity (IMEI)" gekennzeichnet. Diese Nummer wird dem Netzbetreiber bei Einrichtung einer Verbindung automatisch vom Terminal mitgeteilt und kann z. B. dazu benutzt werden um gestohlene Terminals zu identifizieren. Neben der PIN bestehen noch

- eine PIN2 (SuperPIN), die dem Kunden erlaubt, die Sperrung der Identifizierungsprozedur seines SIM aufzuheben, falls er versehentlich 3-mal die falsche PIN eingegeben hat
- das Benutzer-Kennwort, das zwischen Dienstanbieter und Kunde bei Vertragsschließung vereinbart wird, um z. B. bei telefonischen Anweisungen des Kunden durch Abfrage des Kennwortes durch den Dienstanbieter die Berechtigung des Kunden nachzuweisen.

1.1 Mißbrauch von Mobilfunkdiensten durch vervielfältigten SIM

Der SIM ist der "Schlüssel" für die rechtmäßige Benutzung von Diensten des vertragsgemäßen Dienstanbieters. Es besteht eine Eins-zu-Eins Beziehung zwischen den beiden Vertragspartner. Der Kunde oder die Person, der der Kunde den SIM zur Benutzung überlassen hat (hier Dienstbenutzer genannt), muß vor Benutzung des SIM die gültige PIN eingeben, um sich zu legitimieren. Alle auf der Basis des SIM in Anspruch genommenen Dienste werden dem Kun den berechnet, der den SIM als Teil seines Vertrages mit dem Dienstanbieter erhalten hat.

Wie bei Smartcards (z. B. Kreditkarten) die Regel, kann der Besitzer des SIM die vereinbarten Dienste unbeschränkt in Anspruch nehmen, soweit der Dienstanbieter dies zuläßt, wenn er über die PIN verfügt. Gelingt es, eine Kopie der Smartcard zu erstellen, so wird die Eins-zu-Eins Beziehung zwischen den Vertragspartnern Dienstanbieter und Kunde aufgelöst und es können für den Dienstanbieter und den Kunden Probleme durch Mißbrauch entstehen, wenn die PIN Dritten bekannt wird. Der Dienstanbieter muß sich gegen Proteste des Kunden verteidigen, der vermeintlich unrechtmäßige Rechnungen reklamiert. Der Kunde muß Gebühren für die Inan spruchnahme von Diensten durch Dritte übernehmen, der einen vervielfältigten SIM und die richtige PIN besitzt. Die PIN kann deshalb bekannt werden, weil ein Vertragspartner die PIN preisgibt oder weil es gelingt die PIN aus dem SIM auszulesen.

Die mißbräuchliche Benutzung eines vervielfältigten SIM, für die der unrechtmäßige Benutzer eine gültige PIN hat, ist ohne weiteres weder durch den Dienstanbieter noch durch Dritte er kennbar. Der Kunde erkennt die unrechtmäßige Nutzung evtl. anhand der vom Dienstanbieter gestellten Rechnungen, falls er sich um die entsprechenden Details kümmert
Beispiele für einen derartigen Mißbrauch sind

- die SIM-Karte eines Kunden wird unrechtmäßig kopiert und die PIN erschlichen,
- der Besitzer des SIM ist nicht Kunde, sondern z. B. Angestellter des Kunden (wobei er z. B. ein sog. Pool-Handy eines Unternehmens benutzt); der SIM wird mit Einverständnis des Besitzers kopiert und die PIN beabsichtigt weitergegeben.

In beiden Fällen kann der Besitzer des vervielfältigten SIM zusammen mit der gültigen PIN wie ein Kunde auftreten und die vereinbarten Dienste uneingeschränkt zu Lasten des Kunden be nutzen.

Damit ist die Sicherheit der Diensterbringung bzgl. der korrekten Abrechnung erbrachter Lei stungen durchbrochen. Ein unberechtigter Inhaber des vervielfältigten SIM nutzt die Dienste des Dienstanbieters auf Kosten und ohne Wissen des Kunden, der seinen SIM weiterhin benut zen oder ihn anderen Personen überlassen kann und den Betrug nicht unmittelbar, evtl. auch nicht mittelbar bemerkt.

1.2 Möglichkeiten zur Erkennung des Mißbrauchs eines vervielfältigten SIM

Bei jedem Kontakt des mit SIM ausgestatteten Terminals mit dem Diensterbringer bzw. seinem Beauftragten (typischerweise einem Mobilfunknetzbetreiber) läuft die sog. Authentifizierungs prozedur automatisch ab. Dabei vergewissert sich der Netzbetreiber anhand des ihm zurück übertragenen Ergebnisses der Verknüpfung einer von ihm an den SIM gesandten Information mit dem im SIM gespeicherten Schlüssel Ki davon, daß die vom Dienstbenutzer automatisch übermittelte IMSI und der zugehörige SIM des Dienstbenutzers zusammengehören. Ein ver vielfältigter SIM erscheint dabei wie ein original-SIM. Die Authentifizierungsprozedur läuft ab

- beim Einschalten des Terminals (Einbuchen genannt),
- beim mobilitätsbedingten Wechsel des Aufenthaltsbereichs, der geografisch über die örtli chen Feststationen vom Netzbetreiber definiert ist und eine beliebige aber endliche Größe hat,
- beim Verbindungsaufbau zwischen Terminal und Netz, unabhängig davon, ob der Verbin dungswunsch aus dem Netz kommt oder vom Teilnehmer.

Für Mobilterminals ist es typisch, daß nach Einbuchung spontan der Kontakt zum Netz abreißt, z. B. weil die Funkversorgung nicht mehr besteht, das Gerät ausgeschaltet wurde, der Akku entfernt wurde, ohne daß das Netz davon benachrichtigt wird oder diesen Zustand unmittelbar erkennt. Das Netz prüft z. B. nicht routinemäßig, ob ein eingebuchtes Terminal noch erreichbar ist oder nicht. Deshalb kann das Netz nicht unterscheiden, ob ein sich schon eingebuchtes Ter minal, das sich erneut einbucht, das berechtigte oder ein mit einem vervielfältigten SIM ausge stattetes Terminal ist. Es wird immer das zuletzt eingebuchte Terminal als berechtigtes Termi nal angesehen und entsprechend behandelt.

In folgenden Fällen kann das Netz oder der Dienstanbieter eindeutig erkennen, daß es mehr als einen gleichen SIM gibt:

- ein Terminal führt gerade ein Gespräch und ein Terminal mit gleicher IMSI versucht sich einzubuchen,
- ein Teilnehmer beschwert sich, weil er von anderen Teilnehmern die ihn angerufen haben weiß, daß für ihn bestimmte Verbindungen ihn nicht regelmäßig erreichen oder nach Ein richtung der Verbindung unbegründet abgebrochen wurden (nämlich wenn der Teilnehmer mit dem vervielfältigten SIM erreicht wurde).

2. Erfindungsgemäße Lösung und Begründung der Zweckmäßigkeit

Zwei unterschiedliche Ansätze sind geeignet, die Existenz und Benutzung mehrerer identischer SIMs zu erkennen und zu verfolgen.

A) Standardprüfungen des Netzbetreibers bei der Dienstbenutzung

Existieren mehrere Kopien desselben SIM, so kommt es mit gewisser Regelmäßigkeit vor, daß der SIM und seine Kopie gleichzeitig benutzt werden, oder daß der SIM und sein Du plikat quasi gleichzeitig an sehr verschiedenen geografischen Orten benutzt werden. Zur Benutzung des SIM zählt schon das Einbuchen in das Mobilfunknetz. Alle Informationen über die Benutzung des SIM laufen als Teil der Signalisierung während der Dienstnutzung im HLR des Netzbetreibers auf. Gelingt die Feststellung der (quasi) gleichzeitigen Aktivie rung des SIM und einer Kopie während der Dienstnutzung, so können die entsprechenden Zellen (d. h. Aufenthaltsorte) identifiziert und damit eine Grundlage für die polizeiliche Er mittlung des unrechtmäßigen Benutzers geschaffen werden. Unter Umständen stehen auch Rufnummern der gerufenen Teilnehmer zur Verfügung und können als Ansatzpunkte zur Ermittlung des unrechtmäßigen Benutzers (mit dem vervielfältigten SIM) dienen. Das Netz kann Plausibilitätsprüfungen vornehmen, z. B. die Aufenthaltsorte des SIM im zeitlichen Verlauf beobachten und bei häufigen erheblichen Ortswechseln, die z. B. durch abwechseln des Einbuchen des berechtigten und des vervielfältigten SIM auftreten können, den Kunden entsprechend informieren bzw. eine Sicherheitsprozedur mit direkter oder indirekter (schriftlicher) Kommunikation zwischen Kunde und Dienstanbieter bzw. Dienstbenutzer und Dienstanbieter initiieren.

B) Mitwirkung des rechtmäßigen Vertragspartners bei der Verhütung von Mißbrauch

Der Kunde als rechtmäßiger Benutzer kann die Gerätenummern (IMEI) aller Geräte in sei nem Verfügungsbereich den SIMs aller seiner mit dem Dienstanbieter abgeschlossenen Verträge zuordnen. Typischerweise schließt ein Unternehmen viele Verträge mit demselben Dienstanbieter ab und stellt seinen Mitarbeitern Geräte und SIM-Karten aus einem Geräte- Pool zur Verfügung.

Eine Mitwirkung des Unternehmens bei der Erkennung der Benutzung vervielfältigter SIMs ist dadurch möglich, daß das Unternehmen dem Dienstanbieter die im eigenen Leihpool vorhandenen Geräte anhand ihrer IMEI benennt und gleichzeitig die dafür geschlossenen Verträge benennt.

Der Dienstanbieter, bzw. der von ihm beauftragte Netzbetreiber erhält als Teil der Verbin gungsaufbauprozedur regelmäßig den Vertragsparameter IMSI und die Gerätenummer IMEI übertragen und könnte, bei entsprechender Vereinbarung mit dem Kunden, im HLR als Teil der Authentifizierung des aktuellen Dienstnutzers feststellen, ob die IMSI für eines der zulässigen Geräte benutzt wird oder nicht.

Sollte keine Übereinstimmung vorliegen, so könnte der Netzbetreiber eine Sicherheitspro zedur einleiten, z. B.

- im Rahmen einer Sicherheitsroutine den Benutzer des Terminals auffordern, das Kun den-Kennwort oder die SuperPIN einzugeben, bevor der geforderte Dienst erbracht wird. Damit lassen sich rechtmäßige und unrechtmäßige Dienstnutzer sicher unterschei den. Denn die SuperPIN bzw. das Kunden-Kennwort werden üblicherweise nicht an Benutzer von Geräte-Pools der Unternehmen ausgegeben und auch von den Mitarbei tern nicht benötigt.
- den Kunden schriftlich über die Unstimmigkeit informieren, damit er geeignete Maß nahmen ergreifen kann.

Claims

1. Verfahren zum Schutz vor Mißbrauch von Diensten, für deren Nutzung die Berechtigung durch Vorlage einer durch eine PIN geschützten Smartcard nachgewiesen werden muß, ins besondere zum Schutz vor Mißbrauch durch vervielfältigte, d. h. in irgendeiner Form als Kopie erscheinende Smartcards, selbst wenn bei der Vervielfaltigung der Karte auch die gültige PIN mit der Kopie der Smartcard in falsche Hände kommt, wobei die Smartcard zu ihrem üblichen Gebrauch nicht nur von dem durch Abschluß eines Vertrages mit dem Ei gentümer (hier Dienstanbieter genannt) der Smartcard Berechtigten (hier Kunde genannt) benutzt wird, sondern auch von vertraglich mit dem Kunden verbundenen Personen (hier Dienstbenutzer genannt), denen der Kunde die Smartcard zeitweise zum Gebrauch überläßt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Beauftragter des Dienstanbieters bei der Dienstbenutzung Plausibilitätsprüfungen vor nimmt, als deren Ergebnis der Dienstbenutzer vor Erbringung des Dienstes bei Verdacht auf Mißbrauch der Smartcard in eine dialogartige Sicherheitsprozedur einbezogen wird, in der er zur Eingabe eines von der PIN unabhängigen Codes aufgefordert wird, den mit hoher Wahrscheinlichkeit nur berechtigte Dienstbenutzer kennen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem anstelle der Abfrage eines von der PIN unabhängigen Codes beim Dienstbenutzer der Kunde vor Erbringung des Dienstes von einem Beauftragten des Dienstanbieters in eine Sicherheitsprozedur einbezogen wird, bei der er bestätigen muß, daß der vom Dienstbenutzer geforderte Dienst erbracht werden soll.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem anstelle der Abfrage eines von der PIN unab hängigen Codes beim Dienstbenutzer der Kunde vor Erbringung des Dienstes vom Dienst anbieter in eine Sicherheitsprozedur einbezogen wird, bei der er bestätigen muß, daß die aufgrund der Plausibilitätsprüfung aufgekommenen Verdachtsmomente für einen Mißbrauch unbegründet sind.

4. Verfahren nach den vorangegangenen Ansprüchen, bei dem anstelle der Abfrage eines von der PIN unabhängigen Codes der Kunde trotz Erbringung des Dienstes vom Beauftragten des Dienstanbieters in eine Sicherheitsprozedur einbezogen wird, bei der er bestätigen muß, daß der vom Dienstbenutzer geforderte Dienst rechtmäßig gefordert worden ist.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 2, 3, 4 oder 5, bei dem der Kunde dem Beauftragten des Dienstanbieters gebrauchsspezifische Informationen für die Benutzung der Smartcard be reitstellt, aus der der Dienstanbieter Kriterien für bei ihm durchgeführte Plausibilitätsprüfun gen zur Feststellung der rechtmäßigen Benutzung der Smartcard ableiten kann.

6. Verfahren nach den vorangegangenen Ansprüchen, bei dem die Smartcard eine GSM SIM- Karte ist

7. Verfahren nach den vorangegangenen Ansprüchen, bei dem der Beauftragte des Dienstan bieters der Dienstanbieter selbst ist.

8. Verfahren nach den vorangegangenen Ansprüchen, wobei der Kunde dem Beauftragten des Dienstanbieters die Geräte anhand ihrer unverwechselbaren Identifikationsnummern be nennt, die für den Gebrauch einer vertraglich erworbenen SIM-Karte zulässig sind.