ES2251347T3 - Metodo de deteccion de fraude para redes de telecomunicaciones moviles. - Google Patents
Metodo de deteccion de fraude para redes de telecomunicaciones moviles.Info
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Abstract
Un método para la detección de un fraude en sistemas de telecomunicaciones de móviles, que comprende las operaciones de: a) obtener indicadores secundarios del fraude que estén relacionados con fallos de autenticación o que puedan ser derivados de ellos (S-320) en procedimientos de autenticación de usuarios, debidos a autenticaciones fallidas de red o de usuario; b) incluir dichos indicadores secundarios de fraude como nuevos parámetros de tipos específicos en un mensaje (S-280) de informe sobre fallo de autenticación enviado desde un entorno servidor (N-2000), de vuelta a un entorno doméstico (N-1000) en dichos procedimientos de autenticación; y c) almacenar dichos mensajes en un registro de posición base (HLR), para ulterior tratamiento.
Description
Método de detección de fraude para redes de
telecomunicaciones móviles.
Este invento se refiere, en general, a la
detección de fraudes en redes de comunicaciones para móviles. Más
específicamente, este invento se refiere a un método para obtener,
almacenar y tratar datos significativos para la detección de
fraudes.
El grupo de seguridad del "Proyecto Conjunto de
Tercera Generación", a cargo de la arquitectura de seguridad
(en lo que sigue denominado "3GPP (SA3)"), ha introducido, en
los "Aspectos del Sistema y Servicios del Grupo de
Especificaciones Técnicas 33.102", versión 3.5.0 (denominado en
lo que sigue TS 33.102 3G) un nuevo procedimiento conocido como
"Informe sobre fallos de autenticación". Además, los parámetros
de los mensajes y los mensajes de señalización estándar implicados
en dicho nuevo procedimiento se describen en la "Parte de
Aplicación a Móviles" (en lo que sigue MAP), especificación
29.002, versión 3.4.0, publicada por la "Red del Núcleo del
Grupo de Especificaciones Técnicas 3GPP" (en lo que sigue, se
hará referencia a dicha especificación como "TS 29.002
3GPP").
La mayoría de las generaciones anteriores de
sistemas móviles ya hacen uso, en cierta medida, de procedimientos
de autenticación para asegurar que un usuario que acceda a la red de
móviles es aquél que dice ser. Y no sólo los usuarios de móviles
sino, también, las distintas entidades de la red involucradas en
ciertas comunicaciones de móviles, ya son objeto de autenticación
en cierta medida. El lector interesado puede acudir a la
especificación técnica 03.20 para GSM "Funciones de red
relacionadas con la seguridad", del ETSI (Instituto Europeo de
Normas de Telecomunicaciones) (generalmente conocida y denominada
en lo que sigue TS ETSI GSM 03.20, "Funciones de red
relacionadas con la seguridad"). Estos mecanismo de autenticación
están destinados a impedir el acceso a las redes de móviles y a
los servicios para móviles a entidades de red o a usuarios no
autorizados. Además, las necesidades de los usuarios de móviles y
de las entidades de red no sólo tienen sentido para las redes de
móviles paneuropeas, como GSM, sino, también, para las redes de
móviles panamericanas, como por ejemplo las basadas en la
especificación interina número 41 (a la que, en lo que sigue, nos
referiremos como IS-41).
Estos mecanismos de autenticación heredados de
generaciones previas de sistemas de móviles evolucionan
naturalmente, incluyendo nuevas características de seguridad,
dentro del ámbito de la tercera generación de sistemas de móviles
(denominado en adelante, simplemente, 3G). En la actualidad, un caso
de 3G bien conocido es el sistema universal de telecomunicaciones
de móviles (denominado en lo que sigue UMTS) y aspectos
relacionados con la seguridad, características de seguridad y
arquitectura de seguridad, tales como los relacionados con la
autenticación de abonados y la autenticación de entidades de red,
se describen en la especificación técnica antes mencionada,
TS 33.102 3G.
TS 33.102 3G.
Independientemente de las arquitecturas de red
particulares que puedan tener estas generaciones de sistemas de
móviles, incluyendo los estándares diferentes como el paneuropeo o
el panamericano, antes mencionados, en lo que sigue se señalan
algunos puntos comunes para comprender mejor el más amplio alcance
del presente invento.
Por una parte, puede considerarse que cualquier
red de móviles como la ilustrada en la Fig. 1, consiste en un
entorno local o doméstico (N-1000) denominado en
adelante HE), una red servidora (N-2000)
(denominada en lo que sigue SN) y varios terminales móviles, a
saber, equipos de usuarios (N-3000) (denominados en
lo que sigue UE). Por otra parte, puede considerarse que una red de
móviles tal como la mostrada en la Fig. 1, consiste en una red de
núcleo (N-0100) y una red de acceso
(N-2200), la primera de las cuales comprende el
entorno doméstico más la red servidora, con exclusión de las
entidades de red de la red de acceso.
Además, los sistemas de móviles existentes ya
ofrecen soporte con infraestructura de red compartida y dedicada,
tanto para servicios de red conmutada (N-2120) (en
lo que sigue, CS), tales como la telefonía pura, como para
servicios de conmutación de paquetes (N-2110) (en lo
que sigue, PS), tales como otros servicios orientados a la
transmisión de datos. Los servicios de conmutación de paquetes han
sido introducidos últimamente en los sistemas de móviles 2G. Un
ejemplo bien conocido de la tecnología existente para soportar los
servicios de conmutación de paquetes, es el sistema de radio por
paquetes GSM (en lo que sigue, GPRS en abreviatura).
El HE (N-1000) representa todas
las entidades de red que tratan singularmente y prestan soporte a
abonados domésticos de una determinada red pública terrestre de
móviles (en adelante, PLMN). Por ejemplo, el registro de posición
base (N-1102) (en lo que sigue, HLR) es la entidad
de red de una PLMN determinada que se encarga de mantener todos
los datos de suscripción de los abonados domésticos de dicha PLMN
y, así, parte del HE. Otra entidad de red que, también, es parte
del HE es el centro de autenticación (N-1101) (en
lo que sigue, AUC), que se encarga de generar y proporcionar datos
de autenticación y de claves, bien como tripletes para GSM, bien
como vectores para UMTS. Estos datos de autenticación y de claves
están destinados, respectivamente, a comprobar que cualquiera de
los abonados domésticos es quién dice ser, cada vez que éste acceda
a la red de móviles y a proporcionar los medios para cifrar la
transmisión vía radio. En esta descripción se ofrece, además, una
explicación más detallada del uso y de los procedimientos para
autenticación 2G y 3G.
La SN (N-2000) representa todas
las entidades o recursos de red de una PLMN determinada que prestan
servicio a abonados móviles que se encuentran en itinerancia en tal
PLMN independientemente de que se traten de abonados domésticos o
visitantes. Por ejemplo, el centro de conmutación de servicios de
móviles (denominado también centro de conmutación de móviles y al
que, en lo que sigue, nos referiremos como MSC en forma abreviada)
constituye la interconexión entre el sistema de radio y las redes
fijas. Dicho MSC es la entidad de red encargada de todas las
funciones de conmutación relacionadas con la conmutación de
circuitos (CS), el control de la situación y el encaminamiento al
área en que se está desplazando un cierto abonado y, así, es parte
de la SN. Otra entidad de red que es parte de la SN es el registro
de situación de visitantes (en lo que sigue VLR en abreviatura).
Dicho VLR es una base de datos de abonados que contiene datos
relevantes de la suscripción de todos los abonados que, en ese
momento se desplazan por el área controlada por tal VLR y que han
sido obtenidos a partir del HLR correspondiente en que cada abonado
tiene su propia suscripción. Actualmente, la mayoría de los
sistemas de móviles basados en GSM o en IS-41, han
incorporado en la práctica ambas entidades en una localización
común, de forma que, usualmente, se refieren a ellas como una sola
entidad (N-2121) mediante la abreviatura MSC/VLR.
Además, la versión evolucionada de dicha MSC/VLR para los sistemas
de móviles 3G se denomina, en general, MSC/VLR 3G. De forma
similar, como dicha MSC/VLR se encarga de los datos relevantes de
los abonados y lleva a cabo las funciones de CS, el nodo de soporte
GPRS servidor (N-2111) (en lo que sigue, SGSN en
abreviatura) realiza tareas similares para funciones de PS y
abonados correspondientes. El SGSN mantiene datos relevantes de
suscripción de todos los abonados que, en ese momento, se desplazan
en el área controlada por tal SGSN y que se obtuvieron a partir
del HLR correspondiente en que cada abonado tiene su propia
suscripción. Dicho SGSN se encarga, también, de todas las funciones
de conmutación relacionadas con la conmutación de paquetes (PS),
el control de la situación y el encaminamiento al área en que se
mueve un determinado abonado y, así, es parte de la SN. Además, la
versión evolucionada de dicho SGSN para el sistema de móviles 3G se
conoce, en general, como SGSN 3G. Además, la Fig. 1 muestra también
un nodo de red de acceso representativo para completar la
exposición, a saber, la red de acceso terrestre por radio UMTS
(N2201) (denominada en lo que sigue UTRAN).
El procedimiento de autenticación, en términos
generales, se lleva a cabo, inicialmente, en el primer contacto
por radio de un abonado móvil que intenta acceder a la red de
móviles. De acuerdo con la especificación TS 33.102 3G antes
mencionada, el método se eligió con vistas a conseguir la máxima
compatibilidad con la arquitectura de seguridad GSM corriente y
para facilitar la migración de GSM a UMTS. El método se compone de
un protocolo de desafío/respuesta idéntico al protocolo de
establecimiento de clave y de autenticación de abonado GSM
combinado con un protocolo de un paso con base numérica para
autenticación de red. Aún cuando este procedimiento se describe
básicamente en lo que sigue, el lector interesado podría encontrar
explicaciones más detalladas leyendo dicha especificación TS 33.102
3G, versión 3.5.0, secciones 5.1.1 y 6.3.1.
El método de desafío/respuesta de GSM se inicia,
formalmente, con una petición del VLR/SGSN de la SN al HLR/AUC del
HE para generar y proporcionar tripletes de autenticación (vectores
de autenticación en 3G). Cada uno de dichos tripletes de
autenticación consiste en un número aleatorio RAND, una respuesta
esperada XRES y una clave de cifrado CK. Cada triplete de
autenticación es válido, en principio, para sólo un procedimiento
de autenticación, si bien, en determinadas circunstancias, pueden
ser reutilizados. Al recibirse dichos tripletes del HE, el
VLR/SGSN envía el número aleatorio RAND recibido al módulo de
identidad de abonado GSM (denominado en lo que sigue SIM en
abreviatura), responsable de realizar el acuerdo de la clave y la
autenticación del abonado GSM en el lado del abonado. En el lado
del abonado, se utilizan el RAND y una clave de identidad KI de
abonado, previamente almacenada, como entradas a algoritmos A3 y A8,
para generar una respuesta firmada SRES y una clave CK de cifrado.
El SIM devuelve la SRES obtenida al VLR/SGSN aspirante, que
comprobará la SRES últimamente recibida en función de la XRES
almacenada. Suponiendo que coincidan, ello quiere decir que la
autenticación es satisfactoria y la CK que tienen ambos, el VLR/SGSN
y el SIM, puede ser utilizada localmente para cifrar otra
comunicación vía radio.
La Fig. 2 ilustra esquemáticamente como
evoluciona este método de autenticación de desafío/respuesta para
las redes UMTS. De acuerdo con TS 33.102 3G, se le solicita
(S-200) al HLR/AUC del HE que genere y proporcione
vectores de autenticación consistentes en un número aleatorio RAND,
una respuesta de usuario XRES esperada, una clave CK de cifra, una
clave IK de integridad y un testigo AUTN de autenticación de red.
Al recibirse tal petición del VLR/SGSN de la SN, el HLR/AUC del HE
genera (B-090) y envía una agrupación ordenada de n
vectores de autenticación (S-210) (el equivalente
de los "tripletes" GSM y denominados, en lo que sigue, AV) al
VLR/SGSN de la SN, en donde se almacenan (B-100)
estos vectores de autenticación. Como para el GSM, cada vector de
autenticación es válido para un procedimiento de autenticación y
acuerdo de claves entre el VLR/SGSN y el módulo de identidad de
servicios de usuario (denominado en adelante USIM). Al contrario
que en el caso de GSM, estos vectores no pueden ser reutilizados.
En un contexto de seguridad, tal USIM es responsable de llevar a
cabo la autenticación de red y de abonado UMTS, y el acuerdo de
claves. Dicho USIM debe poder, también, llevar a cabo la
autenticación GSM y el acuerdo de claves para permitir que el
abonado se desplace fácilmente en una red de acceso por radio GSM.
Cuando el VLR/SGSN inicia una autenticación y un acuerdo de claves,
selecciona el siguiente vector de autenticación de la agrupación
(B-110) y envía los parámetros RAND y AUTN al
usuario (B-220). El USIM comprueba si el AUTN puede
ser aceptado calculando la clave AK de anonimato en función de
RAND (B-120) y, entonces, una vez conocida AK,
extrayendo del AUTN recibido el número de secuencia SQN
(B-130), el campo AMF de gestión de autenticación
(B-140) y el código de autenticación de mensaje MAC
(B-150). A continuación, USIM calcula XMAC en
función de RAND, SQN y AMF (B-160) y compara tal
valor de XMAC con el MAC previamente extraído
(B-170). Suponiendo que se encuentra que estos
valores son distintos, el usuario envía un "rechazo de
autenticación de usuario" (S-230) de vuelta al
VLR/SGSN, con indicación de la causa, y se abandona el
procedimiento. Este resultado se entiende como una autenticación de
red fallida. En este caso, el VLR/SGSN de la SN iniciará el
informe de fallo de autenticación
(S-240) hacia el HLR del HE, indicando "firma de red equivocada" como causa del fallo. Por otro lado, cuando MAC y XMAC coinciden, el USIM verifica que el valor de SQN se encuentre en el margen correcto (B-180). Suponiendo que el USIM considere que el SQN no está en el margen correcto, envía un "fallo de sincronización" (S-250) de vuelta al VLR/SGSN, incluyendo un parámetro apropiado, y se abandona el procedimiento. Si el SQN está en el margen, el USIM considera que la red ha sido autenticada satisfactoriamente y calcula una repuesta RES, una clave CK de cifra y una clave IK de integridad aplicando diferentes funciones a distintas combinaciones de parámetros de autenticación (B-190). Dicha respuesta RES es enviada de vuelta al VLR/SGSN (S-260). El VLR/SGSN compara la RES recibida con XRES (B-200). Si las RES y XRES citadas coinciden, el VLR/SGSN considera que el intercambio de autenticación y de acuerdo de claves se ha completado con éxito. Las claves establecidas, CK e IK, serán empleadas localmente para cifrar otras comunicaciones vía radio. Pero, si se encuentra que XRES y RES son diferentes, el VLR/SGSN de la SN iniciará el procedimiento de informe de fallo de autenticación (S-270) hacia el HLR, indicando "respuesta de usuario equivocada", como causa del fallo. Además, el VLR/SGSN de la SN puede decidir, también, que se realice un nuevo intento ejecutándose de nuevo el procedimiento de identificación y de autenticación hacia
el usuario.
(S-240) hacia el HLR del HE, indicando "firma de red equivocada" como causa del fallo. Por otro lado, cuando MAC y XMAC coinciden, el USIM verifica que el valor de SQN se encuentre en el margen correcto (B-180). Suponiendo que el USIM considere que el SQN no está en el margen correcto, envía un "fallo de sincronización" (S-250) de vuelta al VLR/SGSN, incluyendo un parámetro apropiado, y se abandona el procedimiento. Si el SQN está en el margen, el USIM considera que la red ha sido autenticada satisfactoriamente y calcula una repuesta RES, una clave CK de cifra y una clave IK de integridad aplicando diferentes funciones a distintas combinaciones de parámetros de autenticación (B-190). Dicha respuesta RES es enviada de vuelta al VLR/SGSN (S-260). El VLR/SGSN compara la RES recibida con XRES (B-200). Si las RES y XRES citadas coinciden, el VLR/SGSN considera que el intercambio de autenticación y de acuerdo de claves se ha completado con éxito. Las claves establecidas, CK e IK, serán empleadas localmente para cifrar otras comunicaciones vía radio. Pero, si se encuentra que XRES y RES son diferentes, el VLR/SGSN de la SN iniciará el procedimiento de informe de fallo de autenticación (S-270) hacia el HLR, indicando "respuesta de usuario equivocada", como causa del fallo. Además, el VLR/SGSN de la SN puede decidir, también, que se realice un nuevo intento ejecutándose de nuevo el procedimiento de identificación y de autenticación hacia
el usuario.
De acuerdo con la TS 33.102 3G, este mecanismo
descrito en parte en lo que antecede, consigue la autenticación
mutua por el usuario y por la red, mostrando el conocimiento de una
clave secreta K compartida entre el USIM y el AUC del HE de
usuario y disponible, únicamente, para ellos. Además, tanto un
fallo de autenticación de red detectado en el lado del usuario, a
saber, por el USIM, como un fallo de autenticación de usuario
detectado en el lado de la red, a saber, por VLR/SGSN, ponen en
marcha la ejecución del nuevo procedimiento de "informe de fallo
de autenticación".
El propósito de este nuevo procedimiento es
informar al entorno doméstico (HE) cuando ha fallado una
autenticación, incluyendo fallos debidos a una autenticación de red
no satisfactoria o una autenticación de usuario no satisfactoria.
Sin embargo, este procedimiento no es aplicable a fallos de
sincronización, de los que se informa por un procedimiento
diferente. En resumen, dicho procedimiento de informe de fallo de
autenticación se utiliza simplemente para informar sobre la clase
de fallo (de usuario o de red) y de la identidad del abonado móvil
internacional (en lo que sigue, denominada IMSI), al HE.
En este punto, otro aspecto significativo que
comentar, como antecedente del presente invento, es el uso
fraudulento de los servicios para móviles y de las redes de
móviles. Uno de los mayores riesgos de fraude en las redes de
móviles es el de la venta de llamadas mediante el uso de servicios
suplementarios y, especialmente, debido a que resulta difícil
controlar las actividades de los abonados cuando éstos se
encuentran en itinerancia en una PLMN diferente de su red
doméstica. En este contexto, la venta de llamadas constituye una
actividad fraudulenta que consiste en utilizar una suscripción de
un móvil para ofrecer un servicio de llamadas a larga distancia, a
nivel mundial, a precio inferior al de mercado y con la intención
de no pagar tales llamadas al operador de red. Por ejemplo, un
abonado de un móvil puede iniciar la venta fraudulenta de llamadas
haciendo uso del servicio de desvío de llamadas en el HLR y el
servicio de llamadas a terceros. Otro ejemplo más de fraude es el
fraude en itinerancia. De hecho, en la mayoría de los sistemas de
móviles es posible la itinerancia internacional y, en ella, el
fraude se lleva a cabo iniciando operaciones de venta mediante el
uso de suscripciones a extranjeros de determinados países en los
que es posible la itinerancia. Esta actividad fraudulenta
difícilmente puede ser detectada a tiempo para actuar debido al
informe y la facturación tardíos de los operadores implicados. Se
ha identificado el riesgo de estos y muchos otros fraudes y ello
justifica los esfuerzos que es necesario realizar para poner los
medios para evitarlos, así como para detectar la actividad
fraudulenta específica. A este respecto, la mayoría de los
mecanismos introducidos en relación con los procedimientos de
autenticación, están más orientados a evitar el fraude que a la
detección del mismo como tal.
No obstante, y partiendo de que no siempre se
consigue dicha prevención del fraude, se han realizado notables
esfuerzos para desarrollar sistemas de detección de fraudes lo
bastante robustos para asegurar una rápida detección de
actividades fraudulentas. Un aspecto importante a determinar lo
constituyen los criterios para identificar de manera inequívoca que
se comete un fraude. En lugar de dirigirse a los marcos legales
para determinar el fraude, esta descripción tiene como objetivo
esquematizar actividades y situaciones que, aisladamente o en
combinación, puedan indicar un uso fraudulento de los recursos de
redes de móviles.
Con este fin, en las redes de móviles se
introdujo una nueva entidad de red conocida, generalmente, como
sistema de detección de fraudes (denominada, en adelante, FDS).
Dicha FDS es responsable de la detección de la existencia de un
fraude mediante el análisis de un cierto número de indicadores.
Tales indicadores se clasifican atendiendo al tipo y al modo de
uso. Clasificando dichos indicadores de acuerdo con su tipo, se
pueden identificar las siguientes tres categorías:
i) indicadores de uso: se definen a través
de algunos criterios relacionados con la forma en que se utiliza
un teléfono móvil. La mayoría de los tipos de fraudes se
caracterizan por un uso desusadamente alto. Por ejemplo, en el
caso de actividades de venta de llamadas, el terminal móvil tiene
que registrar varios números de desvío de llamada.
ii) indicadores de movilidad: se definen a
través de algunos criterios relacionados con la movilidad del
usuario del móvil. Por ejemplo, el número de actualizaciones de su
situación o de traspaso durante un intervalo de tiempo
definido.
iii) indicadores deductivos: se obtienen
como resultado de un comportamiento fraudulento. Por ejemplo, el
uso de llamadas en conferencia, de llamadas desviadas, etc.
Clasificando dichos indicadores por el uso,
pueden identificarse las tres categorías siguientes:
i) indicadores primarios: en principio se
les puede emplear, por sí solos, para detectar un fraude. Por
ejemplo, el número de servicios de desvío de llamadas invocados en
un intervalo de tiempo definido.
ii) indicadores secundarios: a partir de
los cuales se puede obtener información útil si se les considera
en forma aislada, pero que no deben ser utilizados en forma única
para detectar un fraude. Por ejemplo, información acerca de sitios
de células o áreas de conmutación implicados en el tratamiento de
una llamada determinada, ya que la venta de llamadas para ciertos
destinos se concentra en las zonas donde viven los compradores.
iii) indicadores terciarios: a partir de
ellos no se puede obtener información útil si se les considera en
forma aislada, pero que pueden utilizarse, en principio, para
proporcionar información esencial en relación con la detección de
un fraude. Por ejemplo, el número de traspasos resueltos
satisfactoriamente en un intervalo de tiempo definido. A este
respecto, un servicio fraudulento de venta de llamadas exige una
posición estable, de manera que una baja movilidad, acompañada por
otras actividades con indicadores correspondientes, podría
identificar posibles actividades fraudulentas. Evidentemente, muchos
usuarios de móviles pueden presentar este comportamiento de baja
movilidad sin, por ello, incurrir en fraude alguno, de manera que
la detección adicional de otras actividades resulta esencial antes
de poder determinar la existencia de fraude.
Se supone que un FS de esta clase trata
ulteriormente estos indicadores para determinar si se está
incurriendo en una actividad fraudulenta o, al menos, se sospecha
de ello.
Estos dos aspectos fundamentales antes
mencionados, separados y sin conexión entre ellos, es decir, las
acciones realizadas al detectarse un fallo de autenticación y la
necesidad de poder detectar un fraude, constituyen los
antecedentes que sirven de base para el presente invento, como se
justifica más adelante en esta descripción.
El procedimiento de autenticación ha sido
comentado, tanto en relación con las redes de móviles 2G como en
relación con las redes 3G. Para los sistemas de móviles 3G, como el
UMTS, se ha introducido un nuevo procedimiento, denominado
"informe sobre fallos de autenticación" que, sin embargo, no
cuenta con un procedimiento correspondiente para algunos sistemas
2G como el GSM.
No obstante, se proporcionan adiciones
específicas de proveedor para mejorar y completar las actuales
normas existentes para los sistemas de móviles 2G. Por ejemplo,
cuando se detecta un fallo de autenticación en un MSC/VLR
proporcionado por Ericsson, dicho MSC/VLR registra todos los datos
pertinentes relacionados con el fallo y activa una alarma. Dicho
registro de fallos de autenticación incluye datos tales como fecha,
hora, IMSI, número de ISDN del abonado del móvil (denominado en lo
que sigue MSISDN, siendo ISDN el acrónimo de red digital de
servicios integrados), el identificador global de célula (en lo que
sigue, CGI) y si se envió o no el mensaje MAP de rechazo de
autenticación.
Estas soluciones de proveedor implican que, en un
entorno multi-proveedor y
multi-operador, no es posible, en la actualidad,
reunir toda la información relacionada con fraudes en conexión con
fallos de autenticación para un solo abonado. Tal información se
guardaría en el MSC/VLR a partir de determinados proveedores,
mientras que otros recogerían otros datos relacionados con los
fallos de autenticación a lo largo de las distintas redes de
servicios. Partiendo de estas suposiciones, tal solución no puede
tomarse como base para introducir un sistema estándar de detección
de fraudes, dado que siempre ha de utilizarse un identificador de
proveedor MSC/VLR como criterio inicial a analizar del fraude.
Entonces, dependiendo del proveedor MSC/VLR específico, podrían
utilizarse otros datos disponibles sobre el fallo de autenticación,
para su ulterior tratamiento en el FDS.
En relación con la detección de fraudes, en los
sistemas de móviles 2G existen otras soluciones que, en cierta
medida, han sido adoptadas por distintos proveedores. Una de las
arquitecturas más comunes para soportar la detección de fraudes en
las redes de móviles, se ilustra en la Fig. 3, en la que el FDS
(N-1301) reúne los indicadores necesarios para
realizar el análisis del fraude a partir de los registros de datos
de llamada (denominados, en lo que sigue, CDR) generados en el
MSC/VLR (N-2122) o en el SGSN
(N-2112). Dichos CDR son sometidos a la pasarela de
facturación (N-2301) (en lo que sigue, BGW) o a
través de cualquier otro dispositivo de medición para facturación.
Como consecuencia de ello, la información recibida por el FDS está
relacionada justamente con el establecimiento de una llamada,
mientras que cualquier otra información relacionada con el fraude
pero no con la llamada, no llega al FDS. Esta información no es
recibida por el FDS por los medios corrientes, ya que no está
relacionada con una llamada ya establecida y, por tanto, no puede
ser asociada con ningún CDR. Por ejemplo, la información
relacionada con un fraude derivada de un fallo de autenticación,
no implica que, en esta solución, el FDS reciba CDR alguno. El caso
de la venta de llamadas, ya comentado, probablemente habría
originado un CDR, mientras que los intentos para iniciar dicha
venta de llamadas habrían tenido como resultado un fallo de
autenticación. A este respecto, si bien se logra la prevención del
fraude, un experto en la técnica puede comprender fácilmente que la
detección del fraude seguiría siendo igual de valiosa para saber
cuando se inician nuevos intentos para cometer
un fraude.
un fraude.
Por otro lado, y a diferencia de los sistemas 2G
como el GSM, existe un procedimiento de informe de fallos de
autenticación para IS 41 (normas TIA/EIA). En dicho procedimiento,
el mensaje de informe es utilizado por el centro de autenticación
(denominado, en lo que sigue, AC, a diferencia del de GSM) en los
datos de fallos de autenticación de IS-41. Con tal
mecanismo, el HE puede controlar si los abonados domésticos están
sufriendo fallos de autenticación o son el origen de ellos.
Sin embargo, el procedimiento de informe de
fallos de autenticación no ofrece una información valiosa, incluso
desde la perspectiva de la detección de un fraude, para adoptar
otras medidas. A este respecto, la Fig. 4 muestra la operación
Authentication_Failure_Report (Informe_de_fallo_de_autenticación)
existente como se especifica en TS 29.002 de 3G para el protocolo
de la parte de aplicación a móviles, en términos de operación y
parámetros.
Todavía otro inconveniente de las soluciones
corrientes relacionadas con la detección de fraudes, es que el CDR
solamente existe cuando ya hay una llamada establecida, mientras que
con esta solución no puede detectarse nada cuando el equipo del
usuario fraudulento intenta acceder a la red.
Otro método existente para la prevención de
fraudes en redes celulares, se describe en el documento
US-A 5.991.617, en el que se describe una
autenticación basada en interacciones del usuario. Se introduce un
"Limitador de itinerancia" para vigilar a los abonados en
itinerancia, solicitar una autenticación manual de los usuarios en
itinerancia, recoger datos de fallos de autenticación y restringir
el acceso dentro de una red en itinerancia. El método propuesto es
complicado de llevar a la práctica y exige que los usuarios en
itinerancia ejecuten incómodos procedimientos manuales de
autenticación.
El objeto del presente invento es un método para
proporcionar información relevante para la detección de un fraude,
que supere los inconvenientes antes mencionados.
De acuerdo con el presente invento, los datos
relacionados con procedimientos de autenticación fallidos, tales
como el tipo de acceso, los reintentos de autenticación y la
dirección del servidor, podrían ser utilizados para la detección
del fraude.
Este método aprovecha la ventaja que supone el
mecanismo recién introducido para informar sobre fallos de
autenticación con el fin de proporcionar una información más valiosa
desde la perspectiva de detección de fraudes hacia el entorno
doméstico, que incluye las operaciones de:
a) obtener indicadores secundarios del fraude a
partir de fallos en los procedimientos de autenticación de
usuarios debidos a autenticaciones fallidas de red o de usuario,
b) incluir dichos indicadores secundarios de
fraude como nuevos parámetros de tipos específicos de campos del
mensaje de informe sobre fallos de autenticación (denominado, en lo
que sigue, AFR_req de MAP) enviados desde el entorno de servicios
(MSC/VLR 3G, SGSN 3G) de vuelta al entorno doméstico (HLR de HE) en
dichos procedimientos de autenticación,
c) almacenar dichos mensajes en el registro de
posición base (HLR) para ulterior tratamiento.
Otro objeto del método del presente invento es el
envío de estos datos relacionados con el fraude, recogidos en el
entorno doméstico a un dispositivo específico del operador apropiado
para la detección de fraudes, para tratarlos conjuntamente con los
indicadores primarioss de fraude con fines de detección del
fraude.
Por claridad y para lograr una mejor comprensión
del alcance y de los objetos del presente invento, esta descripción
detallada debe tomarse en conjunto con los dibujos anejos, en los
que:
la Fig. 1 es un diagrama de bloques que
representa un sistema de telecomunicaciones de móviles desde la
perspectiva de autenticación de abonado y de red. Este sistema está
estructurado atendiendo a diferentes criterios:
- \bullet
- el entorno doméstico en que reside el abonado en función de la red de servicios donde el abonado se encuentra en itinerancia;
- \bullet
- la red central en función de la red de acceso y el equipo de usuario;
- \bullet
- los servicios de conmutación de circuitos en función de los servicios conmutados por paquetes y el soporte de red correspondiente.
La Fig. 2 es una gráfica de flujo que representa,
esquemáticamente el procedimiento de autenticación corrientemente
especificado para los sistemas de móviles 3G como las redes
UMTS.
La Fig. 3 es otro diagrama de bloques que
representa un sistema actualmente existente para la detección de
fraudes, para actividades fraudulentas relacionadas con las
llamadas.
La Fig. 4 ilustra la operación de la MAP
Authentication_Failure_Report (Informe_de_fallos_de_autenticación),
descrita por las recomendaciones TS 29.002 3G para UMTS, en
términos de funcionamiento y parámetros.
La Fig. 5 es el diagrama de bloques que
representa la arquitectura requerida para un sistema completo de
detección de fraudes de acuerdo con el presente invento.
La Fig. 6 es una gráfica de flujo que representa
esquemáticamente el procedimiento de autenticación para los
sistemas de móviles 3G como las redes UMTS, de acuerdo con el
presente invento.
La Fig. 7 representa la nueva operación de la MAP
de Authentication_Failure_Report (Informe_de_fallos_de_au-
tenticación) en términos de funcionamiento y parámetros, de acuerdo con una realización preferida del presente invento.
tenticación) en términos de funcionamiento y parámetros, de acuerdo con una realización preferida del presente invento.
La Fig. 8 es otra gráfica de flujo que
representa, esquemáticamente, el envío de la operación de la MAP de
Au-
thentication_Failure_Report (Informe_de_fallos_de_autenticación) con los nuevos datos propuestos, de acuerdo con el presente invento, el almacenamiento de dichos datos en el HLR y la ulterior transmisión de tales datos hacia el FDS para su análisis en busca de fraudes.
thentication_Failure_Report (Informe_de_fallos_de_autenticación) con los nuevos datos propuestos, de acuerdo con el presente invento, el almacenamiento de dichos datos en el HLR y la ulterior transmisión de tales datos hacia el FDS para su análisis en busca de fraudes.
Tras un fallo de autenticación y, como se ha
explicado anteriormente, existe una información muy valiosa para
la detección de fraudes. Los datos relacionados con un fallo de
autenticación nunca pueden ser utilizados como indicador primario
para detectar un fraude, ya que la autenticación constituye, en sí
misma, un método para la prevención del fraude, pero dichos datos
pueden emplearse como indicadores secundarios de manera que puedan
adoptarse otras medidas. Sin embargo, los datos enviados en el
mensaje UMTS de informe de fallo de autenticación son muy pobres,
desde el punto de vista de la detección de un fraude. Dentro de tal
operación de la MAP se informa, sólo, de la IMSI y de la clase de
fallo, como se muestra principalmente en la Fig. 2
(S-240, S-270) y se muestra, además,
en la Fig. 4.
Por otro lado, en el MSC/VLR existe información
muy valiosa y significativa para la detección del fraude, la cual
está relacionada con un fallo de autenticación o puede derivarse de
él. Estos datos significativos para el fraude se consideran como
indicadores secundarios para al fraude y forman parte de criterios
de fraude en un sistema para la detección del mismo.
De acuerdo con el presente invento, otros datos
ya conocidos por el MSC/VLR, cuando tiene lugar el procedimiento
de autenticación en la Fig. 2, deben ser proporcionados, también, al
HLR del HE dentro de la petición del mensaje de la MAP con el
informe de fallo de autenticación (AFR_req de la MAP)
(S-280, S-290), como se muestra en
la Fig. 6 y en la Fig. 7. Algunos de dichos datos conocidos,
pertinentes para la detección del fraude, son los siguientes:
\bullet Tipo de acceso. Con el fin de
distinguir si el procedimiento de autenticación fue iniciado en
virtud de una llamada, una llamada de emergencia, una actualización
de zona, un procedimiento de servicio suplementario o la
transmisión de un mensaje corto.
\bullet Reintento de autenticación. Indica si
el fallo se produjo en un intento normal de autenticación o fue
debido a un reintento de autenticación. Esto último indica que se
produjo un intento de autenticación previo fallido.
\bullet Dirección del servidor. Indica la
dirección del elemento de red, MSC/VLR de la SN o SGSN de la SN, en
que tuvo lugar el procedimiento de autenticación. Este dato se
incluirá con el fin de disponer de una referencia al lugar físico
en donde se produjo el fallo de autenticación.
Cada uno de los tres nuevos parámetros, ofrece su
propia ventaja, de acuerdo con el presente invento.
El parámetro "tipo de acceso" puede
utilizarse para evaluar la importancia del fallo, ya que puede
considerarse más serio un fallo producido en una actualización de
situación que en el establecimiento de una llamada, y éste último
es más importante que el producido en la transmisión de un mensaje
corto. Estas consideraciones se basan en ciertos hechos; por
ejemplo, antes de una llamada fallida ha tenido que realizarse con
éxito una actualización de situación.
El parámetro "reintento de autenticación" se
envía con el fin de saber si el fallo se produjo en un primer
procedimiento de autenticación o durante un reintento. Un reintento
de autenticación se realiza, en las redes actuales, porque el
fallo podría haber sido provocado por una falta de coincidencia de
la identidad temporal de una estación móvil (en lo que sigue TMSI),
o por la recepción de vectores de autenticación erróneos desde el
servidor SGSN o MSC/VLR previo (el reintento se lleva a cabo tras
solicitar nuevos vectores de autenticación al HLR). Cuando se
realiza el reintento de autenticación, el procedimiento
correspondiente se ejecuta con la IMSI (petición de identidad de
usuario realizada) correcta y con los vectores de autenticación
correctos (envío de la información de autenticación realizado), por
lo que un error, en este caso, tiene una importancia muy
grande.
El interés de la "dirección del servidor",
desde un punto de vista de detección del fraude, reside en el hecho
de que algunas actividades fraudulentas, como la venta de llamadas
en las actuales redes de móviles, están asociadas con una
situación geográfica concreta.
Estos y otros datos, no detallados aún, han sido
identificados como interesantes para un sistema de detección de
fraudes (FDS) como indicadores secundarios y como parte del análisis
de los criterios de fraude en dicho FDS. Cuando se identifiquen
nuevas actividades fraudulentas, se encontrarán nuevos datos
interesantes como indicadores de fraude y serán parte del presente
invento. Como cualquier experto en la técnica puede comprender
fácilmente, no se pretende que el alcance del presente invento quede
limitado a sólo estos tres nuevos datos identificados y
detallados, que han de ser incluidos dentro del mensaje AFR_req de
la MAP existente. Por ejemplo, y como realización adicional del
presente invento, suponiendo que la importancia del fraude exija
información más precisa acerca de la situación geográfica el lugar
en que se cometió, podría enviarse también, en el mensaje AFR_req
de la MAP, la posición del equipo del usuario obtenida por medio de
equipos GPS. Como cualquier experto en la técnica podrá comprender
fácilmente, en el mensaje AFR_req de la MAP pueden incluirse datos
conocidos en el MSC/VLR o SGSN, que sean significativos para la
detección del fraude. De este modo, estos datos pueden someterse,
eventualmente, al HLR del HE y, desde allí, enviarse a un sistema
apropiado para detección de fraudes, como
el FDS.
el FDS.
De acuerdo con la Fig. 7, la propuesta de una
realización preferida del presente invento es que estos datos, a
saber, el tipo de acceso, el reintento de autenticación y la
dirección del servidor, se incluyan como nuevos parámetros
específicos en el mensaje AFR_req de la MAP. Además, todavía según
una realización preferida del invento, la dirección del servidor
debe expresarse mejor en términos de diferentes parámetros tales
como MSC/VLR_address (dirección_de_MSC/VLR) y SGSN_address
(dirección_de_SGSN), con el fin de identificar en que servicio,
circuito o paquete, ha fallado la autenticación.
De acuerdo con el formato del mensaje y de los
parámetros especificados por la TS 29.002 3G, podrían incluirse
los siguientes nuevos parámetros para el mensaje MAP existente
"authenticationFailureReport_req"
(petición_de_informedefallodeautenticación) en dichas
especificaciones TS 29.002 3G, como establece la Fig. 7.
- \bullet
- "authenticationReapttempt" ("reintentodeautenticación") de tipo "booleano"
- \bullet
- "accesType" ("tipodeacceso") de un nuevo tipo "AccesType" ("(Tipodeacceso")
- \bullet
- "vlr-Number" ("número-devlr") de tipo "[0] ISDN-AddressString" ("[0] literaldedirección-ISDN")
- \bullet
- "sgsn-Number" ("número-deSGSN") de tipo "[1 ISDN-AddressString" ("[0] literaldedirección-ISDN")
Además, el nuevo tipo "AccesType"
introducido anteriormente podría declararse, también, siguiendo la
notación ASN.1 como "ENUMERADO" con las siguientes
asignaciones: Call (0), emergenyCall (1), locationUpdating (2),
supplementaryServices (3), shortMessage (4) (Llamada (0),
llamadadeEmergencia (1), actualizacióndeSituación (2),
servisiosSuplementarios (3), mensajeCorto (4)). Como un experto en
la técnica puede comprender fácilmente, una reordenación de las
asignaciones previas, en el caso de esta realización preferida, no
afectará sustancialmente al objeto del presente invento.
Además, la inclusión de estos nuevos datos antes
mencionados en la operación AFR_req de la MAP, de acuerdo con la
realización preferida del invento que se muestra en la Fig. 7, debe
entenderse como ilustrativa y no en forma restrictiva. A este
respecto, una realización secundaria del presente invento sugiere
la inclusión de estos nuevos datos antes citados en el campo
contenedor de extensión.
La definición del mensaje AFR_req de la MAP
permite la introducción de nuevos parámetros en un contenedor de
extensión. Todos los datos propuestos en el presente invento como
indicadores de fraude, podrían incluirse en el contenedor de
extensión mencionado.
Dicho contenedor de extensión puede considerarse
como el medio para introducir información propietaria en un
mensaje estándar y, así, suponiendo que los indicadores de fraude se
incluyan en él, el resultado será una solución propietaria en
cierta medida.
Como ya se ha explicado en lo que antecede, uno
de los objetos principales del presente invento es que cualquier
operador pueda reunir toda la información sobre fraudes relacionada
con fallos de autenticación de sus propios abonados. Con una
solución propietaria esto no sería posible por cuanto que la
recepción de esa información dependería directamente del proveedor
del VLR/SGSN y, por tanto, dependería en forma indirecta del
operador de servicios (situación de itinerancia para el abonado).
Como consecuencia, un operador no podría reunir toda la
información sobre fraudes relacionada con fraudes de autenticación
de sus propios abonados. No obstante, aunque menos eficaz que la
realización preferida, esta segunda realización del presente
invento también propone medios razonables para dotar a un FDS de
los indicadores secundarios requeridos para la detección de
fraudes.
Otro paso del procedimiento del presente invento
es la recepción de estos nuevos datos relacionados con el fraude,
incluidos en la operación AFR_req de la MAP, en el HE, como se
ilustra en la Fig. 8.
Al recibir el mensaje AFR_req de la MAP
(S-700), el HLR almacenará los datos recibidos
junto con la hora y la fecha del informe
(B-500).
Cuando el número de fallos alcance
(B-510) un valor de umbral dado para un cierto
abonado, se activará una alarma en el HLR (B-520).
El valor de tal umbral que disparará la alarma, será
configurable.
A continuación, se enviará
(S-710) una "alarma de fallo de autenticación"
a la pasarela de operación y mantenimiento (denominada en lo que
sigue OMG) de la red operadora. Luego, a través de esa pasarela,
dicha alarma de fallo de autenticación, alcanzará
(S-720) el FDS.
Al recibirse dicha alarma, el FDS utilizaría las
órdenes, a través de la pasarela de operación y mantenimiento
(S-730) para pedir el registro almacenado de fallos
de autenticación (S-740) en el HLR. Así, el
registro del HLR relacionado con la conservación del informe sobre
fallo de autenticación, será enviado, igualmente, a la pasarela de
operación y mantenimiento (S-750), de manera que
pueda ser enviado, eventualmente, al FDS (S-760).
Además, el FDS puede analizar (B-530) los
indicadores secundarios de fraude recibidos juntamente con los
criterios de fraude aplicables. Además, estos indicadores
secundarios serán utilizados en el FDS conjuntamente con algunos
indicadores primarios, como el número de llamadas desviadas dentro
de un intervalo de tiempo definido, para detectar situaciones de
fraude tales como la clonación del SIM.
Claims (10)
1. Un método para la detección de un fraude en
sistemas de telecomunicaciones de móviles, que comprende las
operaciones de:
a) obtener indicadores secundarios del fraude que
estén relacionados con fallos de autenticación o que puedan ser
derivados de ellos (S-320) en procedimientos de
autenticación de usuarios, debidos a autenticaciones fallidas de
red o de usuario;
b) incluir dichos indicadores secundarios de
fraude como nuevos parámetros de tipos específicos en un mensaje
(S-280) de informe sobre fallo de autenticación
enviado desde un entorno servidor (N-2000), de
vuelta a un entorno doméstico (N-1000) en dichos
procedimientos de autenticación; y
c) almacenar dichos mensajes en un registro de
posición base (HLR), para ulterior tratamiento.
2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1,
que comprende además el paso de enviar un mensaje de alarma
(S-710, S-710) a una entidad sistema de detección de fraudes (FDS) a través de una pasarela de operación y mantenimiento (OMG) cuando un número de fallos de autenticación de un usuario, supere un valor predeterminado.
(S-710, S-710) a una entidad sistema de detección de fraudes (FDS) a través de una pasarela de operación y mantenimiento (OMG) cuando un número de fallos de autenticación de un usuario, supere un valor predeterminado.
3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 o
la reivindicación 2, que comprende además el paso de tratar los
mensajes de informe sobre fallos de autenticación
(S-280) en la entidad sistema de detección de
fraudes (FDS), conjuntamente con indicadores primarios de fraude,
con fines de detección de fraudes, habiéndose obtenido dichos
mensajes a partir del registro de posición base
(N-1102).
4. Un método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dichos
indicadores secundarios de fraude incluyen un tipo de acceso de la
comunicación en que se produjo el fallo del procedimiento de
autenticación.
5. Un método de acuerdo con la reivindicación 4,
caracterizado porque dicho tipo de acceso corresponde, al
menos, a una llamada, una llamada de emergencia, una actualización
de zona, un procedimiento de servicio suplementario o la
transmisión de un mensaje corto.
6. Un método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dichos
indicadores secundarios de fraude incluyen un indicador de
reintento que señala si el fallo de autenticación se produjo en un
intento normal de autenticación o en un reintento de
autenticación.
7. Un método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dichos
indicadores secundarios de fraude incluyen la dirección del
registro de situación de visitantes (N-2122) o del
nodo de soporte de GPRS servidor (N-2112).
8. Un método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dichos
indicadores secundarios de fraude se incluyen en los campos de
contenedor de extensión del citado mensaje de informe sobre fallo
de autenticación (S-280), en lugar de nuevos
parámetros de tipos específicos.
9. Central de servicios para móviles/registro de
situación de visitantes (N-2122) para la detección
de fraudes en sistemas de telecomunicaciones de móviles, destinada
a ejecutar los pasos de:
a) obtener indicadores secundarios de fraude
relacionados con fallos de autenticación o derivables de ellos
(S-320) en procedimientos de autenticación de
usuarios, debidos a autenticaciones fallidas de red o de
usuario;
b) incluir dichos indicadores secundarios de
fraude como nuevos parámetros de tipos específicos en un mensaje
de informe sobre fallo de autenticación (S-280)
enviado desde la central de servicios para móviles/registro de
situación de visitantes (N-2122) al entorno
doméstico (N-1000) en dichos procedimientos de
autenticación.
10. Nodo soporte de GPRS servidor
(N-2112) para la detección de fraudes en sistemas
de telecomunicaciones de móviles, destinado a ejecutar los pasos
de:
a) obtener indicadores secundarios de fraude
relacionados con fallos de autenticación o derivables de ellos en
procedimientos de autenticación de usuarios, debidos a
autenticaciones fallidas de red o de usuario;
b) incluir dichos indicadores secundarios de
fraude como nuevos parámetros de tipos específicos en un mensaje
de informe sobre fallo de autenticación (AFR_req de la MAP) enviado
desde el nodo soporte de GPRS servidor (N-2112) al
entorno doméstico (N-1000) en dichos procedimientos
de autenticación.
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