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短消息信息安全監(jiān)控的原理與實現(xiàn)

		點擊數(shù)：	更新時間： 2024年06月12日
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短消息信息安全監(jiān)控的原理與實現(xiàn)（中興通訊）

一、 引言
　　隨著中國手機(jī)用戶數(shù)的迅猛增長，手機(jī)短消息業(yè)務(wù)作為一項新的移動增值業(yè)務(wù)，由于發(fā)送方便、價格便宜和隨時隨地接收等優(yōu)點使得這項業(yè)務(wù)在短時間內(nèi)得到大面積普及，成為了人們進(jìn)行溝通和交流的一種新手段。但是在短消息業(yè)務(wù)迅猛發(fā)展的同時也帶來了信息安全方面的問題，很多不軌分子利用短消息大量發(fā)布廣告，發(fā)布虛假信息進(jìn)行詐騙，影響人們的正常生活；利用短消息煽動鬧事、散布謠言，影響社會穩(wěn)定；利用短消息傳播色情、反動消息，危害公共安全。
　　由于這些問題的存在，手機(jī)短消息的信息安全問題得到了全社會的重視，如何在保持短消息業(yè)務(wù)的活力和健康發(fā)展的同時限制有害短信的傳播、凈化短消息的內(nèi)容成為一個棘手的問題。目前除了在行政法規(guī)方面加強對信息發(fā)布的管理外，各移動運營商必須在技術(shù)手段上建立短消息監(jiān)控系統(tǒng)，對所有短消息內(nèi)容進(jìn)行有效的監(jiān)控和過濾。
二、 短消息安全現(xiàn)狀
　　短消息的信息安全監(jiān)控和有害信息的攔截是一個較新的課題。短消息業(yè)務(wù)的長足發(fā)展只有三、四年的時間，在信息安全方面的問題也只是近兩、三年才出現(xiàn)，再加上業(yè)務(wù)流程復(fù)雜、接入方式靈活多變，因此對短消息內(nèi)容的監(jiān)控和過濾是一件非常困難的事情，從近幾年國內(nèi)外運營商的經(jīng)驗來看，目前對于短消息的安全監(jiān)控并沒有非常成熟和有效的方法，各運營商都在實踐中積極探索，希望針對各自網(wǎng)絡(luò)的特點建立一套嚴(yán)密而行之有效的安全監(jiān)控系統(tǒng)。
三、 垃圾短信的監(jiān)控原理與實現(xiàn)
　　短消息業(yè)務(wù)是GSM、CDMA數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)提供的主要增值業(yè)務(wù)之一，它通過無線控制信道進(jìn)行傳輸，經(jīng)短消息業(yè)務(wù)中心（SMSC）完成存儲和轉(zhuǎn)發(fā)功能。短消息系統(tǒng)主要分為三個部分：接入部分、短消息中心和短消息業(yè)務(wù)實體。因此，我們一般選取這三部分的接口作為短消息的信息監(jiān)控點。
 
圖1  短消息系統(tǒng)基本體系結(jié)構(gòu)
　　針對短消息的安全需求，對于信息的監(jiān)控（提取和過濾）在技術(shù)上有三種不同的實現(xiàn)機(jī)制：
　　● 實時過濾機(jī)制
　　● 話單分析機(jī)制
　　● 協(xié)議監(jiān)測機(jī)制
　　這三種監(jiān)控機(jī)制已經(jīng)在各移動通信運營商的現(xiàn)網(wǎng)中采用，是現(xiàn)階段應(yīng)用較多、相對成熟的技術(shù)。不管采用什么樣的監(jiān)控機(jī)制，需要實現(xiàn)的目標(biāo)是共同的：
　?。?）監(jiān)控全面，能夠覆蓋目前幾乎所有的短信業(yè)務(wù)；
　　（2）信息采集安全、方便，能夠靈活擴(kuò)展，不影響正常的短信業(yè)務(wù)流程，對原系統(tǒng)的影響??；
　?。?）信息過濾采用多種不同的機(jī)制，能夠按照重要性靈活配置過濾規(guī)則，對信息內(nèi)容有模糊識別功能，能最大限度的避免遺漏；
　?。?）對于多種途徑采集到的短消息能夠正常識別內(nèi)容、及時存儲，并且提供多種手段進(jìn)行后續(xù)的分析和處理；
　?。?）對于過濾后的垃圾短信黑名單號碼能夠通過自動和手工兩種方式及時攔截，從發(fā)現(xiàn)到攔截的處理時間應(yīng)該盡量短。
　　下面將分別討論三種機(jī)制的實現(xiàn)原理和特點。
1.  實時過濾機(jī)制
　　注：短消息的發(fā)起方和接收方可以是普通用戶，也可以是連接在短信中心的實體。
 
圖2  實時過濾機(jī)制
　　短消息中心接收到普通用戶發(fā)送或?qū)嶓w提交的短消息后，發(fā)送一個鑒權(quán)請求消息到監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)對短消息內(nèi)容進(jìn)行判斷，返回給短消息中心鑒權(quán)響應(yīng)消息，如果短消息內(nèi)容合法，則返回鑒權(quán)成功消息，短消息中心將該消息下發(fā)給短消息接收方；如果內(nèi)容不合法，則返回鑒權(quán)失敗消息，短消息中心將該消息直接丟棄，不下發(fā)給接收方。
　　國家信息產(chǎn)業(yè)部頒布了《短信息中心（SMSC）與短信息監(jiān)控中心（SMMC）接口規(guī)范》，采用的就是這種實現(xiàn)方式。目前已經(jīng)有部分通信設(shè)備廠商根據(jù)該規(guī)范開發(fā)出了短消息實時過濾系統(tǒng)。
 
圖3 實時過濾機(jī)制的信令流程
　　圖3是《短信息中心（SMSC）與短信息監(jiān)控中心（SMMC）接口規(guī)范》定義的短消息中心（SMSC）和短消息監(jiān)控中心（SMMC）之間的信息交互方式，采用標(biāo)準(zhǔn)的SMPP協(xié)議。在錯誤處理上，如果SMSC等待響應(yīng)消息的時間大于等于5秒，則SMSC記錄日志，正常下發(fā)信息。如果錯誤是SMPP層的錯誤或操作超時，則SMSC應(yīng)該按照正常流程下發(fā)消息。這樣就能最大限度減少信息過濾對正常業(yè)務(wù)造成的不利影響。
2.  話單分析機(jī)制
 
圖4  話單分析機(jī)制
　　由于計費服務(wù)器上的原始話單文件中包含了MO消息話單（包括普通用戶發(fā)送的點對點消息和SME提交的短消息），因此該方案是將計費服務(wù)器上的原始話單文件作為統(tǒng)計數(shù)據(jù)源，垃圾短信監(jiān)控系統(tǒng)從統(tǒng)計信息源獲取數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行統(tǒng)計分析。
　　統(tǒng)計監(jiān)控模塊對數(shù)據(jù)庫內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)計分析，有以下三種統(tǒng)計分析方式：
 
圖5  話單分析機(jī)制的處理流程
　?。?）監(jiān)控起呼信息條數(shù)：在監(jiān)控系統(tǒng)中設(shè)定在一段時間內(nèi)MO消息條數(shù)的門限閥值（例如設(shè)定為100條/小時），當(dāng)某用戶發(fā)送短消息條數(shù)達(dá)到或超過設(shè)定的閥值時，即認(rèn)為該用戶是可疑用戶。
　?。?）消息內(nèi)容監(jiān)控：將短消息內(nèi)容和監(jiān)控系統(tǒng)中事先設(shè)定的關(guān)鍵字進(jìn)行比較，當(dāng)某條短消息內(nèi)容和關(guān)鍵字相匹配時，系統(tǒng)即認(rèn)為該條消息為可疑消息。
　?。?）發(fā)送成功率監(jiān)控：當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)檢測到某用戶發(fā)送短消息的成功率達(dá)到或超過設(shè)定的閥值時，即認(rèn)為該用戶是可疑用戶。
3.  協(xié)議監(jiān)測機(jī)制
　　該方案通過“監(jiān)聽”現(xiàn)有系統(tǒng)的方式進(jìn)行監(jiān)測，發(fā)往短消息中心的消息被旁路到短消息監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)測系統(tǒng)將監(jiān)聽到的消息進(jìn)行實時分析，一旦判斷短消息發(fā)起方發(fā)送的是垃圾短信，則通過“反饋機(jī)制”攔截這些消息。
 
圖6   協(xié)議監(jiān)測機(jī)制
　　該方案需要通過兩種不同的方式來實施，針對普通用戶發(fā)送的點對點消息，采用監(jiān)測SS7信令的方式，針對網(wǎng)關(guān)或其他SME發(fā)送的消息，采用監(jiān)測SMPP協(xié)議數(shù)據(jù)包的方式。監(jiān)測系統(tǒng)先將監(jiān)聽到的消息分別按照對應(yīng)的協(xié)議解碼入庫，然后按照預(yù)先設(shè)定的規(guī)則進(jìn)行分析過濾，根據(jù)不同的設(shè)置條件生成黑名單。
 
圖7  協(xié)議監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測點位置圖
　　監(jiān)測點A：MAP信令監(jiān)測
　　由于所有普通用戶的起呼消息（MO消息）都是通過NO.7信令網(wǎng)傳送給短消息中心的，因此，通過監(jiān)聽MSC到SMSC的SS7信令（MAP協(xié)議），就能監(jiān)測所有的普通用戶起呼消息。
 
圖9  B點SMPP協(xié)議監(jiān)測實現(xiàn)圖
　　偵聽單元通過高阻接入，實時進(jìn)行協(xié)議分析，負(fù)責(zé)捕捉鏈路上的信令單元，分析、發(fā)送捕捉的信令數(shù)據(jù)到預(yù)處理和分發(fā)模塊。
　　預(yù)處理和分發(fā)模塊完成SS7信令鏈路上原始MSU數(shù)據(jù)包的解包和短消息內(nèi)容的還原與處理工作，在解出了MO短消息的內(nèi)容之后，將MO消息按照一定的分發(fā)策略分發(fā)給實時分析模塊處理。
　　實時分析模塊對收到的MT消息進(jìn)行實時地分析處理，按照預(yù)定義的內(nèi)容和流量策略進(jìn)行分析，同時將原始消息和分析結(jié)果存放到相關(guān)的數(shù)據(jù)庫中。
　　監(jiān)測點B：SMSC協(xié)議監(jiān)測
　　由于所有的SME都是通過SMPP協(xié)議連接到短消息中心的，因此通過監(jiān)聽SME發(fā)往SMSC的TCP/IP數(shù)據(jù)包，就能監(jiān)測所有的SME起呼消息。
 
圖8   A點MAP信令監(jiān)測實現(xiàn)圖
　　偵聽預(yù)處理和分發(fā)模塊實時地捕獲流經(jīng)短消息中心SMSC網(wǎng)卡的所有TCP/IP數(shù)據(jù)包，按照SMPP協(xié)議解包，最后進(jìn)行分析，整個過程并不影響數(shù)據(jù)的正常傳輸。
　　監(jiān)測點C：短消息網(wǎng)關(guān)協(xié)議監(jiān)測
　　由于SME發(fā)送SMSC的部分消息不需要監(jiān)測（例如SME是計費系統(tǒng)或客服系統(tǒng)的情況），為了減少監(jiān)測的數(shù)據(jù)量，可以考慮在網(wǎng)關(guān)和網(wǎng)關(guān)之間或者SP系統(tǒng)和網(wǎng)關(guān)之間設(shè)置監(jiān)測點，只監(jiān)測有需要的數(shù)據(jù)。在這種情況下，監(jiān)測點C可以取代監(jiān)測點B，監(jiān)測方式與監(jiān)測點B的方式類似。只是在短消息網(wǎng)關(guān)與SP之間采用的是各電信運營商自己開發(fā)的協(xié)議，中國聯(lián)通采用SGIP協(xié)議，中國移動采用CMPP協(xié)議，因此，解碼模塊需要針對不同的協(xié)議分別設(shè)計。
四、 總結(jié)
　　以上對目前現(xiàn)網(wǎng)中采用的三種垃圾短信監(jiān)控機(jī)制做了詳細(xì)的分析，下面對這三種實現(xiàn)機(jī)制的優(yōu)缺點做一簡單的對比分析。
表1 三種垃圾短信監(jiān)控機(jī)制優(yōu)缺點對比
 
　　這三種方案都是現(xiàn)階段應(yīng)用較多的方案，在實際應(yīng)用中采用何種方案，需要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、設(shè)計容量、投資規(guī)模等綜合考慮，方案一能夠提供最完整的解決方案，因此對于新建短信中心或者對垃圾短信監(jiān)控要求很高、并且預(yù)算充足時，應(yīng)該優(yōu)先考慮采用方案一；如果希望垃圾短信監(jiān)控功能的實現(xiàn)對原有短信中心影響最小，并且實現(xiàn)較好的監(jiān)控效果，可以考慮采用方案三；如果投資較小，但是又想實現(xiàn)垃圾短信監(jiān)控，可以考慮采用方案二。
　　實際上，由于實現(xiàn)機(jī)制的不同，這三種方案的監(jiān)控側(cè)重點并不完全一致，對于非法信息或是一些特定內(nèi)容的敏感信息監(jiān)控，方案一是最合適的；對于垃圾廣告信息的監(jiān)控，方案三最合適，因此，在實際應(yīng)用中可以考慮將這三種方案中的兩種組合使用，以實現(xiàn)更好的監(jiān)控效果。

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