Smart Media Journal (스마트미디어저널)

THE KOREAN INSTITUTE OF SMART MEDIA (한국스마트미디어학회)
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Vulnerability Analysis on the Mobile Core Network using OpenAirInterface

OpenAirInterface를 통한 모바일 코어네트워크 보안위협 분석

  • 오인수 (순천향대학교 정보보호학과 대학원) ;
  • 박준용 (순천향대학교 정보보호학과 대학원) ;
  • 정은선 (순천향대학교 정보보호학과 대학원) ;
  • 임강빈 (순천향대학교 정보보호학과)
  • Received : 2020.05.29
  • Accepted : 2020.09.23
  • Published : 2020.09.30
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Abstract

Mobile network is used by many users worldwide for diverse services, including phone-call, messaging and data transfer over the Internet. However, this network may experience massive damage if it is exposed to cyber-attacks or denial-of-service attacks via wireless communication interference. Because the mobile network is also used as an emergency network in cases of disaster, evaluation or verification for security and safety is necessary as an important nation-wide asset. However, it is not easy to analyze the mobile core network because it's built and serviced by private service providers, exclusively operated, and there is even no separate network for testing. Thus, in this paper, a virtual mobile network is built using OpenAirInterface, which is implemented based on 3GPP standards and provided as an open source software, and the structure and protocols of the core network are analyzed. In particular, the S1AP protocol messages captured on S1-MME, the interface between the base station eNodeB and the mobility manager MME, are analyzed to identify potential security threats by evaluating the effect of the messages sent from the user terminal UE to the mobile core network.

이동통신망은 통화, 메시지, 데이터 전송 등의 서비스를 위하여 많은 사용자들이 전 세계적으로 사용하고 있는 네트워크이다. 이동통신망은 긴급재난망으로도 사용되고 있는 국가적으로 중요한 공공자산이며 이동통신망에서 사이버 공격이나 통신 방해를 이용한 서비스거부공격이 발생할 경우 다양한 피해를 초래할 수 있다. 그러므로 이러한 이동통신망에 대한 안전성 검증이 필수적이나 정해진 몇몇 이동통신사업자들이 망을 구축하여 폐쇄적으로 서비스하고 있고 망의 안전성 검증을 위한 테스트 망이 따로 존재하지 않아 실제로 이동통신망의 코어네트워크를 분석하기는 쉽지 않다. 따라서 본 논문에서는 3GPP 표준을 기반으로 구현하여 오픈소스로 제공되는 OpenAirInterface를 이용하여 가상의 이동통신망을 구축하고 이를 기반으로 코어네트워크 구조와 프로토콜을 분석한다. 특히 단말기에서 전송되는 메시지가 코어네트워크에 미치는 영향을 분석하기 위하여 기지국인 eNodeB와 단말기를 관리하는 MME 사이의 인터페이스인 S1-MME에서의 S1AP 프로토콜 메시지를 분석하여 보안 위협의 실현 가능성을 확인한다.

Keywords

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