DE69937464T2 - Verfahren und vorrichtung zum abhören - Google Patents

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Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Abfangverfahren und -System zum Durchführen eines rechtmäßigen Abfangens in einem Paketnetzwerk, wie etwa dem GPRS-(„General Packet Radio Service")- oder dem UMTS-(„Universal Mobile Telecommunication System")-Netzwerk.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die Bestimmung eines rechtmäßigen Abfangens ist ein Erfordernis nationalen Rechts, welches üblicherweise vorgeschrieben ist. Von Zeit zu Zeit wird von einem Netzwerkbetreiber und/oder einem Dienstanbieter gemäß einer rechtmäßigen Autorisierung verlangt, Ergebnisse eines Abfangens bezüglich spezifischer Identitäten für eine spezifische Abfangbehörde oder ein spezifisches Exekutivorgan (LEA) verfügbar zu machen.
  • Es gibt verschiedene Aspekte eines Abfangens. Das entsprechende nationale Recht beschreibt, unter welchen Bedingungen und mit welchen Einschränkungen Abfangen erlaubt ist. Wenn eine LEA erwünscht, rechtmäßiges Abfangen als ein Werkzeug zu verwenden, fragt sie einen Richter oder eine andere verantwortliche Körperschaft nach einer rechtmäßigen Autorisierung, wie etwa einer Befugnis. Wird die rechtmäßige Autorisierung erteilt, zeigt die LEA die rechtmäßige Autorisierung einem Zugriffsanbieter, welcher von einem Benutzerterminal Zugriff zu diesem Netzwerk anbietet, einem Netzwerkbetreiber, oder dem Dienstanbieter über eine administrative Schnittstelle oder Prozedur. Wenn ein rechtmäßiges Abfangen autorisiert wird, werden abfangbezogene Informationen (IRI) und der Inhalt der entsprechenden Kommunikation der LEA zugeführt.
  • Im Besonderen kann die rechtmäßige Autorisierung die IRI und den Inhalt der Kommunikation beschreiben, von denen erlaubt ist, dass sie für diese LEA, diese Untersuchung, diese Dauer und diesen Abfanggegenstand übertragen werden. Für unterschiedliche LEAs und für unterschiedliche Untersuchungen, können unterschiedliche Einschränkungen zutreffen, die die allgemeinen Grenzen, die durch das Recht gesetzt sind, weiter einschränken. Der Abfanggegenstand kann auch auf unterschiedliche Weisen in einer rechtmäßigen Autorisierung beschrieben werden, zum Beispiel Teilnehmeradresse, physikalische Adresse, Dienste, usw.
  • Solch eine rechtmäßige Abfangfunktionalität wird auch im paketvermittelten Teil neuer mobiler Datennetzwerke benötigt, wie etwa GPRS und UMTS.
  • Rechtmäßiges Abfangen basiert auf einem EU-Ratsbeschluss, welcher alle Telekommunikationssysteme betrifft, nicht nur mobile. Das europäische Institut für Telekommunikationsstandards (ETSI) hat weitere technische Erfordernisse definiert. Diese Erfordernisse definieren drei Schnittstellen:
    • X1: administrative Aufgaben (können auf Papier oder Fax
    • sein)
    • X2: Netzwerksignalisierung (fast Echtzeit)
    • X3: abgefangene Benutzerdaten (fast Echtzeit)
  • Die Schnittstelle X1 trägt Abfanganforderungen, Autorisierungsdokumente, Verschlüsselungsschlüssel und Ähnliches. Die exakten Definitionen der drei Schnittstellen sind lokaler Gesetzgebung und Behörden überlassen.
  • Bisher wurden mehrere Ansätze vorgeschlagen. Gemäß einem Netzknoten-Ansatz wird zu dem GPRS-Backbone ein Netzknoten hinzugefügt, so dass alle Sitzungen bzw. Kommunikationen durch den Netzknoten laufen. Der Vorteil des Systems ist, dass der SGSN (bedienender GPRS-Unterstützungsknoten) und der GGSN (Netzübergangs-GPRS-Unterstützungsknoten) nichts über die rechtmäßige Abfangfunktionalität wissen müssen. Der Netzknoten besteht aus einer Schein-GGSN-Schnittstelle und einer Schein-SGSN-Schnittstelle, zwischen welchen ein rechtmäßiger Abfangknoten (LIN) angeordnet ist.
  • Ein Nachteil dieses Ansatzes ist jedoch Skalierbarkeit. Der LIN muss dazu in der Lage sein, alle Datenpakete in dem Backbone zu verarbeiten. Außerdem stellt er einen einzelnen Fehlerpunkt dar. Wenn der LIN abstürzt, wird das gesamte Netzwerk unterbrochen. Deshalb ist der LIN sehr teuer, möglicherweise das teuerste Element in dem gesamten Netzwerk.
  • 1 zeigt ein prinzipielles Blockdiagramm eines anderen sogenannten SGSN/GGSN-Ansatzes, bei welchen die gesamte Abfangfunktion in ein kombiniertes SGSN/GGSN-Element integriert ist. Jedes physikalische SGSN/GGSN-Element ist durch eine eigene X1-Schnittstelle mit einer administrativen Funktion verbunden.
  • Gemäß 1 basiert das Zugriffsverfahren zum Zuführen einer GPRS-Abfanginformation auf einer Duplizierung von Paketen, die von einem abgefangenen bzw. abgehörten Teilnehmer über das SGSN/GGSN-Element an einen anderen Teilnehmer übertragen werden. Die duplizierten Pakete werden an eine Zuführungsfunktion gesendet, zum Zuführen der entsprechenden IRI und des Inhalt der Kommunikation an die LEA.
  • Wenn es mehrere SGSN/GGSN-Elemente gibt, besitzt dieses System keinen einzelnen Fehlerpunkt. Außerdem ist es skalierbar, in dem Sinn, dass mit jedem Hinzufügen eines neuen SGSN/GGSN-Elements zu dem Backbone neue rechtmäßige Abfangkapazität installiert werden kann. Bei jeder Installierung neuer SGSN/GGSN-Elemente sind jedoch neue Schnittstellen zu der administrativen Funktion erforderlich und es gibt keinen natürlichen Wachstumspfad in UMTS.
  • Dokument WO 96 21 982 lehrt eine Verwendung von Mehrfachpunktverbindungsdiensten zum Erstellen von Rufabhörpunkten in einem vermittelten Netzwerk. Bei dieser Anordnung wurde definiert, dass es wünschenswert ist, die Möglichkeit zu haben, jegliche Konversation zu überwachen, die über das Netzwerk auftritt, und zu diesem Zweck eine allgegenwärtige Rufabhöreinrichtung in einem vermittelten Netzwerk bereitzustellen, welche die netzwerkeigenen Mehrfachpunktverbindungsdienste verwendet. In diesem Zusammenhang werden bestehende Kommunikationspfade/Kommunikationsstrecken zum Weiterleiten von abgehörten oder abzuhörenden Daten vorteilhaft ausgenutzt.
  • Im Fall, dass Daten abgehört oder abgefangen werden, kann Betriebspersonal jedoch noch erfassen, wessen Pakete abgefangen werden. Daher kann nicht ausgeschlossen werden, dass abgefangene Daten nicht-autorisierten Personen bekannt werden, bevor sie das Exekutivorgan LEA und deren Personal erreichen, welche alleine das Recht dazu haben, die abgefangenen Daten zu wissen.
  • KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Abfangverfahren und -System bereitzustellen, das Abfangaktivität schwer verständlich macht bzw. verschleiert und das flexibel und skalierbar ist.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Abfangverfahren wie in Anspruch 1 definiert erreicht.
  • Zusätzlich wird die vorstehende Aufgabe erreicht durch ein Abfangsystem wie in Anspruch 17 definiert, ein Netzwerkelement wie in Anspruch 30 definiert und ein Abfangübergangselement wie in Anspruch 31 definiert.
  • Weitere vorteilhafte Aspekte und Merkmale sind in den abhängigen Ansprüchen dargestellt.
  • Dementsprechend können die Abfangsteuerungs- und Übergangsfunktionalitäten von den Netzwerkelementen, die Benutzerdaten verarbeiten, entfernt werden. Dadurch können die folgenden Vorteile erreicht werden.
  • Das System ist einfach skalierbar, weil neue LIN-Kapazität hinzugefügt werden kann, sowie die Last steigt. Deshalb sind die LINs selbst vergleichbar mit Personal Computern. Außerdem kann die Abfangübergangsfunktion über mehrere Einheiten verteilt werden, wobei von einer LIN mehrere Tunnel hergestellt werden können, ohne Hardware zu dieser hinzuzufügen. Auf die gleiche Weise kann die durch die Abfangsteuerungseinrichtung gesteuerte Abfangfunktion, die im zweiten Netzwerkelement implementiert ist, die abgefangenen Datenpakete an ein anderes Netzwerkelement oder eine Vielzahl anderer Netzwerkelemente senden.
  • Wenn eine LIN ausfällt, können manche Abfangfunktionen nicht verfügbar sein, aber das Netzwerk ist noch in der Lage zu arbeiten. Sogar der Ausfall der LIG hält das Netzwerk nicht an. Die LINs und das LIG sind praktisch während des Betriebs austauschbar, d. h. sie können ausgetauscht werden, ohne den Betrieb des Netzwerks zu unterbrechen.
  • Des Weiteren können neue Netzwerkelemente, wie etwa ein Punkt-zu-Mehrfachpunktdienstcenter oder ein Multimediamitteilungsdienstcenter zu dem Netzwerk hinzugefügt werden. Dies erfordert jedoch nicht, dass neue rechtmäßige Abfangfunktionen darin integriert werden. Das gleiche gilt für UMTS-Knoten, obwohl diese aufgrund höherer Bandbreiten stärkere Prozessoren erfordern können. Somit unterstützt der gleiche Backbone gleichzeitig sowohl GPRS als auch UMTS, so dass die Entwicklung zu Systemen der dritten Generation vereinfacht wird.
  • Da nur das LIG die Xn-Schnittstellen zu der LEA umfasst, kann sie als eine Vermittlungseinrichtung bezüglich unterschiedlicher LEA-Anforderungen agieren. Wenn sich die Anforderungen ändern, muss nur das LIG erneut programmiert werden. Das LIG und/oder das LIN können sogar als getrennte anpassbare Produkte zu anderen (nicht-mobilen) IP-Netzwerken verkauft werden.
  • Das Abfangübergangselement kann auch in dem zweiten Netzwerkelement integriert werden.
  • Vorzugsweise wird das Kopffeld eines Datenpakets durch das erste Netzwerkelement gelesen und werden abzufangende Datenpakete dupliziert. Das abgefangene Datenpaket kann an das Abfangübergangselement unter Verwendung eines sicheren Tunnels übertragen werden, welcher durch eine Verschlüsselungsverarbeitung implementiert werden kann. Dadurch sind keine getrennten Übertragungsleitungen erforderlich, welche für physikalische Angriffe durch das Betriebspersonal verwundbar wären.
  • Im Fall, dass das erste Netzwerkelement und das Abfangübergangselement in getrennten Netzwerksegmenten angeordnet sind, kann das abgefangene Datenpaket über Zusammenarbeitseinheiten übertragen werden und zwischen den Zusammenarbeitseinheiten verschlüsselt werden.
  • Vorzugsweise ist ein erstes Netzwerkelement, das die Abfangfunktion besitzt, in jedem Netzwerksegment des mobilen Paketnetzwerks bereitgestellt.
  • Des Weiteren werden empfangene abgefangene Datenpakete in dem Abfangübergangselement gesammelt und einer Schnittstelle der zumindest einen Abfangbehörde zugeführt. Die Schnittstelle kann eine erste Schnittstelle für administrative Aufgaben, eine zweite Schnittstelle zur Netzwerksignalisierung und eine dritte Schnittstelle für abgefangene Benutzerdaten aufweisen.
  • Die Abfangfunktion des ersten Netzwerkelementes kann eine Paketaufspür- und -filterfunktion aufweisen. Im Besonderen kann die Abfangfunktion in der Gn-Schnittstelle ausschließlich jeglicher Übertragung implementiert werden. Im Detail kann die Abfangfunktion aufweisen: ein Lesen von Datenpaketen, ein Analysieren des Kopffeldes der Datenpakete dahingehend, ob das Datenpaket abzufangen ist oder nicht, und ein Übertragen des Datenpakets an das Abfangübergangselement sowie eine Verwaltungsfunktion für Abfang- und Übertragungskriterien.
  • Vorzugsweise wird ein Alarm an das Abfangübergangselement übertragen und werden alle Abfanginformationen des entsprechenden ersten Netzwerkelements gelöscht, wenn ein Bruch eines Gehäuses oder eine andere Fehlfunktion des ersten Netzwerkelementes erfasst wurde. Dadurch kann ein ungewollter Zugriff auf die Abfangdaten verhindert werden.
  • Außerdem können gefälschte Pakete von dem ersten Netzwerkelement an das Abfangübergangselement übertragen werden. Die gefälschten Pakete können zufällig oder durch ein passierendes Paket ausgelöst übertragen werden. Dies kann auf eine solche Weise vorgenommen werden, dass die Gesamtlast von abgefangenen und gefälschten Paketen, die an das Abfangübergangselement übertragen werden, konstant ist. Dadurch kann das Betriebspersonal keine Zeitanalyse verwenden, um zu erfassen, wessen Pakete abgefangen werden. Zusätzlich kann die echte Abfangaktivität nicht bestimmt werden, wenn die Last der abgefangenen Datenpakete konstant ist.
  • Zusätzlich können die abgefangenen Datenpakete immer auf die maximale Länge aufgefüllt werden, was die Abfangaktivität weiter schwer verständlich macht bzw. weiter verschleiert.
  • Vorzugsweise kann ein Zeitstempel zu den abgefangenen Datenpaketen hinzugefügt werden. Dadurch können die abgefangenen Informationen vor einer Zuführung an die Abfangbehörde in einem langsamen oder Offline-Speicher gespeichert werden, so dass Echtzeit-Erfordernisse des ersten Netzwerkelementes, der Abfangsteuerungseinrichtung und des Abfangübergangselementes und der Abfangbehörde unterstützt werden können.
  • Das erste Netzwerkelement kann eine Leseeinrichtung zum Lesen eines Kopffeldes eines empfangenen Datenpakets und zum Duplizieren eines abzufangenden Datenpakets aufweisen. Diese Leseeinrichtung kann eingerichtet sein, um die duplizierten Datenpakete auf eine maximale Länge aufzufüllen.
  • Außerdem kann das erste Netzwerkelement ein Übergangselement, wie etwa ein BG (Grenzübergang), ein GGSN (Übergangs-GPRS-Unterstützungsknoten) und ein bediendender Knoten, wie etwa ein SGSN (bedienender GPRS-Unterstützungsknoten) sein. In diesem Fall können Informationen darüber, welche Verbindungen abzufangen sind, vorzugsweise in den PDP-Kontextinformationen der entsprechenden Verbindungen gespeichert werden, was eine Aufzeichnung ist und verwendet wird, um die Datenpakete einer Verbindung auf eine korrekte Weise leitwegzulenken. Somit sind die Informationen, ob ein Datenpaket abgefangen werden muss oder nicht einfach zu jeder Zeit verfügbar, zu der ein Paket leitweggelenkt wird. Dadurch können die für die Abfangfunktion erforderlichen Betriebsmittel minimiert werden.
  • Das erste Netzwerkelement kann eine Steuerungseinrichtung zum Steuern einer Abfang- und Verschlüsselungsverarbeitung gemäß einer Abfangeinstellungsanweisung, die von dem Abfangübergangselement empfangen wird, aufweisen.
  • Des Weiteren kann das Abfangübergangselement eine Speichereinrichtung zum Speichern empfangener abgefangener Datenpakete umfassen, bevor diese der Schnittstelleneinrichtung zugeführt werden. Außerdem kann das Abfangübergangselement eine Entschlüsselungseinrichtung zum Entschlüsseln empfangener abgefangener Datenpakete, eine Extraktionseinrichtung zum Extrahieren abgefangener Datenpakete von gefälschten Datenpaketen und eine Einrichtung zum Hinzufügen der Zeitinformationen zu den empfangenen abgefangenen Datenpaketen, bevor diese in der Speichereinrichtung gespeichert werden, aufweisen.
  • Das erste Netzwerkelement kann eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Bruchs eines Gehäuses des ersten Netzwerkelementes und eine Signalisierungseinrichtung zum Signalisieren eines Alarms an das Abfangübergangselement als Reaktion auf eine Ausgabe der Erfassungseinrichtung, umfassen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung detaillierter basierend auf einem bevorzugten Ausführungsbeispiel mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, bei welchen zeigen:
  • 1 ein prinzipielles Blockdiagramm eines bekannten Systems zum Durchführen eines rechtmäßigen Abfangens,
  • 2 ein prinzipielles Blockdiagramm eines Systems zum Durchführen eines rechtmäßigen Abfangens gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
  • 3 ein Fluss- und Informationsübermittlungsdiagramm eines Verfahrens zum Durchführen eines rechtmäßigen Abfangens gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
  • 4 ein prinzipielles Blockdiagramm eines Abfangknotens, der über ein Paketnetzwerk mit einem Abfangübergang gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verbunden ist.
  • BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
  • Im Folgenden wird das bevorzugte Ausführungsbeispiel des Verfahrens und Systems gemäß der vorliegenden Erfindung basierend auf einem mobilen Paketnetzwerk, wie etwa einem GPRS- oder UMTS-Netzwerk, wie in 2 gezeigt, beschrieben.
  • Gemäß 2 sind Fernstellen, die ein Ethernet-Segment oder nur ein SGSN aufweisen können, und ein Zentral-Ethernet-Segment mit einem ATM WAN („Asynchronous Transfer Mode Wide Area Network” bzw. Fernnetz asynchroner Übermittlungsbetriebsart) verbunden. Jedes Segment mit einem GGSN oder einem BG ist mit einem rechtmäßigen Abfangknoten (LIN) oder einem Paketaufspürer ausgestattet. Der entfernte selbstständige SGSN muss nicht mit einem LIN ausgestattet sein. Das LIN muss nicht notwendigerweise ein separates Netzwerkelement sein sondern kann in die gleiche physikalische Einheit wie der GGSN oder der BG integriert sein.
  • Die LINs sind als passive Paketaufspürer eingerichtet, die zum Lesen und Duplizieren abgefangener Datenpakete verwendet werden. Jedes Ethernet-Segment muss ein LIN besitzen, so dass alle Datenpakete, die über den Backbone übertragen werden, abgefangen werden können. Es sei angemerkt, dass ein unabhängiger LIN einen Rundsende-Backbone, wie etwa Ethernet erfordert, wohingegen ein LIN, der durch einen GPRS-Unterstützungsknoten (GSN) implementiert ist, dazu in der Lage ist, die gleiche Schnittstelle zu teilen und alle Datenpakete abzufangen. Der LIN kann in jeglicher GSN implementiert werden, inklusive einem SGSN.
  • Jeder LIN ist als ein Paketaufspürer und -filter eingerichtet, im Wesentlichen als ein Personal Computer mit einer Ethernet-Schnittstelle und einem GTP-Protokollstapel. In Wirklichkeit kann jeder LIN eine Gn-Schnittstelle, wie in der GSN-Spezifikation 09.60 definiert, implementieren. In diesem Fall ist der LIN als ein passiver Zuhörknoten eingerichtet, welcher dazu in der Lage ist, das GPRS-Tunnelprotokoll (GTP) zu lesen. Dennoch, trotz der passiven Zuhörfunktion, ist der LIN eingerichtet, über die gleiche physikalische Schnittstelle, welche auch die Gn-Schnittstelle ausführt, aber bei einem unterschiedlichen TCP-(„Transmission Control Protocol” bzw. Übertragungssteuerungsprotokoll) oder UDP-(„User Datagram Protocol" bzw. Benutzerdatagramprotokoll)-Port an die LIG zu übertragen.
  • Die durch die LINs abgefangenen Datenpakete werden durch einen rechtmäßigen Abfangübergang (LID) gesammelt, welcher diese an die X1-, X2- und X3-Schnittstellen von zumindest einer Abfangbehörde (LEA) zuführt. Im Fall, dass mehrere LEAs mit einem LIG verbunden sind, können die LEAs sogar mit unterschiedlichen Autorisierungen auf die gleiche Zielverbindung zugreifen, d. h. eine LEA kann nur die Zielverbindung über die X2-Schnittstelle überwachen, während eine andere LEA ein Abfangen auch durch Verwendung der X3-Schnittstelle durchführt.
  • Die LINs sind konfiguriert, um bei einer maximalen Ebene abzufangen. Es ist somit die Aufgabe des LIG, nur den Teil der abgefangenen Informationen zuzuführen, bezüglich welchem die entsprechende LEA autorisiert ist, sie zu empfangen. Auf diesem Weg wird die Entscheidung über die Art und das Ziel der zuzuführenden Informationen an der LIG konzentriert, so dass die Struktur der LINs einfach gehalten werden kann.
  • An dem Zentralethernet können die entsprechenden LIN und LIG in ein einzelnes Netzwerkelement integriert sein, wie in 3 gezeigt. Alternativ können ein separater LIN und LIG in dem Ethernet-Segment bereitgestellt sein.
  • Ein Ruf, der über das Netzwerk übertragen wird, passiert zwei von drei Funktionalitäten, d. h. die BG, die GGSN oder SGSN. Der Wirtschaftlichkeit halber ist es ausreichend, jede Seite, die ein GGSN oder ein BG besitzt, mit einem LIN auszustatten. Dadurch kann jeglicher Ruf abgefangen werden.
  • Im Folgenden wird das Verfahren zum Durchführen eines rechtmäßigen Abfangens gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel mit Bezug auf 3 beschrieben. 3 zeigt ein Fluss- und Informationsübermittlungsdiagramm, welches von oben nach unten zu lesen ist.
  • Gemäß 3 wird eine anfängliche Abfanganforderung von der LEA an das LIG ausgegeben. Tatsächlich gibt die LEA eine rechtmäßige Autorisierung an den Netzwerkbetreiber, Zugriffsanbieter oder Dienstanbieter weiter. Der Netzwerkbetreiber, Zugriffsanbieter oder Dienstanbieter bestimmt die relevanten Zielidentitäten von den in der rechtmäßigen Autorisierung gegebenen Informationen. Dann weist der Netzwerkbetreiber, Zugriffsanbieter oder Dienstanbieter eine Abfangsteuerungseinheit, welche zum Steuern der Abfangfunktionen der LINs verwendet wird, an, entsprechende Abfanginformationen über die relevante Zielidentität an das LIN bereitzustellen. Die Abfangsteuerungseinheit kann in der LEA eingerichtet sein (wie im Fall von 3) oder in einem separaten Netzwerkelement.
  • Nachfolgend überträgt die Abfangsteuerungseinheit die erforderlichen LIN-Einstellungen über das Paketnetzwerk an die entsprechende LIN. Als Reaktion auf den Empfang der LIN-Einstellungen führt die LIN ein Abfangen von Paketen durch und dupliziert diese Pakete, die abzufangen sind, basierend auf deren Kopffeldinformationen. Dann werden die abgefangenen Pakete verschlüsselt und werden gefälschte Pakete erzeugt und zu den abgefangenen Paketen hinzugefügt. Diese verschlüsselten und verzerrten Datenpakete werden über entsprechende Zusammenarbeitseinheiten (IWU) durch das ATM WAN an die LIG übertragen. Aufgrund der Verschlüsselungsverarbeitung wird ein sicherer Tunnel hergestellt, obwohl die abgefangenen Datenpakete über einen normalen Kanal des Paketnetzwerks übertragen werden.
  • Es sei jedoch angemerkt, dass jegliche andere Art von Übertragung und/oder Übertragungskanal zum Übertragen der abgefangenen Datenpakete in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel implementiert werden kann, solang die erforderliche Sicherheit hergestellt werden kann.
  • An dem LIG werden die empfangenen Datenpakete gesammelt und evaluiert, um die abfangbezogenen Informationen (IRI) und den Inhalt der abgefangenen Kommunikation zu erzeugen, welche schließlich über die X3-Schnittstelle an die LEA übertragen werden.
  • Im Folgenden werden der LIN und LIG detaillierter mit Bezug auf 4 beschrieben. Es sei angemerkt, dass die Zwischenarbeitseinheiten IWU gemäß 2 in 4 nicht gezeigt sind.
  • Gemäß 4 ist der LIN eingerichtet, um die folgenden Funktionen durchzuführen, welche entweder als Softwareelemente oder als diskrete Hardwareelemente hergestellt werden können.
  • Das LIN umfasst eine Vermittlungseinrichtung 14 zum Empfangen und Übertragen von Datenpaketen von/zu dem Netzwerk und zum Zuführen dieser an eine Paketleseeinrichtung 11, an der das Kopffeld der extrahierten Datenpakete dahingehend gelesen und analysiert wird, ob das Datenpaket abgefangen werden soll oder nicht. Das abgefangene Datenpaket wird einer Verschlüsselungseinrichtung 12 zugeführt, die eingerichtet ist, um die Datenpakete zu verschlüsseln, um dadurch einen sicheren Tunnel zu implementieren. Zusätzlich können die verschlüsselten Datenpakete einer Einrichtung 13 zum Hinzufügen von gefälschten Paketen zugeführt werden, um dadurch die Abfangaktivität schwerer verständlich zu machen bzw. zu verschleiern. Die verschlüsselten und gefälschten Datenpakete werden der Vermittlungseinrichtung 14 zugeführt, um über das ATM WAN an die LIG übertragen zu werden. Die gefälschten Pakete können zufällig oder durch ein Passieren des Pakets ausgelöst übertragen werden. Außerdem können die Paketleseeinrichtung 11 oder die Verschlüsselungseinrichtung 12 eingerichtet sein, um die abgefangenen Datenpakete auf eine maximale Länge aufzufüllen.
  • Des Weiteren kann die Steuerungseinrichtung 15 eine Steuerung durchführen, um die abgefangenen Datenpakete für eine zufällige Zeitdauer zu verzögern, um es dadurch schwerer zu machen, zu bestimmen, wer abgefangen/abgehört wird. In diesem Fall sollte jedoch eine zusätzliche Information, die den tatsächlichen Abfangmoment oder die Verzögerung definiert, zu den Datenpaketen hinzugefügt werden, die an das LIG übertragen werden.
  • Im Allgemeinen sollte ungeachtet der wirklichen Abfangaktivität eine konstante Last von rechtmäßigen Abfangpaketen bereitgestellt werden. Bereitstellen einer konstanten Abfanglast erleichtert ein In-Rechnungstellen, umgeht eine Überwachung von Abfangverkehr und verzerrt die wirkliche Abfangaktivität.
  • Des Weiteren umfasst das LIN eine Steuerungseinrichtung 15, die eingerichtet ist, die anderen Einrichtungen des LIN basierend auf Abfangsteuerungsinformationen bezüglich Abfangkriterien und dem sicheren Tunnel zu steuern, welche von der Abfangsteuerungseinheit, die in dem LIG oder einem getrennten Netzwerkelement bereitgestellt ist, über die Vermittlungseinrichtung 14 empfangen wurden.
  • Zusätzlich kann eine (nicht gezeigte) Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Bruchs eines Gehäuses eines LIN bereitgestellt sein. In diesem Fall kann auch eine (nicht gezeigte) Signalisierungseinrichtung bereitgestellt sein, zum Übertragen eines Alarms an das LIG und zum Anweisen der Steuerungseinrichtung 15, alle Abfanginformationen, wie etwa Filtereinstellungen und Ähnliches, von einem (nicht gezeigten) LIN-Speicher zu löschen. Außerdem kann die Erfassungseinrichtung eingerichtet sein, um auch andere Fehlfunktionen des LIN zu erfassen, wie etwa Energieverlust oder andere Fehler, wobei die Signalisierungseinrichtung eingerichtet ist, einen entsprechenden Alarm an das LIG auszugeben.
  • Das LIG ist als ein Master der LINs eingerichtet und stellt eine Benutzerschnittstelle 27 zu zumindest einer LEA bereit. Das LIG kann ein Personal Computer, ein Minicomputer oder ein Großrechner sein. Im Besonderen kann das LIG eingerichtet sein, um die folgenden Funktionen durchzuführen, welche auch als Software- oder Hardware-Elemente implementiert werden können.
  • Die Schnittstelle 27 ist eingerichtet, um die Xn-Schnittstellen zu der zumindest einen LEA bereitzustellen, wobei im Fall, dass mehrere LEAs bereitgestellt sind, ein Schnittstellenmodul für jede LEA bereitgestellt sein kann. Des Weiteren ist eine Vermittlungseinrichtung 21 bereitgestellt, zum Empfangen abgefangener Datenpakete von dem ATM WAN über den sicheren Tunnel und zum Übertragen von LIN-Einstellungen und anderer Steuerungseinformationen über die Vermittlungsstelle 14 an die Steuerungseinrichtung 15 des LIN.
  • Abgefangene Datenpakete und gefälschte Pakete, die über den sicheren Tunnel empfangen werden, werden von der Vermittlungseinrichtung 21 an eine Entschlüsselungseinrichtung 22 zugeführt, welche eingerichtet ist, um die LIN-Verschlüsselung der abgefangenen Pakete zu entfernen. Des Weiteren kann eine Extraktionseinrichtung 23 bereitgestellt sein, zum Entfernen duplizierter und möglicherweise gefälschter Pakete oder Auffüllungsinformationen. Die abgefangenen Datenpakete, von welchen die LIN-Verschlüsselung und Duplizierungen oder gefälschten Pakete entfernt wurden, werden einer Zeitstempelerzeugungseinrichtung 24 zugeführt, an der ein Zeitstempel zu den abgefangenen Datenpaketen hinzugefügt wird, um einen Zeitbezug bereitzustellen, bevor die abgefangenen Datenpakete in einem Speicher 25 gespeichert werden, welcher ein Massenspeichermedium für abgefangene Informationen bildet.
  • Der Zeitstempel sollte so bald wie möglich hinzugefügt werden oder er konnte auch bereits an der entsprechenden LIN hinzugefügt werden, so dass die Zeitstempelerzeugungseinrichtung 24 weggelassen werden kann. Aufgrund des Zeitstempels können die abgefangenen Informationen in dem Speicher 25 gespeichert werden, bevor sie der LEA zugeführt werden. Dadurch ist eine Echtzeitverarbeitung nicht erforderlich.
  • Des Weiteren ist eine Steuerungseinrichtung 26 in dem LIG bereitgestellt und dazu eingerichtet, um jedes Element des LIG zu steuern. Die Steuerungseinrichtung 26 kann mehrere Steuerungseinheiten für jedes LEA-Schnittstellenmodul der Schnittstelle 27 aufweisen. Außerdem kann die Steuerungseinrichtung 26 die Abfangsteuerungseinheit zum Verwalten der LIN-Einstellungen als eine Master-Funktion aufweisen, durch Übertragen einer entsprechenden Steuerungsinformation über eine Vermittlungseinrichtung 21 und 14 an die Steuerungseinrichtung 15 des LIN.
  • Es sei angemerkt, dass der Aufenthaltsort des LIN nicht auf ein LAN-Segment beschränkt ist, sondern dass das LIN selbst als ein Teil des GPRS-Elementes, wie etwa dem GGSN oder BG, implementiert werden kann.
  • Im Allgemeinen gibt es zwei Wege, das LIN für das Abfangen zu konfigurieren. Ein Weg ist, jede Abfangautorisierung an jedes LIN zuzuführen. Dies bedeutet, dass ein komplettes Zielregister, das die Zielverbindungen zum Abfangen definiert, an jedes LIN zugeführt wird. Wenn es viele Zielverbindungen gibt, muss das LIN jedes Datenpaket mit Bezug auf alle Zielverbindungen überprüfen, was eine zeitraubende Aufgabe ist.
  • Ein effizienterer Weg zum Konfigurieren des LIN ist, das gesamte Zielregister nur an der Abfangsteuerungseinheit zu speichern, welche wie bereits erwähnt in dem LIG oder einem anderen Netzwerkelement bereitgestellt werden kann. Bei jeder PDP-Kontextaktivierung überträgt das entsprechende LIN eine Kopie der Aktivierungsanforderung an die Abfangsteuerungseinheit, welche ihr Zielregister überprüft, ob eine Zielverbindung beteiligt ist. Wenn dem so ist, konfiguriert es das LIN zum Abfangen.
  • Bei einer Kontextdeaktivierung oder wenn die Abfanganforderung abläuft, wird ein Ziel von einer gegenwärtigen Abfangliste, die in dem LIN bereitgestellt ist, entfernt.
  • Somit sind die Abfanginformationen, die das LIN steuern, ein Teil des PDP-(Paketdatenprotokoll)-Kontextes, der durch die GPRS-Netzwerkelemente gehalten wird, und werden verwendet, um die Pakete auf einer Verbindung auf eine korrekte Weise leitwegzulenken. Die Informationen über die abzufangenden Zielverbindungen werden in den PDP-Kontextinformationen der entsprechenden Verbindungen gespeichert. Die in dem PDP-Kontext gespeicherten Abfanginformationen sind somit zu jeder Zeit, zu der ein Paket leitweggelenkt wird, einfach verfügbar. Dementsprechend können die Abfanglisten der LINs sehr kurz gehalten werden, was zu einer erhöhten Verarbeitungsgeschwindigkeit der LINs führt. Da die Kontexte jedoch eine lange Lebenszeit haben, muss die Abfangsteuerungseinheit ein Register aller aktiver Kontexte speichern, so dass es nach Empfang einer Abfanganforderung von einer LEA überprüfen kann, ob eine Zielverbindung irgendeine offene Sitzung bzw. Kommunikation laufen hat. Wenn dem so ist, wird die relevante LIN-Abfangliste entsprechend konfiguriert.
  • Außerdem ist die vorliegende Erfindung nicht auf das beschriebene GPRS- oder UMTS-Netzwerk eingeschränkt, und kann in verschiedenen Paketnetzwerken, wie etwa einem IP-Netzwerk verwendet werden. Die vorstehende Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels und die begleitenden Zeichnungen sind somit nur dazu gedacht, die vorliegende Erfindung darzustellen. Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung kann innerhalb eines Umfangs der beigefügten Ansprüche variieren.
  • Zusammenfassend ist ein Abfangverfahren und -System zum Durchführen eines rechtmäßigen Abfangens in einem Paketnetzwerk, wie etwa dem GPRS- oder UMTS-Netzwerk, beschrieben. Ein erstes Netzwerkelement, mit einer Abfangfunktion zum Abfangen von Datenpaketen ist bereitgestellt, wobei die Abfangfunktion durch eine Abfangsteuerungseinrichtung gesteuert wird, die in einem zweiten Netzwerkelement implementiert ist, wobei ein abgefangenes Datenpaket von dem ersten Netzwerkelement über das Paketnetzwerk an ein Abfangübergangselement übertragen wird, das eine Schnittstelle zu einer Abfangbehörde bereitstellt. Das abgefangene Datenpaket wird über einen sicheren Tunnel übertragen, der durch eine Verschlüsselungsverarbeitung bereitgestellt ist. Die Abfangsteuerungseinrichtung und das Abfangübergangselement können beide in dem zweiten Netzwerkelement integriert werden. Das Abfangsystem hat einen deutlichen Vorteil in Skalierbarkeit, keinen einzelnen Fehlerpunkt, und eine Anpassung an unterschiedliche Behördenschnittstellen kann nur in dem Abfangübergang implementiert werden. Die Netzwerkelemente können bis zu einem hohen Grad für alle unterschiedlichen Behördenanforderungen ähnlich sein.

Claims (32)

  1. Abfangverfahren zum Durchführen eines rechtmäßigen Abfangens in einem Paketnetzwerk, mit den Schritten: a) Bereitstellen eines ersten Netzwerkelements (LIN) mit einer Abfangfunktion zum Abfangen von Datenpaketen; b) Steuern der Abfangfunktion durch eine in einem zweiten Netzwerkelement (LIG) implementierte Abfangsteuerungseinrichtung (26); und c) Übertragen eines abgefangenen Datenpakets von dem ersten Netzwerkelement (LIN) über das Paketnetzwerk an ein Abfangübergangselement (LIG), das eine Schnittstelle zu zumindest einer Abfangbehörde (LEA) bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Netzwerkelement weiter eine Einrichtung (13) zum Erzeugen von gefälschten Paketen aufweist, die mit den abgefangenen Datenpaketen zu übertragen sind, und wobei gefälschte Pakete von dem ersten Netzwerkelement an das Abfangübergangselement übertragen werden.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Abfangübergangselement (LIG) in dem zweiten Netzwerkelement integriert ist.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei ein Kopffeld eines Datenpakets von dem zweiten Netzwerkelement (LIN) gelesen wird und abzufangende Datenpakte dupliziert werden.
  4. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das abgefangene Datenpaket unter Verwendung eines sicheren Tunnels an das Abfangübergangselement (LIG) übertragen wird.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei der sichere Tunnel durch eine Verschlüsselungsverarbeitung implementiert wird.
  6. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das abgefangene Datenpaket über Zusammenarbeitseinheiten übertragen und zwischen den Zusammenarbeitseinheiten (IWU) verschlüsselt wird, wenn das erste Netzwerkelement (LIN) und das Abfangübergangselement (LIG) in getrennten Netzwerksegmenten angeordnet sind.
  7. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das erste Netzwerkelement in jedem Netzwerksegment des Paketnetzwerks bereitgestellt ist.
  8. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei empfangene abgefangene Datenpakete in dem Abfangübergangselement (LIG) gesammelt und einer Schnittstelle der zumindest einen Abfangbehörde (LEA) zugeführt werden.
  9. Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei die Schnittstelle eine erste Schnittstelle für administrative Aufgaben, eine zweite Schnittstelle für Netzwerksignalisierung und eine dritte Schnittstelle für abgefangene Benutzerdaten aufweist.
  10. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Abfangfunktion eine Paketaufspür- und -filterfunktion aufweist.
  11. Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei die Abfangfunktion in einer Gn-Schnittstelle implementiert ist.
  12. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Abfangfunktion aufweist: ein Lesen von Datenpaketen, ein Analysieren des Kopffelds der Datenpakete dahingehend, ob das Datenpaket abzufangen ist oder nicht, und ein Übertragen des Datenpakets an das Abfangübergangselement (LIG), sowie eine Verwaltungsfunktion für Abfang- und Übertragungskriterien.
  13. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Alarm an das Abfangübergangselement (LIG) übertragen wird und alle Abfanginformationen eines entsprechenden Netzwerkelements (LIN) gelöscht werden, wenn ein Bruch eines Gehäuses des entsprechenden Netzwerkelements erfasst wurde.
  14. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die gefälschten Pakete zufällig oder durch ein passierendes Paket ausgelöst übertragen werden, so dass die gesamte Last von abgefangenen und gefälschten Paketen, die an das Abfangübergangselement (LIG) übertragen werden, konstant ist.
  15. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das abgefangene Datenpaket auf eine maximale Länge aufgefüllt wird.
  16. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei Zeitinformationen zu dem abgefangenen Datenpaket hinzugefügt werden.
  17. Abfangsystem zum Durchführen eines rechtmäßigen Abfangens in einem Paketnetzwerk, mit: a) einem ersten Netzwerkelements (LIN) mit einer Abfangfunktion zum Abfangen von Datenpaketen und mit einer Übertragungseinrichtung (14) zum Übertragen eines abgefangenen Datenpakets an das Paketnetzwerk; b) einer Abfangsteuerungseinrichtung (26), die in einem zweiten Netzwerkelement (LIG) implementiert ist und die Abfangfunktion steuert; und c) einem Abfangübergangselement (LIG) mit einer Empfangseinrichtung (21) zum Empfangen des abgefangenen Datenpakets und einer Schnittstelleneinrichtung (27) zum Bereitstellen einer Schnittstelle zu zumindest einer Abfangbehörde (LEA), dadurch gekennzeichnet, dass das erste Netzwerkelement weiter eine Einrichtung (13) zum Erzeugen von gefälschten Paketen aufweist, die mit den abgefangenen Datenpaketen zu übertragen sind.
  18. System gemäß Anspruch 17, wobei das zweite Netzwerkelement dem Abfangübergangselement (LIG) entspricht.
  19. System gemäß Anspruch 17 oder 18, wobei das erste Netzwerkelement weiter eine Verschlüsselungseinrichtung zum Verschlüsseln des abgefangenen Datenpakets aufweist.
  20. System gemäß einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei das erste Netzwerkelement (LIN) eine Leseeinrichtung zum Lesen eines Kopffelds von einem empfangenen Datenpaket und zum Duplizieren eines abzufangenden Datenpakets aufweist.
  21. System gemäß Anspruch 20, wobei die Leseeinrichtung (11) eingerichtet ist, das kopierte Datenpaket auf eine maximale Länge aufzufüllen.
  22. System gemäß einem der Ansprüche 17 bis 21, wobei das erste Netzwerkelement (LIN) ein Übergangselement des Paketnetzwerks ist.
  23. System gemäß Anspruch 17 bis 21, wobei das erste Netzwerkelement (LIN) ein BG, ein SGSN oder ein GGSN ist.
  24. System gemäß Anspruch 22 oder 23, wobei Abfanginformationen, die ein abzufangendes Datenpaket definieren, in Kontextinformationen enthalten sind, die dem ersten Netzwerkelement (LIN) zugeführt und zum Leitweglenken von Datenpaketen verwendet werden.
  25. System gemäß Anspruch 24, wobei die Abfangsteuerungseinrichtung (26) eine Speichereinrichtung zum Speichern einer Abfangliste aufweist und wobei die Abfangsteuerungseinrichtung (26) eingerichtet ist, die Abfanginformationen zu den Kontextinformationen, die dem ersten Netzwerkelement zugeführt werden, hinzuzufügen.
  26. System gemäß einem der Ansprüche 17 bis 25, wobei das erste Netzwerkelement (LIN) in jedem Segment des Paketnetzwerks eingerichtet ist.
  27. System gemäß einem der Ansprüche 17 bis 26, wobei das erste Netzwerkelement (LIN) eine Steuerungseinrichtung (15) zum Steuern einer Abfang- und Verschlüsselungsverarbeitung gemäß einer von der Abfangsteuerungseinrichtung (26) empfangenen Abfangeinstellungsanweisung aufweist.
  28. System gemäß Anspruch 17, wobei das Abfangübergangselement eine Speichereinrichtung zum Speichern von empfangenen abgefangenen Datenpaketen aufweist, bevor diese an die Schnittstelleneinrichtung zugeführt werden, und wobei das Abfangübergangselement aufweist: eine Entschlüsselungseinrichtung zum Entfernen einer Verschlüsselung der empfangenen abgefangenen Datenpakete, eine Extraktionseinrichtung zum Extrahieren von abgefangenen Datenpaketen von gefälschten Datenpaketen und eine Einrichtung zum Hinzufügen von Zeitinformationen zu den empfangenen abgefangenen Datenpaketen, bevor diese in der Speichereinrichtung gespeichert werden.
  29. System gemäß einem der Ansprüche 17 bis 28, wobei das erste Netzwerkelement (LIN) aufweist: eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Fehlfunktion und/oder eines Bruchs von diesem und eine Signalisierungseinrichtung zum Signalisieren eines Alarms an das Abfangübergangselement (LIG) als Reaktion auf eine Ausgabe der Erfassungseinrichtung.
  30. Netzwerkelement für ein Paketnetzwerk, mit: a) einer Abfangeinrichtung (11, 15) zum Abfangen eines von dem Paketnetzwerk empfangenen Datenpakets, und b) einer Übertragungseinrichtung (14) zum Übertragen des abgefangenen Datenpakets über das Paketnetzwerk an ein Abfangübergangselement, c) wobei die Abfangeinrichtung durch eine in einem anderen Netzwerkelement eingerichtete Abfangsteuerungseinrichtung (26) gesteuert wird, und dadurch gekennzeichnet, dass das erste Netzwerkelement weiter eine Einrichtung zum Erzeugen von gefälschten Paketen aufweist, die mit den abgefangenen Datenpaketen zu übertragen sind, und derart angepasst ist, dass gefälschte Pakete von dem Netzwerkelement an das Abfangübergangselement übertragen werden.
  31. Abfangübergangselement für ein Abfangsystem eines Paketnetzwerks, mit: a) einer Empfangseinrichtung (21) zum Empfangen eines abgefangenen Datenpakets über das Paketnetzwerk von einem Netzwerkelement (LIN) mit einer Abfangfunktion; und b) einer Schnittstelleneinrichtung (27) zum Bereitstellen einer Schnittstelle zu einer Abfangbehörde (LEA), und c) einer Speichereinrichtung (25) zum Speichern von empfangenen abgefangenen Datenpaketen, bevor diese der Schnittstelleneinrichtung (27) zugeführt werden, und dadurch gekennzeichnet, dass das Abfangübergangselement (LIG) aufweist: eine Entschlüsselungseinrichtung (22) zum Entfernen einer Verschlüsselung der empfangenen abgefangenen Datenpakete, eine Extraktionseinrichtung (23) zum Extrahieren von abgefangenen Datenpaketen von gefälschten Datenpaketen und eine Einrichtung (24) zum Hinzufügen von Zeitinformationen zu den empfangenen abgefangenen Datenpaketen, bevor diese in der Speichereinrichtung gespeichert werden.
  32. Abfangübergangselement gemäß Anspruch 31, weiter mit einer Abfangsteuerungseinrichtung zum Steuern der Abfangfunktion des Netzwerkelements.
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