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短消息信息安全監(jiān)控的原理與實現

		點擊數：	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（中興通訊）

一、 引言
　　隨著中國手機用戶數的迅猛增長，手機短消息業(yè)務作為一項新的移動增值業(yè)務，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)務在短時間內得到大面積普及，成為了人們進行溝通和交流的一種新手段。但是在短消息業(yè)務迅猛發(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手段上建立短消息監(jiān)控系統(tǒng)，對所有短消息內容進行有效的監(jiān)控和過濾。
二、 短消息安全現狀
　　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，再加上業(yè)務流程復雜、接入方式靈活多變，因此對短消息內容的監(jiān)控和過濾是一件非常困難的事情，從近幾年國內外運營商的經驗來看，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，希望針對各自網絡的特點建立一套嚴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
　　短消息業(yè)務是GSM、CDMA數字蜂窩移動通信系統(tǒng)提供的主要增值業(yè)務之一，它通過無線控制信道進行傳輸，經短消息業(yè)務中心（SMSC）完成存儲和轉發(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)基本體系結構
　　針對短消息的安全需求，對于信息的監(jiān)控（提取和過濾）在技術上有三種不同的實現機制：
　　● 實時過濾機制
　　● 話單分析機制
　　● 協議監(jiān)測機制
　　這三種監(jiān)控機制已經在各移動通信運營商的現網中采用，是現階段應用較多、相對成熟的技術。不管采用什么樣的監(jiān)控機制，需要實現的目標是共同的：
　　（1）監(jiān)控全面，能夠覆蓋目前幾乎所有的短信業(yè)務；
　　（2）信息采集安全、方便，能夠靈活擴展，不影響正常的短信業(yè)務流程，對原系統(tǒng)的影響??；
　　（3）信息過濾采用多種不同的機制，能夠按照重要性靈活配置過濾規(guī)則，對信息內容有模糊識別功能，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容、及時存儲，并且提供多種手段進行后續(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)現到攔截的處理時間應該盡量短。
　　下面將分別討論三種機制的實現原理和特點。
1.  實時過濾機制
　　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  實時過濾機制
　　短消息中心接收到普通用戶發(fā)送或實體提交的短消息后，發(fā)送一個鑒權請求消息到監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)對短消息內容進行判斷，返回給短消息中心鑒權響應消息，如果短消息內容合法，則返回鑒權成功消息，短消息中心將該消息下發(fā)給短消息接收方；如果內容不合法，則返回鑒權失敗消息，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方式。目前已經有部分通信設備廠商根據該規(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，采用標準的SMPP協議。在錯誤處理上，如果SMSC等待響應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)務造成的不利影響。
2.  話單分析機制
 
圖4  話單分析機制
　　由于計費服務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器上的原始話單文件作為統(tǒng)計數據源，垃圾短信監(jiān)控系統(tǒng)從統(tǒng)計信息源獲取數據，然后進行統(tǒng)計分析。
　　統(tǒng)計監(jiān)控模塊對數據庫內容進行統(tǒng)計分析，有以下三種統(tǒng)計分析方式：
 
圖5  話單分析機制的處理流程
　?。?）監(jiān)控起呼信息條數：在監(jiān)控系統(tǒng)中設定在一段時間內MO消息條數的門限閥值（例如設定為100條/小時），當某用戶發(fā)送短消息條數達到或超過設定的閥值時，即認為該用戶是可疑用戶。
　?。?）消息內容監(jiān)控：將短消息內容和監(jiān)控系統(tǒng)中事先設定的關鍵字進行比較，當某條短消息內容和關鍵字相匹配時，系統(tǒng)即認為該條消息為可疑消息。
　?。?）發(fā)送成功率監(jiān)控：當監(jiān)控系統(tǒng)檢測到某用戶發(fā)送短消息的成功率達到或超過設定的閥值時，即認為該用戶是可疑用戶。
3.  協議監(jiān)測機制
　　該方案通過“監(jiān)聽”現有系統(tǒng)的方式進行監(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“反饋機制”攔截這些消息。
 
圖6   協議監(jiān)測機制
　　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，針對網關或其他SME發(fā)送的消息，采用監(jiān)測SMPP協議數據包的方式。監(jiān)測系統(tǒng)先將監(jiān)聽到的消息分別按照對應的協議解碼入庫，然后按照預先設定的規(guī)則進行分析過濾，根據不同的設置條件生成黑名單。
 
圖7  協議監(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協議），就能監(jiān)測所有的普通用戶起呼消息。
 
圖9  B點SMPP協議監(jiān)測實現圖
　　偵聽單元通過高阻接入，實時進行協議分析，負責捕捉鏈路上的信令單元，分析、發(fā)送捕捉的信令數據到預處理和分發(fā)模塊。
　　預處理和分發(fā)模塊完成SS7信令鏈路上原始MSU數據包的解包和短消息內容的還原與處理工作，在解出了MO短消息的內容之后，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消息進行實時地分析處理，按照預定義的內容和流量策略進行分析，同時將原始消息和分析結果存放到相關的數據庫中。
　　監(jiān)測點B：SMSC協議監(jiān)測
　　由于所有的SME都是通過SMPP協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數據包，就能監(jiān)測所有的SME起呼消息。
 
圖8   A點MAP信令監(jiān)測實現圖
　　偵聽預處理和分發(fā)模塊實時地捕獲流經短消息中心SMSC網卡的所有TCP/IP數據包，按照SMPP協議解包，最后進行分析，整個過程并不影響數據的正常傳輸。
　　監(jiān)測點C：短消息網關協議監(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)測的數據量，可以考慮在網關和網關之間或者SP系統(tǒng)和網關之間設置監(jiān)測點，只監(jiān)測有需要的數據。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。只是在短消息網關與SP之間采用的是各電信運營商自己開發(fā)的協議，中國聯通采用SGIP協議，中國移動采用CMPP協議，因此，解碼模塊需要針對不同的協議分別設計。
四、 總結
　　以上對目前現網中采用的三種垃圾短信監(jiān)控機制做了詳細的分析，下面對這三種實現機制的優(yōu)缺點做一簡單的對比分析。
表1 三種垃圾短信監(jiān)控機制優(yōu)缺點對比
 
　　這三種方案都是現階段應用較多的方案，在實際應用中采用何種方案，需要根據網絡結構、設計容量、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、并且預算充足時，應該優(yōu)先考慮采用方案一；如果希望垃圾短信監(jiān)控功能的實現對原有短信中心影響最小，并且實現較好的監(jiān)控效果，可以考慮采用方案三；如果投資較小，但是又想實現垃圾短信監(jiān)控，可以考慮采用方案二。
　　實際上，由于實現機制的不同，這三種方案的監(jiān)控側重點并不完全一致，對于非法信息或是一些特定內容的敏感信息監(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，在實際應用中可以考慮將這三種方案中的兩種組合使用，以實現更好的監(jiān)控效果。

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