Основы SS7 и сигнализации

SS7 — Signalling System No. 7 — это внеполосная сигнальная сеть, которую используют операторы мобильной и фиксированной связи для установления вызовов, доставки SMS и поддержки роуминга. «Внеполосная» означает, что сигнализация передаётся по отдельному каналу управления, отдельно от голоса или полезной нагрузки сообщения.

SS7 была разработана в эпоху, когда доступ к сети имела лишь небольшая группа доверенных национальных операторов. Именно это допущение о доверии — каждый партнёр легитимен — лежит в основе многих проблем безопасности, проявившихся, когда сеть стала глобально взаимосвязанной.

Несмотря на то что SS7 существует уже десятилетия, она по-прежнему выполняет ключевые функции межсетевого взаимодействия. Понимание SS7 — необходимое условие для понимания доставки SMS, роуминга и файрволов, построенных для защиты уровня сигнализации.

SS7 организован по уровням. MTP (Message Transfer Part) обеспечивает нижние транспортные уровни. SCCP (Signalling Connection Control Part) добавляет адресацию по глобальному заголовку (global title) и маршрутизацию, так что сообщение может быть адресовано логическому сетевому элементу, а не фиксированной точке (point code).

TCAP (Transaction Capabilities Application Part) переносит транзакционные диалоги поверх SCCP, а MAP (Mobile Application Part) — это прикладной протокол, выражающий специфичные для мобильной связи операции: определение местонахождения абонентов, их аутентификацию и маршрутизацию SMS.

Повторяются две концепции адресации: коды точек (point codes, OPC / DPC — исходный и конечный коды точек) идентифицируют узлы на сетевом уровне, а глобальные заголовки (global title, как правило, адрес в формате E.164) позволяют SCCP маршрутизировать к таким элементам, как HLR, не зная их код точки.

Доставка SMS опирается на небольшой набор операций MAP. Чтобы терминировать сообщение, отправляющий SMSC выполняет запрос SRI-SM (Send Routing Info for Short Message) к HLR (Home Location Register) получателя, чтобы узнать, к какому обслуживающему узлу абонент подключён в данный момент.

HLR возвращает адрес обслуживающего MSC/VLR, и SMSC доставляет туда сообщение с помощью MT-ForwardSM. Если абонент недоступен, сеть устанавливает флаг и уведомляет SMSC, когда телефон снова становится доступен.

Именно этот поток используют home-routing и сигнальные файрволы: перехватывая SRI-SM, оператор может принудительно направить терминируемый трафик через контролируемую контрольную точку — это и есть механизм защиты от MT-bypass.

Современные сети редко передают SS7 через классические TDM-линии от начала до конца. SIGTRAN — это семейство протоколов, переносящих сигнализацию SS7 поверх IP, используя SCTP (Stream Control Transmission Protocol) в качестве надёжного транспорта с уровнями адаптации, такими как M3UA, для переноса трафика уровня MTP.

SIGTRAN сохраняет прикладные протоколы SS7 — MAP и TCAP остаются неизменными, — модернизируя лишь транспорт под ними. Именно это позволяет оператору соединять сигнализацию через IP-сети, а не через выделенные линии.

Для платформы обмена сообщениями SIGTRAN — это уровень, на котором сегодня фактически реализуется множество прямых межоператорских подключений, поэтому безопасность сигнализации становится в такой же мере вопросом IP-сети, как и вопросом телекоммуникаций.

Поскольку SS7 предполагает, что каждый партнёр заслуживает доверия, злоумышленник с доступом к сигнализации может злоупотреблять легитимными операциями. SRI-SM может использоваться для зондирования местонахождения или самого факта существования абонента; другие сообщения MAP могут использоваться для перехвата SMS (включая OTP) или отслеживания перемещений.

Ответ отрасли — сигнальные файрволы, применяющие категорийную фильтрацию, описанную в GSMA FS.11: они различают сообщения, которые должны поступать только изнутри домашней сети, только от партнёра по роумингу или легитимно откуда угодно. Сообщения, поступающие не с той стороны, блокируются.

Diameter — сигнальный протокол для LTE/4G и последующих поколений — наследует схожие проблемы и имеет собственные рекомендации по безопасности (GSMA FS.19). Урок остаётся неизменным: сигнальным сетям нужна явная фильтрация, потому что их изначальная модель доверия больше не действует.