GSM基站安全实验指导书讲解.doc

GSM基站安全实验指导书 适用所有对信息安全感兴趣的学生 xxx 编写 概 述 一、课程目的 《GSM基站安全实验》是一门综合性很强的实验，学生不仅要具备较强的计算机基础知识，还要了解通信领域的相关知识，包括GSM协议等。本课程不仅可以锻炼学生的动手实践能力，还可以让学生充分体验GSM协议的脆弱性，了解移动通信中的安全隐患，为以后深入的研究打下基础。 本课程实验的目的是旨在使学生进一步巩固课堂上所学的理论知识；深化理解和灵活掌握教学内容；培养学生解决实际问题的能力。 二、实验名称与学时分配 序号 实 验 名 称 学时数 实验类型 1 GSM基站安全系统介绍及初步调试 2 验证 2 GSM基站安全系统综合实验 2 综合 三、实验要求 1、本实验属于综合性实验，设计内容较多，知识面较广。在实验开始之前明确实验目标、实验内容，详细阅读实验注意事项。 2、实验开始之前务必了解实验系统软硬件的架构，深入学习手机和基站间的通信过程，了解GSM协议。 3、实验过程中严格按照实验指导书的要求完成相应的实验。推荐学生深入研究，进行创新性实验。 四、实验考核 每次实验结束后，均应上交实验报告。 实验报告应包括如下内容： 1、问题描述：简述题目要解决的问题是什么。 2、实验的操作过程：包括实验器材、实验流程的描述。 3、调试报告：调试过程中遇到的问题是如何解决的； 4、分析报告：实验过程中遇到的问题以及问题是否有解决方案。如果有，请写明如何解决的；如果没有，请说明已经做过什么尝试，依旧没有结果导致失败。最后简述产生问题的原因。 5、经验和体会，通过本次实验你学到了什么，有什么样的体会，以及你觉得该实验还是否有改进之处。 注：最后实验结果须附实际效果图，（截图，拍照） 五、实验时间 4学时。 实验一 GSM基站安全系统介绍及初步调试 一、 实验目的 1、 了解本系统硬件组成，了解各个模块的功能。 2、 理解本软件的软件架构，了解软件无线电的概念。 3、 深入理解GSM协议，了解OpenBTS基本使用。 4、 初步调试设备 二、 实验要求 1、 认真阅读和掌握本实验原理。 2、 上机实践，测通系统。 3、 通过截图、拍照等方式保存实验结果。 三、 注意事项： 1、本系统测试电脑必须支持千兆网卡。 2、USRP N210默认IP地址为192.168.10.2,我们需要改变系统网络配置使得，PC机和USRP N210处于相同的网段。 3、若PC机同时需要连网，请配置双网卡，并配置相应的路由。 四、 实验内容及原理简介 本系统由USRP N210，和一张DVD光盘组成，其中光盘内容主要是一个搭建好的伪基站系统，其基于Ubuntu 12.04 i386。 （一）硬件简介 USRP N210是一个通用软件无线电外设，它充当了一个无线电通讯系统的数字基带和中频部分。本系统硬件主要包括USRP N210主板一块，SBX子板一块（频率范围400-4400MHZ），LP0965天线一个。 其中，SBX子板即为射频前端（最高频率可达4.4GHz），完成射频信号的模拟下变频到模拟中频。然后由母版上的12位ADC芯片完成模数转换，之后送入FPGA完成数字下变频至基带信号，最后通过网线传输至PC进行数据的分析处理。系统所有的具有普遍性的高速处理如数字上下变频，插值与降采样等都在FPGA中实现，而所有的和波形相关的操作，比如调制解调都在CPU上执行。 （二）软件简介 本系统软件部分主要包括UHD、Gnu Radio、OpenBTS ,软件依赖如下图所示。 UHD即USRP Hardware Driver，主要作为USRP N210的硬件驱动。 GUNRadio其软件主要由C++和python代码编写。Gnu Radio通过C++编写各个block，完成信号处理的不同模块，python主要编写不同的graph。每个graph组合各个block的代码，最终实现不同的软件无线电应用。要在实际生活中应用软件无线电必须依赖一定的硬件设备，USRP N210便是其中之一。因此，本系统中Gnu Radio依赖于UHD，必须在编译过程中正确配置。 OpenBTS基于Gnu Radio，它是一个基于软件的GSM接入口。OpenBTS是从基带收发站（BTS）向上，完全替代传统的 GSM 运营商的网络交换构架。用户可基于OpenBTS，实现一个区域内的内部通信，而Asterisk，充当传统移动网络中程控交换机（PBX）和移动交换中心（MSC）的角色，用户正确配置Asterisk，不仅可以实现区域内通信，还可以实现接入运营商构建的通信网络。 OpenBTS主要由几部分组成：Transceiver 模块用于控