Оператор Wi-Fi

Carrier Wi-Fi — это функция автоматического подключения (с использованием зашифрованного IMSI), доступная в Android 9 и более поздних версиях, которая позволяет устройствам автоматически подключаться к сетям Wi-Fi, реализованным оператором. В местах с высокой загруженностью или с минимальным покрытием сотовой связи, таких как стадион или станция метро, ​​можно использовать операторский Wi-Fi для улучшения подключения пользователей и разгрузки трафика.

Устройства с функцией операторского Wi-Fi автоматически подключаются к настроенным операторским сетям Wi-Fi (сетям с сертификатом открытого ключа). Когда пользователь вручную отключается от сети Wi-Fi оператора, сеть заносится в черный список на 24 часа (без автоматического подключения). Пользователи могут вручную подключаться к сетям из черного списка в любое время.

На устройствах под управлением Android 9 или более поздней версии с реализованным операторским Wi-Fi автоматическое подключение через операторский Wi-Fi по умолчанию отключено. Уведомление отправляется пользователю, когда устройство пытается подключиться к сети Wi-Fi оператора в первый раз.

Реализация

Производители устройств и операторы связи должны сделать следующее, чтобы внедрить операторский Wi-Fi.

Производители

Для устройств под управлением Android 11 и более поздних версий используйте API предложений Wi-Fi, чтобы добавить профили Wi-Fi для каждого оператора.

Для устройств с номером 10 или ниже добавьте профили Wi-Fi, carrier_wifi_string_array параметр operator_wifi_string_array для каждого оператора в диспетчере конфигурации оператора .

  • carrier_wifi_string_array : массив строк, где каждая строковая запись представляет собой SSID Wi-Fi в кодировке Base64 и тип EAP, разделенный запятой, где тип EAP является целым числом (см. Реестр расширенного протокола аутентификации (EAP) ). Например, следующая конфигурация предназначена для SOME_SSID_NAME с использованием EAP-AKA и Some_Other_SSID с использованием EAP-SIM :

    config {
      key: "carrier_wifi_string_array"
      text_array {
        item: "U09NRV9TU0lEX05BTUUK,23"
        item: "U29tZV9PdGhlcl9TU0lECg==,18"
      }
    }
    

В диспетчере конфигурации оператора настройте следующие параметры для каждого оператора:

  • imsi_key_availability_int : определяет, доступен ли ключ, используемый для шифрования IMSI, для WLAN (установлен бит 1), EPDG (установлен бит 0) или для обоих (установлены бит 0 и бит 1). Например, следующая конфигурация указывает, что шифрование IMSI доступно для WLAN, но не для EPDG:

    config {
      key: "imsi_key_availability_int"
      int_value: 2
    }
    
  • imsi_key_download_url_string : URL-адрес, с которого загружается прототип, содержащий открытый ключ оператора, используемого для шифрования IMSI. Например, следующая конфигурация предоставляет определенный URL-адрес:

    config {
      key: "imsi_key_download_url_string"
      text_value: "https://www.some_company_name.com:5555/some_directory_name/"
    }
    
  • allow_metered_network_for_cert_download_bool : Флаг, указывающий, разрешать ли загрузку открытого ключа оператора связи по тарифицируемой (сотовой) сети. Если этот флаг не установлен, новое устройство без подключения к сети Wi-Fi не сможет подключиться к сети Wi-Fi оператора связи, поскольку ему не будет разрешено загружать ключ.

    config {
      key: "allow_metered_network_for_cert_download_bool"
      bool_value: true
    }
    

Перевозчики

Чтобы внедрить операторский Wi-Fi, оператор должен включить защиту конфиденциальности IMSI и предоставить открытый ключ.

Защита конфиденциальности IMSI

Android защищает конфиденциальность постоянного идентификатора абонента (IMSI) с помощью криптографии с открытым ключом. Android реализует спецификацию Wireless Broadband Alliance (WBA) для защиты конфиденциальности IMSI для Wi-Fi . Когда для соединения включена защита конфиденциальности IMSI, постоянная идентификация абонента не передается в открытом виде по радиоканалу.

Постоянное шифрование личности

Формат зашифрованного постоянного идентификатора следующий:

  • Постоянный идентификатор имеет формат <EAP-Method><IMSI>@<NAI realm> .
  • Префикс EAP-Method — это один октет, определяющий метод EAP, используемый для аутентификации:
    • 0 : EAP-AKA
    • 1 : EAP-SIM
    • 6 : EAP-AKA'
  • Формат области NAI — wlan.mnc XXX .mcc YYY .3gppnetwork.org где XXX заменяется кодом мобильной сети SIM-карты (MNC), а YYY заменяется мобильным кодом страны (MCC).
  • Постоянная идентификация шифруется с использованием открытого ключа RSA, предоставленного оператором связи. Открытый ключ включен в сертификат X.509 .
  • Схема шифрования — RSAES-OAEP с SHA-256 в качестве криптографической хеш-функции. Эта схема шифрования гарантирует уникальный зашифрованный текст каждый раз, когда используется схема, что позволяет избежать еще одной постоянной идентификации, которую можно отследить.
  • Длина ключа RSA составляет 2048 бит.
  • Буфер шифрования составляет 256 байт.
  • Зашифрованный текст кодируется с помощью Base64 .
  • Выходная зашифрованная постоянная длина идентификатора составляет 344 байта.
Encrypted Permanent Identity = Base64(RSAES-OAEP-SHA-256(<EAP-Method><IMSI>@<NAI Realm>))
Идентификатор ключа

Идентификатор ключа — это необязательная пара значений атрибута, которую оператор связи прикрепляет к сертификату, чтобы позволить серверу найти правильный закрытый ключ во время аутентификации. Пример идентификатора ключа: CertificateSerialNumber=123456 . Если предоставляется идентификатор ключа, он отправляется в открытом виде как часть процесса аутентификации.

Модификации методов аутентификации EAP на основе SIM-карты

Когда для соединения включена защита конфиденциальности IMSI, система не отправляет постоянную идентификацию при получении EAP-Request/Identity , вместо этого она отвечает анонимным входом в систему:

SERVER: EAP-Request/Identity
UE: EAP-Response/Identity AT_IDENTITY=<prefix>|anonymous@<NAI Realm>

<prefix> является необязательным. Если для конфигурации оператора enable_eap_method_prefix_bool задано значение true , первый символ идентификатора (перед anonymous ) уведомляет сервер о типе используемого метода EAP до начала обмена EAP.

  • 0 : EAP-AKA
  • 1 : EAP-SIM
  • 6 : EAP-AKA'

Если для конфигурации оператора установлено значение false , этот префикс не включается в сообщение.

В ответ сервер отправляет сообщение EAP-Request/AKA-Identity , а система отвечает в следующем формате:

SERVER: EAP-Request/AKA-Identity AT_ANY_ID_REQ
UE: EAP-Response/AKA-Identity AT_IDENTITY=<prefix>|<Encrypted Permanent Identity>|","|"<attribute>=<value>"

Первый символ идентификатора уведомляет сервер либо о том, что используется зашифрованный идентификатор, либо о типе настроенного метода EAP:

  • \0 : Зашифрованная постоянная идентификация
  • 0 : EAP-AKA
  • 1 : EAP-SIM
  • 6 : EAP-AKA'

Пара значений атрибута идентификатора ключа является необязательной и не добавляется в конец зашифрованного постоянного удостоверения, если оно не используется.

В этот момент сервер находит закрытый ключ по идентификатору ключа (если он предоставлен), расшифровывает зашифрованную идентификацию с помощью закрытого ключа оператора связи и продолжает обычный поток EAP.

После успешной аутентификации сервер может предоставить идентификатор для быстрой повторной аутентификации или временный идентификатор (псевдоним), который используется в последующих соединениях. Если сервер не предоставляет временные удостоверения, система отправляет зашифрованные удостоверения при последующем соединении.

Получение, истечение срока действия и отзыв сертификата перевозчика

Если в системе не установлен сертификат, система использует URL-адрес, указанный в конфигурации оператора imsi_key_download_url_string , для загрузки сертификата с использованием метода HTTP GET. Система использует сотовые данные только в том случае, если для конфигурации оператора оператора allow_metered_network_for_cert_download_bool установлено значение true . В противном случае система загружает сертификат только при наличии подключения к сети Wi-Fi.

Срок действия сертификата контролируется системой. Система начинает попытки обновить сертификаты за 21 день до истечения срока действия сертификата и использует тот же URL-адрес для загрузки нового сертификата.

В случае, если сервер не может расшифровать зашифрованное удостоверение, сервер отправляет сообщение EAP-Request/AKA-Notification с кодом AT_NOTIFICATION General Failure (16384) для прекращения обмена EAP.

В случае, когда сертификат отозван или срок его действия истек, сервер отправляет сообщение EAP-Request/AKA-Notification с кодом AT_NOTIFICATION Certificate Replacement Required (16385) для прекращения обмена EAP. В ответ система применяет внутреннюю эвристику, чтобы определить, следует ли удалить сертификат и попытаться загрузить новый сертификат с того же URL-адреса.

Предоставление открытого ключа

Предоставьте общедоступный URL-адрес серверу, желательно с использованием HTTP через TLS, на котором размещен сертификат оператора связи, где:

  1. Открытый ключ и срок действия можно извлечь из сертификата.
  2. Информация с сервера в формате JSON выглядит следующим образом:

    Property: key-identifier
    Type: String
    Encoding: UTF-8
    Description: Specifies an identifier that the carrier would like to attach to the certificate.
    Optional: Yes
    
    Property: certificate
    Property alternative name: public-key
    Type: String
    Encoding: Base64
    Description: The content of the carrier's X.509 certificate.
    Optional: No
    
    Property: key-type
    Type: String
    Encoding: UTF-8
    Description: Specifies the module that will use the key. The value for type must be either WLAN or EPDG.
    Optional: Yes. If the key-type property isn't included, then its value defaults to WLAN.
    

    Ниже приведен пример открытого ключа.

    {
    "carrier-keys" : [ {
      "key-identifier" : "CertificateSerialNumber=5xxe06d4",
      "public-key" : "-----BEGIN CERTIFICATE-----\r\nTIIDRTCCAi2gAwIBAgIEVR4G1DANBgkqhkiG9w0BAQsFADBTMQswCQYDVQQGEwJVUzELMAkGA1UE\r\nCBMCTkExCzAJBgNVBAcTAk5BMQswCQYDVQQKEwJOQTELMAkGA1UECxMCTkExEDAOBgNVBAMTB1Rl\r\nc3RiT6N1/w==\r\n-----END CERTIFICATE-----"
    } ]
    }