Wi-Fi da operadora

O Wi-Fi da operadora é um recurso de conexão automática (que usa IMSI criptografado) disponível no Android 9 e versões mais recentes que permite que os dispositivos se conectem automaticamente a redes Wi-Fi implementadas pela operadora. Em áreas de alto congestionamento ou com cobertura celular mínima, como um estádio ou uma estação de trem subterrânea, o Wi-Fi da operadora pode ser usado para melhorar a experiência de conectividade dos usuários e descarregar o tráfego.

Dispositivos com o recurso de Wi-Fi da operadora se conectam automaticamente a redes Wi-Fi configuradas pela operadora (redes com um certificado de chave pública). Quando um usuário se desconecta manualmente de uma rede Wi-Fi da operadora, ela é adicionada à lista de bloqueios por 24 horas (sem conexão automática). Os usuários podem se conectar manualmente a redes na lista negra a qualquer momento.

Implementação

Os fabricantes de dispositivos e as operadoras precisam fazer o seguinte para implementar o Wi-Fi da operadora:

Fabricantes

Para dispositivos com o Android 11 e versões mais recentes, use a API Wi-Fi Suggestion para adicionar perfis de Wi-Fi para cada operadora.

Para dispositivos com o Android 10 ou versões anteriores, adicione perfis de Wi-Fi configurando o parâmetro carrier_wifi_string_array para cada operadora no gerenciador de configuração da operadora.

  • carrier_wifi_string_array: uma matriz de strings em que cada entrada de string é um SSID de Wi-Fi codificado em Base64 e um tipo de EAP separado por uma vírgula, em que o tipo de EAP é um número inteiro (consulte Registro do protocolo de autenticação extensível (EAP)). Por exemplo, a configuração a seguir é para SOME_SSID_NAME usando EAP-AKA e Some_Other_SSID usando EAP-SIM:

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

No gerenciador de configuração da operadora, configure os seguintes parâmetros para cada operadora:

  • imsi_key_availability_int: identifica se a chave usada para criptografia IMSI está disponível para WLAN (bit 1 definido), EPDG (bit 0 definido) ou ambos (bit 0 e bit 1 definidos). Por exemplo, a configuração a seguir indica que a criptografia IMSI está disponível para WLAN, mas não para EPDG:

    config {
  key: "imsi_key_availability_int"
  int_value: 2
}

  • imsi_key_download_url_string: URL de onde o proto contendo a chave pública da operadora usada para criptografia IMSI é transferido por download. Por exemplo, a configuração a seguir fornece um URL específico:

    config {
  key: "imsi_key_download_url_string"
  text_value: "https://www.some_company_name.com:5555/some_directory_name/some_filename.json"
}

  • allow_metered_network_for_cert_download_bool: uma flag que indica se é permitido fazer o download da chave pública da operadora em uma rede (celular) limitada. Se essa flag não estiver definida, um novo dispositivo sem conectividade Wi-Fi não poderá se conectar à rede Wi-Fi da operadora porque não terá permissão para fazer o download da chave.

    config {
  key: "allow_metered_network_for_cert_download_bool"
  bool_value: true
}

Operadoras

Para implementar o Wi-Fi da operadora, ela precisa ativar a proteção de privacidade do IMSI e fornecer uma chave pública.

Proteção de privacidade IMSI

O Android protege a confidencialidade da identidade permanente de um assinante (IMSI) usando criptografia de chave pública. O Android implementa a especificação da Alliance de banda larga sem fio (WBA, na sigla em inglês) para proteção de privacidade IMSI para Wi-Fi. Quando a proteção de privacidade IMSI é ativada para uma conexão, a identidade permanente do assinante não é transmitida em claro.

Criptografia de identidade permanente

O formato da identidade permanente criptografada é o seguinte:

  • A identidade permanente está no formato <EAP-Method><IMSI>@<NAI realm>.
  • O prefixo EAP-Method é um único octeto que define o método EAP usado para a autenticação:
    • 0: EAP-AKA
    • 1: EAP-SIM
    • 6: EAP-AKA'
  • O formato de domínio NAI é wlan.mncXXX.mccYYY.3gppnetwork.org, em que XXX é substituído pelo código de rede móvel (MNC) do chip e YYY é substituído pelo código de país para dispositivos móveis (MCC).
  • A identidade permanente é criptografada usando uma chave pública RSA fornecida pela operadora. A chave pública é incluída em um certificado X.509.
  • O esquema de criptografia é RSAES-OAEP com SHA-256 como a função hash criptográfica. Esse esquema de criptografia garante um texto criptografado exclusivo sempre que é usado, evitando outra identidade persistente que possa ser rastreada.
  • O comprimento da chave RSA é de 2.048 bits.
  • O buffer de criptografia é de 256 bytes.
  • O texto criptografado é codificado com Base64.
  • O comprimento da identidade permanente criptografada da saída é de 344 bytes.
Encrypted Permanent Identity = Base64(RSAES-OAEP-SHA-256(<EAP-Method><IMSI>@<NAI Realm>))
Identificador de chave

O identificador de chave é um par de valor de atributo opcional que a operadora anexa a um certificado para permitir que o servidor localize a chave privada adequada durante a autenticação. Um exemplo de identificador de chave é CertificateSerialNumber=123456. Se o identificador de chave for fornecido, ele será enviado em texto simples como parte do processo de autenticação.

Modificações nos métodos de autenticação EAP com base no SIM

Quando a proteção de privacidade do IMSI está ativada em uma conexão, o sistema não envia a identidade permanente após o recebimento de EAP-Request/Identity. Em vez disso, ele responde com um login anônimo:

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

<prefix> é opcional. Se a configuração da operadora enable_eap_method_prefix_bool for definida como true, o primeiro caractere da identidade (antes de anonymous) notificará o servidor sobre o tipo de método EAP usado antes do início da troca de EAP.

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

Se a configuração da operadora estiver definida como false, esse prefixo não será incluído na mensagem.

Em resposta, o servidor envia uma mensagem EAP-Request/AKA-Identity, e o sistema responde no seguinte formato:

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

O primeiro caractere da identidade notifica o servidor de que uma identidade criptografada é usada ou o tipo de método EAP que está configurado:

  • \0: identidade permanente criptografada
  • 0: EAP-AKA
  • 1: EAP-SIM
  • 6: EAP-AKA'

O par de valor do atributo do identificador de chave é opcional e não é anexado ao final da identidade permanente criptografada se não estiver em uso.

Nesse ponto, o servidor localiza a chave privada do identificador de chave (se for fornecido), descriptografa a identidade criptografada usando a chave privada da operadora e continua o fluxo normal de EAP.

Após a autenticação, o servidor pode fornecer uma identidade de re-autenticação rápida ou uma identidade temporária (pseudônimo), que é usada em conexões subsequentes. Se nenhuma identidade temporária for fornecida pelo servidor, o sistema enviará a identidade criptografada na conexão subsequente.

Recuperação, expiração e revogação de certificados de operadora

Quando nenhum certificado está instalado no sistema, ele usa o URL fornecido na configuração do operador imsi_key_download_url_string para fazer o download de um certificado usando o método HTTP GET. O sistema usa dados da rede celular somente se a configuração da operadora allow_metered_network_for_cert_download_bool estiver definida como true. Caso contrário, o sistema só vai fazer o download do certificado quando uma conexão Wi-Fi estiver disponível.

A expiração do certificado é aplicada pelo sistema. O sistema começa a tentar renovar os certificados 21 dias antes da data de validade e usa o mesmo URL para fazer o download do novo certificado.

Se o servidor não conseguir descriptografar a identidade criptografada, ele envia uma mensagem EAP-Request/AKA-Notification com o código AT_NOTIFICATION General Failure (16384) para encerrar a troca de EAP.

No caso em que o certificado é revogado ou expirado, o servidor envia uma mensagem EAP-Request/AKA-Notification com o código AT_NOTIFICATION Certificate Replacement Required (16385) para encerrar a troca de EAP. Em resposta, o sistema aplica heurísticas internas para determinar se remove o certificado e tenta fazer o download de um novo certificado do mesmo URL.

Fornecer a chave pública

Forneça um URL público para um servidor, de preferência usando HTTP sobre TLS, que hospeda o certificado da operadora em que:

  1. A chave pública e a expiração podem ser extraídas do certificado.

  2. As informações do servidor estão no formato JSON da seguinte maneira:

    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.

    Confira a seguir um exemplo de chave pública.

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