Introduction aux protocoles GSM

En 1986 le système de radio télécommunication Radiocom 2000 fût l’un des premiers grands systèmes de communication. Développé par France Télécom celui-ci favorisa l’implémentation et la démocratisation de la radio téléphonie. Un an plus tard un deuxième opérateur se lança dans l’aventure de la radio téléphonie, SFR (Société Française de Radiotéléphone), celui-ci déploya son propre réseau et c’est en 1994 que les deux opérateurs comptent près de 500 000 abonnés, ce qui reste peu en comparaison des autres pays européens. A cette époque ces deux opérateurs utilisent un réseau analogique de type NMT (Nordic Mobil Telephone), cette technologie fut très employée en Europe alors que les pays d’Amérique du nord privilégient le système AMPS. En 1985 la Communauté Européenne tente d’imposer le GSM aux pays membres, c’est alors que commence une collaboration étroite entre les opérateurs et constructeurs français et allemands afin de commencer le développement de terminaux GSM. Il fallu attendre un arrêté ministériel de mars 1991 pour que SFR et France Télécom aient l’autorisation de déployer un réseau GSM sur le territoire français. C’est alors que commença la couverture de la population française, en 1995 70% de la population étaient couvertes, deux ans plus tard la couverture est de 85%.

Cette évolution perdura et dorénavant, on peut compter en 2005 43 millions de personnes possédant un téléphone portable. Tout au long de la naissance du GSM, les opérateurs fournirent aux clients de nombreux services. Le premier fût le SMS (Short Message System) celui-ci fût un engouement au près des jeunes et compte comme le service le plus important des opérateurs mobiles. Par la suite il y eut la connexion WAP, pour naviguer sur le net depuis son mobile, cependant la norme GSM n’offre pas les débits suffisants pour naviguer sans temps de latence. De ce fait le système WAP ne connu pas l’engouement des SMS. Le GSM souffre d’un problème de débit et n’est pas adapté à la transmission de données, c’est ainsi que l’on vit apparaître le GPRS puis le EDGE et enfin les réseaux de troisième génération, l’UMTS.Le mobile envoie plutôt le TMSI pour des raisons de sécurité. Comme il est temporaire, ce code ne divulgue pas l’identité de l’abonné en cas d’interception. Mais un opérateur n’est pas obligé d’utiliser le TMSI et peut effectuer l’ensemble des opérations d’établissement des appels avec l’IMSI. L’utilisation du numéro IMSI plutôt que du MSISDN (Mobile Station ISDN Number), désignant le numéro de téléphone composé par les usagers, permet une plus grande souplesse de gestion pour l’opérateur mobile. En effet, à chaque fois q’un usager compose le MSISDN, il s’établit dans une base de donnée une correspondance avec l’IMSI de l’abonné demandé. Il est ainsi possible, en cas de vol d’un mobile, de changer de carte SIM (donc avec un IMSI différent et les appels provenant de la carte avec l’ancien IMSI sont interdits) tout en conservant le même numéro de téléphone. C’est uniquement l’entrée de la base de donnée qui s’en trouve modifiée.

Le terme ToRCP (To Radio Control Point) désigne l’envoi d’information vers la partie RCP du MSC. En effet, pour faciliter la migration de leurs équipements fixes (commutateurs classiques) vers des équipements mobiles (MSC comme nous l’entendons dans un réseau GSM), Alcatel a développé une solution évolutive. Son MSC est en effet composé d’une partie fixe (SSP, Service Switching Point) et d’une partie mobile (RCP). Le RCP fait office de MSC classique et en plus, peut contenir les données des abonnés de sa zone (comme un VLR). Les 2 équipements communiquent entre eux en utilisant le protocole INAP, qui est un protocole propriétaire Alcatel, non présent dans la norme GSM.Si l’abonné est reconnu par le réseau, nous savons toujours où il est localisé. En effet, chaque station de base émet périodiquement le numéro de la zone de localisation à laquelle elle appartient sur une voie balise. Lequel est écouté périodiquement et stocké sur le mobile. La zone de localisation est ainsi identifiée dans la carte SIM par l’adresse LAI (Location Area Identification), qui détermine de manière unique une zone de localisation au sein de l’ensemble des PLMN GSM (Public Land Mobile Network ou réseau GSM opéré par un opérateur particulier sur un territoire) du monde.Le réseau envoie un nombre aléatoire RAND au mobile, qui est combiné avec la clé d’authentification Ki (clé propre à l’abonné, contenue dans sa carte SIM) dans l’algorithme d’authentification A3 pour donner un résultat sur 32 bits appelé SRES (Signed Response). De son côté, le réseau utilise RAND avec la même clé d’authentification Ki qui elle est contenue dans l’AUC (AUthetification Centre, la plupart du temps relié au HLR de l’abonné), dans le même algorithme A3, lui aussi contenue dans l’AUC.