Communications mobiles
[!toc] Table of Contents
Il faut d’abord expliquer quelques informations de base sur les menaces dans le domaine des communications mobiles. Cet article se concentre sur la façon dont un seul téléphone mobile communique avec le réseau mobile sous la forme d’une antenne-relais (dans le langage courant : un mât d’antenne). Les termes IMSI et IMEI (et parfois TMSI) reviennent souvent et sont aussi brièvement expliqués ici.
À qui appartiennent les antennes-relais ?
Les antennes-relais sont exploitées par les opérateurs mobiles. Ces opérateurs contrôlent donc aussi le trafic de données qui passe par ces antennes. Dans l’image ci-dessous, les différentes couleurs symbolisent différents opérateurs (en Allemagne), comme Telekom, Vodafone, O2, etc.
IMSI : identifiant de la SIM
Chaque carte SIM possède un identifiant unique, l’International Mobile Subscriber Identity, ou IMSI en abrégé. En raison de l’obligation d’enregistrement des cartes SIM dans la plupart des pays européens, la carte SIM est généralement associée de manière unique à une identité. Les autorités peuvent facilement demander cette information aux opérateurs mobiles et le font très régulièrement.
Les autorités peuvent demander aux opérateurs quels numéros de téléphone appartiennent à une certaine personne. Cela peut aussi fonctionner dans l’autre sens, par exemple en demandant qui est propriétaire du numéro 0123456789. Ces demandes coûtent très peu aux autorités et sont régulièrement utilisées à très grande échelle.
IMEI : identifiant de l’appareil
Les modems de téléphones mobiles (c’est-à-dire la puce de ton téléphone qui peut se connecter au réseau mobile) ont aussi un numéro unique, l’International Mobile Equipment Identity, ou IMEI en abrégé. Ces IMEI comportent généralement 15 chiffres et sont uniques au niveau mondial. Leur structure est la suivante :
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Les 8 premiers chiffres sont, pour simplifier, propres au type d’appareil. Par exemple, tous les Google Pixel 7a ont les 8 chiffres suivants : 35917382
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Les 8 chiffres suivants sont des numéros de série
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Le dernier chiffre sert à la correction d’erreurs
[!technical] How is it ensured that these numbers are unique?
Since many different companies produce such mobile communications modems, it is necessary for them to coordinate with each other. Otherwise, with thousands of modems produced every day, numbers would quickly be assigned multiple times.
This is handled by the GSMA (Global System for Mobile Communications Association). The name speaks for itself.
- So if a manufacturer wants to launch a new model, they go to the GSMA and ask for a “number space,” the first 8 digits. They can then name all chips produced for this model with this number space, i.e., assign IMEIs.
- The serial numbers are used to distinguish individual devices of the same model.
- Error correction is a bit of black magic and can really be ignored here.
[!detail] EIR: (Equipment Identity Register)
However, the standard also provides for “whitelists.” This would mean that all IMEIs produced are recorded and only those recorded are allowed to participate in the network. This would then be a significant security risk if a cell phone is purchased with traceable payment methods.
Examples of modem manufacturers: Qualcomm, Huawei, ZTE, Sierra Wireless, Netgear, Alcatel, TP-Link
L’IMEI rend donc chaque appareil mobile identifiable.
Si un appareil peut être utilisé avec plusieurs cartes SIM en même temps (qu’il s’agisse de deux cartes SIM physiques ou d’une e-SIM et d’une carte SIM physique), il possède aussi le nombre correspondant d’IMEI.
Cependant, il est souvent assez facile d’établir un lien entre ces deux IMEI :
- Les numéros de série sont souvent simplement incrémentés (sauf pour la correction d’erreurs)
- Si deux IMEI se trouvent toujours au même endroit, cela peut être corrélé
- Les fabricants et les revendeurs connaissent la corrélation entre les deux IMEI
- Si un EIR intervient, ces deux IMEI sont aussi liés l’un à l’autre dans l’EIR. Donc, si l’un des deux IMEI est connu, le second peut aussi être retrouvé dans l’EIR.
Les IMEI ne peuvent pas être changées facilement. Dans de nombreux pays, les manipuler constitue une infraction pénale. Cela nécessite aussi du matériel spécial, qu’on obtient très probablement depuis la Chine.
[!tip] Tip {static}
There are some mobile routers that can be flashed with a special operating system named blue merle. Blue Merle can be used to change the routers IMEIs and can also be configured to only use TOR.
Problèmes lors de l’achat de téléphones mobiles
Ainsi, si tu achètes un téléphone dans un magasin et que tu paies par carte, le magasin aura un lien entre ta carte et le ou les IMEI de ton téléphone. Par conséquent, les autorités peuvent être en mesure de rattacher les IMEI attribués en usine à des appareils précis en interrogeant les vendeurs et les fabricants d’appareils.
Et si le téléphone mobile a été acheté avec ta propre identité, cette association peut aussi exister. Cependant, nous ne savons pas encore si les autorités consultent cette association, ni à quelle fréquence.
[!abstract] Conclusion: IMEI {static}
- Identifier of a device, not the SIM card
- Globally unique (by factory default)
- Transmitted to mobile network providers when connected to a mobile network (see Authentication)
Authentification
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Si le téléphone mobile détecte le signal d’une antenne-relais, il essaie d’y « frapper » avec une sorte de « Bonjour » pour voir si l’antenne est joignable et, si oui, lui indique qu’il aimerait se connecter au réseau : “Je veux me connecter !”
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Si la cellule radio reçoit ce message, elle demande d’abord l’identité du téléphone mobile pour vérifier qu’il a le droit de se connecter : “Qui es-tu ?”
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Le téléphone mobile envoie alors l’IMSI de sa carte SIM pour prouver qu’il a le droit de se connecter. En même temps, il envoie aussi l’IMEI de son modem mobile (c’est-à-dire du téléphone mobile).
- Une antenne-relais Telekom rejetterait donc une carte SIM Vodafone et lui dirait qu’elle n’a pas le droit d’utiliser le réseau Telekom.
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Cela termine le processus d’authentification et une connexion peut être établie. Le rôle du TMSI est secondaire ici et a donc été retiré pour simplifier.
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Selon la norme, de telles connexions ne peuvent être établies que sous forme « chiffrée ». Tu peux lire pourquoi dans missing quota.
[!technical] What is the TMSI?
If a connection were simply established, anyone nearby with the appropriate hardware (e.g., software-defined radios starting at €20) could see which cell phones are currently logged into the network with which SIM cards and how much they are communicating.
To prevent this from happening, the procedure goes one step further: The cell phone tower gives the cell phone a TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identifier). From now on, the mobile phone uses this TMSI for identification, but only in this session. If the mobile phone logs out of this tower at some point and logs back in later, the entire procedure starts again and a new TMSI is assigned.
If you are still wondering why the mobile phone needs to identify itself again after the initial authentication: Sent packets always need recipients (and senders), of course. So that your mobile phone can be found again during a connection to a website, for example, in order to present the content to you, “the network” must of course know which device you are.
L’IMSI et l’IMEI sont tous deux transmis pendant l’authentification auprès du réseau mobile. Cela crée, pour les opérateurs mobiles, des données traçables qui permettent une association unique entre IMSI et IMEI, c’est-à-dire entre téléphone mobile et carte SIM.
Tu dois donc être conscient·e de ce risque lorsque tu utilises un téléphone mobile qui a déjà été utilisé avec une autre carte SIM, ce qui permet à son tour de tirer des conclusions sur ta propre identité. De plus, le téléphone mobile peut aussi s’être retrouvé dans une demande de géorepérage avec une autre carte SIM.