TRIM: An architecture for transparent IMS-based mobility

In recent years, the development and deployment of new wired and wireless access net work technologies have made the ubiquitous Internet a reality. Users can access anywhere and anytime to the broad set of value added Internet services, which are delivered by means of the IP protocol. In this context, 3GPP is currently developing the IP Multimedia Subsystem (IMS), as a key element that allows to evolve from the ubiquitous access to the Internet services towards a next generation network model, by providing a set of essen tial facilities such as session control, QoS, charging and service integration. Nevertheless, several open issues still need consideration before the future Internet becomes real, such as supporting user mobility in IP networks. Although mobility support in the Internet is receiving much attention, IMS networks present inherent particularities that require fur ther analysis. The solutions proposed so far for IMS do not support mobility transparently to the end user applications, or address the problem by introducing complex changes to the IMS infrastructure. This paper presents TRIM, an architecture for transparent IMS based mobility. TRIM supports mobility in IMS networks transparently to the end user applications, which are unaware of the handover management procedures executed between the mobile node and the network. We have performed several experiments with a TRIM prototype, using a real IMS testbed with 3G and WLAN access networks, validating the proposal for UDP and TCP based applications.European Community's Seventh Framework ProgramPartially granted by the Madrid Community through the MEDIANET project (S 2009/TIC 1468)Publicad

Secure Service Provisioning (SSP) Framework for IP Multimedia Subsystem (IMS)

Mit dem Erscheinen mobiler Multimediadienste, wie z. B. Unified Messaging, Click-to-Dial-Applikationen, netzwerkübergeifende Multimedia-Konferenzen und nahtlose Multimedia-Streming-Dienste, begann die Konvergenz von mobilen Kommunikationsetzen und Festnetzen, begleitet von der Integration von Sprach- und Datenkommunikations-Übertragungstechnik Diese Entwicklungen bilden die Voraussetzung für die Verschmelzung des modernen Internet auf der einen Seite mit der Telekommunikation im klassischen Sinne auf der anderen. Das IP Multimedia-Subsystem (IMS) darf hierbei als die entscheidende Next-Generation-Service-Delivery-Plattform in einer vereinheitlichten Kommunikationswelt angesehen werden. Seine Architektur basiert auf einem modularen Design mit offenen Schnittstellen und bietet dedizierte Voraussetzungen zur Unterstützung von Multimedia-Diensten auf der Grundlage der Internet-Protokolle. Einhergehend mit dieser aufkommenden offenen Technologie stellen sich neue Sicherheits-Herausforderungen in einer vielschichtigen Kommunikationsinfrastruktur, im Wesentlichen bestehend aus dem Internet Protokoll (IP), dem SIP-Protokoll (Session Initiation Protocol) und dem Real-time Transport Protokoll (RTP). Die Zielsetzung des Secure Service Provisioning-Systems (SSP) ist, mögliche Angriffsszenarien und Sicherheitslücken in Verbindung mit dem IP Multimedia Subsystem zu erforschen und Sicherheitslösungen, wie sie von IETF, 3GPP und TISPAN vorgeschlagen werden, zu evaluieren. Im Rahmen dieser Forschungsarbeit werden die Lösungen als Teil des SSP-Systems berücksichtigt, mit dem Ziel, dem IMS und der Next-Generation-SDP einen hinreichenden Schutz zu garantieren. Dieser Teil, der als Sicherheitsschutzstufe 1 bezeichnet wird, beinhaltet unter anderem Maßnahmen zur Nutzer- und Netzwerk-Authentifizierung, die Autorisierung der Nutzung von Multimediadiensten und Vorkehrungen zur Gewährleistung der Geheimhaltung und Integrität von Daten im Zusammenhang mit dem Schutz vor Lauschangriffen, Session-Hijacking- und Man-in-the-Middle-Angriffen. Im nächsten Schritt werden die Beschränkungen untersucht, die für die Sicherheitsschutzstufe 1 charakteristisch sind und Maßnahmen zu Verbesserung des Sicherheitsschutzes entwickelt. Die entsprechenden Erweiterungen der Sicherheitsschutzstufe 1 führen zu einem Intrusion Detection and Prevention-System (IDP), das Schutz vor Denial-of-Service- (DoS) / Distributed-Denial-of-Service (DDoS)-Angriffen, missbräuchlicher Nutzung und Täuschungsversuchen in IMS-basierten Netzwerken bietet. Weder 3GPP noch TISPAN haben bisher Lösungen für diesen Bereich spezifiziert. In diesem Zusammenhang können die beschriebenen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten einen Beitrag zur Standardisierung von Lösungen zum Schutz vor DoS- und DDoS-Angriffen in IMS-Netzwerken leisten. Der hier beschriebene Ansatz basiert auf der Entwicklung eines (stateful / stateless) Systems zur Erkennung und Verhinderung von Einbruchsversuchen (Intrusion Detection and Prevention System). Aus Entwicklungssicht wurde das IDP in zwei Module aufgeteilt: Das erste Modul beinhaltet die Basisfunktionen des IDP, die sich auf Flooding-Angriffe auf das IMS und ihre Kompensation richten. Ihr Ziel ist es, das IMS-Core-Netzwerk und die IMS-Ressourcen vor DoS- und DDoS-Angriffen zu schützen. Das entsprechende Modul basiert auf einer Online Stateless-Detection-Methodologie und wird aktiv, sobald die CPU-Auslastung der P-CSCF (Proxy-Call State Control Function) einen vordefinierten Grenzwert erreicht oder überschreitet. Das zweite Modul (IDP-AS) hat die Aufgabe, Angriffe, die sich gegen IMS Application Server (AS) richten abzufangen. Hierbei konzentrieren sich die Maßnahmen auf den Schutz des ISC-Interfaces zwischen IMS Core und Application Servern. Das betreffende Modul realisiert eine Stateful Detection Methodologie zur Erkennung missbräuchlicher Nutzungsaktivitäten. Während der Nutzer mit dem Application Server kommuniziert, werden dabei nutzerspezifische Zustandsdaten aufgezeichnet, die zur Prüfung der Legitimität herangezogen werden. Das IDP-AS prüft alle eingehenden Requests und alle abgehenden Responses, die von IMS Application Servern stammen oder die an IMS Application Server gerichtet sind, auf ihre Zulässigkeit im Hinblick auf die definierten Attack Rules. Mit Hilfe der Kriterien Fehlerfreiheit und Processing Delay bei der Identifikation potenzieller Angriffe wird die Leistungsfähigkeit der IDP-Module bewertet. Für die entsprechenden Referenzwerte werden hierbei die Zustände Nomallast und Überlast verglichen. Falls die Leistungsfähigkeit des IDP nicht unter den Erwartungen zurückbleibt, wird ein IDP-Prototyp zur Evaluation im Open IMS Playground des Fokus Fraunhofer 3Gb-Testbeds eingesetzt, um unter realen Einsatzbedingungen z. B. in VoIP-, Videokonferenz- , IPTV-, Presence- und Push-to-Talk-Szenarien getestet werden zu können.With the emergence of mobile multimedia services, such as unified messaging, click to dial, cross network multiparty conferencing and seamless multimedia streaming services, the fixed–mobile convergence and voice–data integration has started, leading to an overall Internet–Telecommunications merger. The IP Multimedia Subsystem (IMS) is considered as the next generation service delivery platform in the converged communication world. It consists of modular design with open interfaces and enables the flexibility for providing multimedia services over IP technology. In parallel this open based emerging technology has security challenges from multiple communication platforms and protocols like IP, Session Initiation Protocol (SIP) and Real-time Transport Protocol (RTP). The objective of Secure Service Provisioning (SSP) Framework is to cram the potential attacks and security threats to IP Multimedia Subsystem (IMS) and to explore security solutions developed by IETF, 3GPP and TISPAN. This research work incorporates these solutions into SSP Framework to secure IMS and next generation Service Delivery Platform (SDP). We define this part as level 1 security protection which includes user and network authentication, authorization to access multimedia services, providing confidentiality and integrity protection etc. against eavesdropping, session hijacking and man-in-the middle attacks etc. In the next step, we have investigated the limitations and improvements to level 1 security and proposed the enhancement and extension as level 2 security by developing Intrusion Detection and Prevention (IDP) system against Denial-of-Service (DoS)/Distributed DoS (DDoS) flooding attacks, misuses and frauds in IMS-based networks. These security threats recently have been identified by 3GPP and TISPAN but no solution is recommended and developed. Therefore our solution may be considered as recommendation in future. Our approach based on developing both stateless and stateful intrusion detection and prevention system. From development point of view, we have divided the work into two modules: the first module is IDP-Core; addressing and mitigating the flooding attacks in IMS core. Its objective is to protect the IMS resources and IMS-core entities from DoS/DDoS flooding attacks. This module based on online stateless detection methodology and activates when CPU processing load of P-CSCF (Proxy-Call State Control Function) reaches or crosses the defined threshold limit. The second module is IDP-AS; addressing and mitigating the misuse attacks facing to IMS Application Servers (AS). Its focus is to secure the ISC interface between IMS Core and Application Servers. This module is based on stateful misuse detection methodology by creating and comparing user state (partner) when he/she is communicating with application server to check whether user is performing legitimate or illegitimate action with attacks rules. The IDP-AS also compared the incoming request and outgoing response to and from IMS Application Servers with the defined attacks rules. In the performance analysis, the processing delay and attacks detection accuracy of both Intrusion Detection and Prevention (IDP) modules have been measured at Fraunhofer FOKUS IMS Testbed which is developed for research purpose. The performance evaluation based on normal and overload conditions scenarios. The results showed that the processing delay introduced by both IDP modules satisfied the standard requirements and did not cause retransmission of SIP REGISTER and INVITE requests. The developed prototype is under testing phase at Fraunhofer FOKUS 3Gb Testbed for evaluation in real world communication scenarios like VoIP, video conferencing, IPTV, presence, push-to-talk etc

Software defined wireless network (sdwn) for industrial environment: case of underground mine

Avec le développement continu des industries minières canadiennes, l’établissement des réseaux de communications souterrains avancés et sans fil est devenu un élément essentiel du processus industriel minier et ceci pour améliorer la productivité et assurer la communication entre les mineurs. Cette étude vise à proposer un système de communication minier en procurant une architecture SDWN (Software Defined Wireless Network) basée sur la technologie de communication LTE. Dans cette étude, les plateformes les plus importantes de réseau mobile 4G ont été étudiées, configurées et testées dans deux zones différentes : un tunnel de mine souterrain et un couloir intérieur étroit. Également, une architecture mobile combinant SDWN et NFV (Network Functions Virtualization) a été réalisée

A Comprehensive Survey of Voice over IP Security Research

We present a comprehensive survey of Voice over IP security academic research, using a set of 245 publications forming a closed cross-citation set. We classify these papers according to an extended version of the VoIP Security Alliance (VoIPSA) Threat Taxonomy. Our goal is to provide a roadmap for researchers seeking to understand existing capabilities and to identify gaps in addressing the numerous threats and vulnerabilities present in VoIP systems. We discuss the implications of our findings with respect to vulnerabilities reported in a variety of VoIP products. We identify two specific problem areas (denial of service, and service abuse) as requiring significant more attention from the research community. We also find that the overwhelming majority of the surveyed work takes a black box view of VoIP systems that avoids examining their internal structure and implementation. Such an approach may miss the mark in terms of addressing the main sources of vulnerabilities, i.e., implementation bugs and misconfigurations. Finally, we argue for further work on understanding cross-protocol and cross-mechanism vulnerabilities (emergent properties), which are the byproduct of a highly complex system-of-systems and an indication of the issues in future large-scale systems