di Armando Frallicciardi e Giovanni Nazzaro
L’aumento del traffico dati può portare alla congestione delle risorse radio per l’accesso alle reti mobili cellulari. Per ovviare a tale problema gli operatori mobili possono ricorrere al “WiFi offloading” che richiede tuttavia una particolare attenzione sotto il profilo delle intercettazioni richieste dall’Autorità Giudiziaria.
Negli ultimi anni il traffico dati sulle reti mobili è cresciuto costantemente, soprattutto a causa della diffusione dei dispositivi mobili intelligenti come smartphone e tablet, i cui utilizzatori chiedono connettività ad alta velocità in ogni momento ed appunto in mobilità. Le reti 3G UMTS con accesso HSDPA e le reti 4G LTE soddisfano questa esigenza, ma spesso i dispositivi hanno già applicazioni preinstallate ed attive per diversi tipi di servizi e questo aumenta ulteriormente la richiesta di banda creando situazioni di potenziale congestione sull’accesso radio.
Secondo uno recente studio di Cisco (Cisco VNI Global Mobile Data Traffic Forecast Update 2013–2018)(1) il traffico dati sulle reti mobili nel 2013 è aumentato dell’81% a livello globale e del 34% in Italia rispetto al 2012. Il suddetto rapporto stima che nel 2018 il volume di dati scambiati al mese dai dispositivi mobili sarà di 15,9 Exabyte (1 Exabyte equivale ad a 1 Trilione di byte).
La disponibilità di accessi radio Wi-Fi in ambienti di lavoro o in aree pubbliche fornisce un soluzione per decongestionare l’accesso radio UMTS e LTE. Gli Operatori mobili sempre più spesso seguono strategie di WiFi offloading per ridurre la richiesta di banda sulle proprie reti radio di accesso 3G e 4G.
In generale con l’espressione “Mobile Data Offloading” si intende infatti l’uso di tecnologie di rete complementari (come ad esempio il Wi-Fi, il WiMAX o le Femtocelle) per fornire dati originariamente destinati alle reti cellulari. Le regole che innescano l’utilizzo di una rete di accesso di questo tipo possono essere impostate sia dall’utente finale (l’utente mobile) sia dallo stesso operatore.
Il rapporto della Cisco prevede che nel 2018 il 52% del traffico dati originato da dispositivi mobili sarà del tipo Offload contro il 48% di tipo cellulare.
Per quanto attiene i servizi che produrranno questi eccezionali valori di scambio dati, il rapporto della Cisco indica che il 69,1% sarà dovuto al download di video.
La decongestione della rete si realizza, quindi, dando la possibilità agli utenti di accedere alla Mobile Core Network mediante hotspot Wi-Fi, anche di operatori diversi da quello di rete mobile, ogni volta che queste sono disponibili. Il vantaggio dell’utente è un costo minore per l’occupazione della banda a fronte però di una riduzione della mobilità. La strategia è efficace per l’operatore di rete mobile se il fenomeno è controllato, per evitare che l’utilizzo del WiFi da parte dell’utente possa prevalere, minacciando i propri ricavi da accesso UMTS/LTE.
In figura 4 è rappresentato il modello di architettura di accesso Wi-Fi ad una rete mobile. I dati provengono dalla Internet verso il dispositivo mobile, e viceversa, attraversando un segmento di architettura dove è applicata la cifratura degli stessi dati (tunnel), in particolare dal Wi-Fi Gateway (Wi-Fi GW) al Packet Gateway (P-GW).
In merito alle architetture di accesso tramite rete Wi-Fi, è doveroso precisare che la 3GPP (Third-Generation Partnership Project) ha specificato una serie di tipologie definite appunto “non-3GPP IP access” (vedi specifica 3GPP TS 23.402(2)) che si divono in:
non attendibile (Untrusted): comprende qualsiasi tipo di connessione Wi-Fi che o non è sotto il controllo dell’operatore (hotspot pubblico aperto, WLAN domestica dell’abbonato, ecc) o che non fornisce sufficiente sicurezza (autenticazione, crittografia, ecc.);
attendibile (Trusted): si riferisce generalmente all’operatore di rete mobile che ha integrato l’accesso Wi-Fi con crittografia over-the-air e un metodo di autenticazione sicura. Questo tipo di accesso è nativamente integrato in LTE.
Ai fini dell’erogazione delle prestazioni obbligatorie per l’Autorità Giudiziaria (AG), che coinvolgono l’operatore mobile, con particolare attenzione alle intercettazioni delle comunicazioni, l’identificazione dell’utente che accede ad una rete mobile da Wi-Fi e la sua localizzazione sono i punti di attenzione che presentano la maggiore criticità. L’accesso agli hotspot Wi-Fi richiede agli utenti un’identificazione per la rete locale. Quando l’utente da Wi-Fi accede alla rete mobile il terminale deve ripetere il processo di autenticazione per simulare l’accesso UTRAN o E-UTRAN. In pratica l’architettura I-WLAN stabilisce un tunnel direttamente dal terminale d’utente al P-GW, attraverso il Wi-Fi Gateway, di conseguenza l’utente deve autenticarsi nuovamente quando accede alla rete mobile.
La ri-autenticazione con protocollo EAP avviene con trasferimento delle credenziali d’accesso tra i rispettivi sistemi di autenticazione (AAA) dell’hotspot e rete mobile come rappresentato in figura 4.
La figura 4 evidenzia anche che le funzioni d’intercettazione del traffico dati sono implementate nel Packet Data Gateway (P-GW) attraverso cui l’utente accede a Internet. Le funzionalità d’intercettazione duplicano il traffico (payload) in modo integrale inviandolo ai sistemi dell’Autorità Giudiziaria attraverso l’architettura ETSI standard che prevede le interfacce HI (1,2,3).
Nel flusso del payload è inserito l’header con le informazioni di correlazione per associare in modo univoco il traffico intercettato al determinato target. Lo standard 3GPP ha specificato un nuovo parametro, il Radio Access Technology (RAT), per consentire ai sistemi di ricezione dell’AG di riconoscere che la comunicazione intercettata proviene da un accesso Wi-Fi piuttosto che dalla tradizionale rete cellulare UTRAN. Il RAT type è definito in accordo allo standard 3GPP TS 29.274(3) e può presentare, tra gli altri, i valori di “UTRAN” (UMTS Terrestrial Radio Access Network) e comunemente indicato come 3G, “GERAN” (GSM EDGE Radio Access Network), “WLAN” (Wireless LAN) come nel caso di Wi-Fi.
L’accesso Wi-Fi determina eventi che producono IRI con informazioni diverse rispetto all’accesso canonico UTRAN/E-UTRAN. Ad esempio l’informazione di localizzazione del target riporta l’informazione “WLAN access point name” in sostituzione della cella. Gli eventi che identificano un accesso Wi-Fi sono indicati nella seguente tabella.
Gli IRI prodotti dagli eventi indicati in tabella contengono le informazioni necessarie all’AG per rilevare che si tratta di un accesso Wi-Fi e quindi anche le informazioni contenute sono corrispondenti al tipo di accesso. Le informazioni rilevanti che obbligatoriamente devono essere inviate ad AG, oltre a quelle che identificano il target e quelle di correlazione con il payload, sono il nome dell’hotspot e il parametro “WLAN access point name” per localizzare il target.
In conclusione, la diffusione delle architetture di Wi-Fi offloading rende complesse o critiche le operazioni d’intercettazione. La conformità agli standard delle funzionalità d’intercettazione degli operatori mobili e Wi-Fi, nonché dei sistemi di ricezione dell’AG, è la strada obbligata che permette di superare ogni criticità.©
NOTE
- “Cisco Visual Networking Index: Global Mobile Data Traffic Forecast Update, 2013–2018”, White paper, released February 5, 2014.
- 3GPP TS 23.402 “3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; Architecture enhancements for non-3GPP accesses”.
- 3GPP TS 29.274 “3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Core Network and Terminals; (EPS); (GPRS); Tunnelling Protocol for Control plane (GTPv2-C); Stage 3”. ◊
