SRES

SRES steht für Signed Response und ist das Zahlenergebnis einer kryptografischen Berechnung, die ein Mobiltelefon während der GSM-Netzwerk-Authentifizierung durchführt. Wenn dein Telefon sich mit einer GSM-Basisstation verbindet, sendet das Netzwerk eine Zufallszahl namens RAND (random challenge) an dein Gerät. Die SIM-Karte deines Telefons nutzt diese RAND zusammen mit einem geheimen Schlüssel, der nur auf der SIM selbst gespeichert ist, um die SRES zu berechnen. Dieser berechnete Wert wird an das Netzwerk zurückgesendet, das die gleiche Berechnung unabhängig durchführt und prüft, ob die Antworten übereinstimmen. Wenn ja, ist das Telefon als legitimer Teilnehmer authentifiziert.

Die SRES ist typischerweise ein 32-Bit-Wert und wird als 8 hexadezimale Ziffern dargestellt. Der eigentliche Algorithmus zur Ableitung der SRES aus der RAND und dem Teilnehmerschlüssel ist der A3-Algorithmus, der je nach Betreiber und SIM-Aussteller variiert, aber normalerweise eine Variante von COMP128 ist. Der gesamte Austausch erfolgt innerhalb von Millisekunden als Teil der GSM-Sicherheitsarchitektur, bevor das Telefon Zugriff auf Netzwerkdienste erhält. Ohne eine korrekte SRES schlägt die Authentifizierung fehl und das Gerät kann nicht fortfahren.

Warum das in der Praxis wichtig ist

Die Stärke der GSM-Authentifizierung hängt völlig davon ab, den Teilnehmerschlüssel geheim zu halten und darauf, wie robust der A3-Algorithmus ist. Frühe Implementierungen von COMP128-1 wurden durch Reverse-Engineering aus SIM-Karten herausgefunden, was es Forschern ermöglichte, SIMs durch Extraktion des Schlüssels zu klonen. Moderne SIM-Karten verwenden stärkere Varianten wie COMP128-3, aber das Grundprinzip bleibt bestehen: Authentifizierung ist ein beidseitiger Geheimschlüssel-Betrieb, bei dem die SRES den Besitz des Schlüssels beweist, ohne ihn jemals über die Luft zu übertragen.

SRES unterscheidet sich von anderen GSM-Sicherheitselementen. Das Netzwerk berechnet auch einen Verschlüsselungsschlüssel (Kc) aus der gleichen Challenge und dem gleichen Geheimschlüssel mit dem A8-Algorithmus, der dann zur Verschlüsselung von Sprach- und Datenverkehr auf dem Funkkanal verwendet wird. Die SRES selbst ist nicht geheim; sie ändert sich bei jeder Authentifizierungs-Challenge. Das Geheimnis ist der Schlüssel auf der SIM, und die Tatsache, dass ein Angreifer, der die SRES abfängt, den Schlüssel nicht daraus rückwärts-konstruieren kann (theoretisch, obwohl in der Praxis alte Implementierungen diesen Test nicht bestanden haben).

GSM-Authentifizierung mit RAND und SRES wurde in neueren Schemata in 3G- und 4G-Netzwerken weitgehend durch andere Challenge-Response-Mechanismen ersetzt. Jedoch verlassen sich Legacy-GSM-Netzwerke und Geräte immer noch auf diesen Mechanismus, und er bleibt die Grundlage der SIM-Kartensicherheitsarchitektur, auf der neuere Standards aufbauen.