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<article-title xml:lang="es"><![CDATA[Plataforma para el acceso a servicios desde dispositivos móviles utilizando parámetros de autenticación basados en SIM Card]]></article-title>
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<abstract abstract-type="short" xml:lang="en"><p><![CDATA[Services secure access requires a balance between the security level and device hardware and usability capabilities. These features require the design of models with a simple authentication and authorization scheme that also assure the information integrity. To solve this issue, the W@PColombia Group, developed the P3SIM platform in order to mobile applications may include security features based on SIM parameters.]]></p></abstract>
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</front><body><![CDATA[  <font face="Verdana" size="3">    <p align="center"><b>Plataforma para el acceso a servicios desde dispositivos m&oacute;viles utilizando par&aacute;metros de autenticaci&oacute;n basados en SIM Card</b></p></font> <font face="Verdana" size="2">    <p align="center"><b>Services Access Platform from Mobile Devices using SIM based Authentication Parameters</b></p>     <p><b>Francisco Mart&iacute;nez</b>    <br> Estudiante de Maestr&iacute;a en Ingenier&iacute;a. Coordinador del Grupo W@PColombia y miembro del Grupo de Ingenier&iacute;a Telem&aacute;tica-GIT, Universidad del Cauca. Popay&aacute;n, Colombia.    <br> <a href="mailto:fomarti@hotmail.com">fomarti@hotmail.com</a></p>     <p><b>Rodrigo Hern&aacute;ndez</b>    <br> Ingeniero en Electr&oacute;nica y Telecomunicaciones. Ingeniero de desarrollo de aplicaciones m&oacute;viles, Toppmobile S.A. Miembro del Grupo W@PColombia. Cali, Colombia.</p>     <p><b>Jaime Caicedo</b>    <br> Ingeniero en Electr&oacute;nica y Telecomunicaciones. Ingeniero de desarrollo de aplicaciones m&oacute;viles, Colombia Games. Miembro del Grupo W@PColombia. Bogot&aacute;, Colombia.</p>     ]]></body>
<body><![CDATA[<p><b>Oscar Caicedo</b>    <br> MSc en Ingenier&iacute;a. Coordinador del Grupo W@PColombia y miembro del Grupo de Ingenier&iacute;a Telem&aacute;tica-GIT, Universidad del Cauca. Popay&aacute;n, Colombia.</p>     <p><b>Javier Hurtado</b>    <br> Especialista en Redes y Servicios Telem&aacute;ticos. Director del Grupo W@PColombia y miembro del Grupo de Ingenier&iacute;a Telem&aacute;tica-GIT, Universidad del Cauca. Popay&aacute;n, Colombia.</p>     <p>Recibido 14 de septiembre de 2006, aprobado 15 de junio de 2007.</p> <hr size="1">     <p><b>PALABRAS CLAVES</b>    <br> Firma digital, ICCID, IMSI, Java Card, M&oacute;dulo SIM, SATSA.</p>     <p><b>RESUMEN</b></p>     <p>El acceso seguro a servicios desde terminales m&oacute;viles implica un equilibrio entre el grado de seguridad requerido y las capacidades de los dispositivos, tanto a nivel hardware como de usabilidad. Estas caracter&iacute;sticas exigen el dise&ntilde;o de modelos con un esquema simple de autenticaci&oacute;n y autorizaci&oacute;n transparente para los usuarios, que adem&aacute;s garantice la integridad de la informaci&oacute;n que se intercambia. Como respuesta a esta necesidad, el Grupo W@PColombia ha desarrollado la plataforma P3SIM con el objeto de brindar las facilidades necesarias para la construcci&oacute;n de aplicaciones m&oacute;viles seguras basadas en par&aacute;metros SIM.</p> <hr size="1">     <p><b>KEYWORDS</b>    ]]></body>
<body><![CDATA[<br> Digital signature, ICCID, IMSI, Java Card, SIM Module, SATSA</p>     <p><b>ABSTRACT</b></p>     <p>Services secure access requires a balance between the security level and device hardware and usability capabilities. These features require the design of models with a simple authentication and authorization scheme that also assure the information integrity. To solve this issue, the W@PColombia Group, developed the P3SIM platform in order to mobile applications may include security features based on SIM parameters.</p> <hr size="1">     <p><b>INTRODUCCI&Oacute;N</b></p>     <p>El medio inal&aacute;mbrico que utilizan los servicios m&oacute;viles los hace m&aacute;s susceptibles a problemas relacionados con seguridad en comparaci&oacute;n con los medios cableados. Desde que ingres&oacute; al mercado la telefon&iacute;a celular digital GSM a inicios de los a&ntilde;os 90, se ha prestado especial atenci&oacute;n a los mecanismos que garantizan la seguridad de las comunicaciones tanto de voz como de datos, con est&aacute;ndares como el GSM 02.48 (SIM Toolkit Secure Messaging) <a href="#1">[1]</a>. Sin embargo, proporcionar un acceso seguro a servicios en redes de telefon&iacute;a m&oacute;vil requiere un balance entre el nivel de seguridad que se ofrece y las limitaciones de los dispositivos m&oacute;viles. Estas limitaciones no s&oacute;lo est&aacute;n relacionadas con el rendimiento (capacidad de procesamiento y memoria) y el medio que utilizan para intercambiar la informaci&oacute;n, sino tambi&eacute;n con la usabilidad. Las limitaciones del teclado num&eacute;rico del tel&eacute;fono pueden conducir a los usuarios a una selecci&oacute;n poco rigurosa de sus claves de acceso, prefiriendo contrase&ntilde;as cortas, por ejemplo, que no son precisamente las m&aacute;s seguras.</p>     <p>Por esta raz&oacute;n, es necesario dise&ntilde;ar un modelo de autenticaci&oacute;n simple y transparente para el usuario, que garantice la integridad y el no repudio de la informaci&oacute;n que se intercambia cuando se accede a un servicio espec&iacute;fico desde un dispositivo m&oacute;vil. Para satisfacer esta necesidad, el Grupo de Inter&eacute;s en el Desarrollo de Aplicaciones M&oacute;viles e Inal&aacute;mbricas W@PColombia perteneciente al Grupo de Ingenier&iacute;a Telem&aacute;tica (GIT) de la Universidad del Cauca, ha construido la plataforma P3SIM para facilitar el desarrollo de aplicaciones m&oacute;viles seguras basada en los par&aacute;metros del M&oacute;dulo de Identificaci&oacute;n de Suscriptor (SIM) con prop&oacute;sitos de autenticaci&oacute;n. W@PColombia logr&oacute; un modelo transparente para el usuario ajustado a la usabilidad y seguridad que requieren los exigentes entornos del mundo moderno. Este trabajo constituye un complemento importante a otros proyectos que se han realizado al interior del grupo en el &aacute;rea del comercio electr&oacute;nico m&oacute;vil, espec&iacute;ficamente en el campo de seguridad (plataforma Mercurio) <a href="#2">[2]</a> y la adaptaci&oacute;n de algunos procesos ligados al sector de artesan&iacute;a en el entorno m&oacute;vil <a href="#3">[3]</a>.</p>     <p><b>MODELOS DE AUTENTICACI&Oacute;N PARA ACCESO A SERVICIOS DESDE DISPOSITIVOS M&Oacute;VILES</b></p>     <p>En general, para acceder a un servicio t&iacute;pico (comercio m&oacute;vil, acceso a bases de datos, aplicaciones a nivel de intranet, etc.) a trav&eacute;s de un dispositivo m&oacute;vil, lo primero que el usuario debe hacer es autenticarse ante el proveedor del servicio. Desde esta perspectiva, el modelo tradicional de autenticaci&oacute;n sugiere la utilizaci&oacute;n de un login y una contrase&ntilde;a bajo dos aproximaciones:</p>     <p>Digitando la informaci&oacute;n de autenticaci&oacute;n a. (login y contrase&ntilde;a) cada vez que se quiera hacer uso del servicio.</p>     <p>b. Digitando la informaci&oacute;n de autenticaci&oacute;n tan s&oacute;lo la primera vez que se hace uso del servicio, de forma tal que la aplicaci&oacute;n almacene estos datos en alg&uacute;n tipo de repositorio (como un RecordStore en una aplicaci&oacute;n Java ME <a href="#4">[4]</a>) haciendo innecesario el ingreso posterior de los mismos.</p>     ]]></body>
<body><![CDATA[<p>La primera aproximaci&oacute;n tiene serios inconvenientes desde el punto de vista de usabilidad; dadas las limitaciones de introducci&oacute;n de texto a trav&eacute;s del teclado num&eacute;rico del tel&eacute;fono m&oacute;vil, la digitaci&oacute;n continua del login y la contrase&ntilde;a se traduce en desperdicio de tiempo e incluso dinero por el uso de los recursos de la red cuando algunos de los par&aacute;metros es incorrecto y se requiere una nueva introducci&oacute;n del mismo. Igualmente, como una consecuencia directa de este comportamiento, los usuarios pueden optar por utilizar contrase&ntilde;as cortas, f&aacute;ciles de recordar pero tambi&eacute;n f&aacute;ciles de vulnerar. Al respecto, actualmente existen en el mercado algunas iniciativas para autenticaci&oacute;n desde dispositivos m&oacute;viles que pueden ser enmarcadas dentro de esta aproximaci&oacute;n; RSA, la divisi&oacute;n Seguridad de EMC, ha implementado una soluci&oacute;n denominada RSA SecurID cuyo soporte ha sido extendido a dispositivos JME y plataformas Windows Mobile <a href="#5">[5]</a>. La idea b&aacute;sicamente radica en proporcionar un mecanismo de autenticaci&oacute;n basado en un password o c&oacute;digo aleatorio que se usa s&oacute;lo una vez y cambia cada cierto tiempo previamente establecido; de esta manera, el usuario inicialmente debe introducir su c&oacute;digo PIN en la interface de la aplicaci&oacute;n m&oacute;vil y recibe un c&oacute;digo o password RSA SecurID; posteriormente el usuario introduce dicho c&oacute;digo como password en la aplicaci&oacute;n que se desea asegurar y &eacute;sta lo env&iacute;a para que su validaci&oacute;n sea realizada por un software denominado RSA Authentication Manager; para cada acceso el password generado ser&aacute; diferente. Siguiendo esta misma l&iacute;nea, la empresa DeepNet Security ofrece dos soluciones para autenticaci&oacute;n desde dispositivos m&oacute;viles: Mobile 2x2 <a href="#6">[6]</a> ofrece un mecanismo de autenticaci&oacute;n de doble v&iacute;a a trav&eacute;s de la misma filosof&iacute;a de generaci&oacute;n de passwords aleatorios que se usan una sola vez. Esta versi&oacute;n est&aacute; dirigida a dispositivos Windows Mobile, Java ME, Symbian y Palm; por otro lado, la misma compa&ntilde;&iacute;a ofrece la soluci&oacute;n Mobile Pass <a href="#7">[7]</a> orientada a dispositivos de bajas capacidades que ofrece la entrega de los passwords aletorios a trav&eacute;s de un mecanismo simple, pero al mismo tiempo universal, como SMS (Short Messaging Service).</p>     <p>En cuanto a la segunda aproximaci&oacute;n, aunque corrige de alguna manera el problema de usabilidad de la primera, tiene el inconveniente de almacenar los par&aacute;metros en un repositorio local que puede ser vulnerado en cualquier momento. Aunque en <a href="#2">[2]</a> se propone el uso de SRS (Secure Record Store) como mecanismo de almacenamiento persistente seguro del lado del dispositivo m&oacute;vil, el grado de seguridad alcanzado no es tan alto como el que proporcionan m&oacute;dulos dedicados Hardware/Software de tipo SIM <a href="#8">[8]</a>, WIM (Wireless Identity Module) <a href="#9">[9]</a>, o WLAN Smart Card <a href="#10">[10]</a>. En este &uacute;ltimo caso, a pesar de la importancia que representa el hecho de llevar mecanismos de autenticaci&oacute;n m&aacute;s seguros a los entornos WLAN, emulando de alguna manera lo que la SIM representa en las redes GSM <a href="#11">[11]</a>, la plataforma que aqu&iacute; se plantea est&aacute; destinada fundamentalmente a entornos de redes de telefon&iacute;a m&oacute;vil.</p>     <p>AUTENTICACI&Oacute;N BASADA EN PAR&Aacute;METROS SIM</p>     <p>A trav&eacute;s de la plataforma P3SIM que ser&aacute; descrita posteriormente, se propone un nuevo modelo de autenticaci&oacute;n que busca mejorar la usabilidad del modelo tradicional al tiempo que garantiza una protecci&oacute;n efectiva de la informaci&oacute;n. En este caso, el componente m&aacute;s importante en el proceso de autenticaci&oacute;n es la tarjeta SIM del tel&eacute;fono m&oacute;vil. El M&oacute;dulo de Identificaci&oacute;n de Suscriptor (SIM) brinda a los usuarios de las redes de telefon&iacute;a m&oacute;vil una verdadera movilidad e independencia, y se convierte en un elemento de identidad &uacute;nico de los usuarios frente a la red; a trav&eacute;s de este modelo de autenticaci&oacute;n, se propone que los par&aacute;metros almacenados en la SIM hagan parte del proceso de identificaci&oacute;n no solo ante el operador sino tambi&eacute;n ante los proveedores de servicio.</p>     <p>Las tarjetas SIM son una clase especial de tarjetas inteligentes con una CPU de 8/16 bits y frecuentemente con capacidades de memoria EEPROM entre 32 y 128 Kilobytes. En cuanto a la estructura l&oacute;gica, los archivos en la SIM est&aacute;n organizados en una estructura jer&aacute;rquica y pueden ser de tres tipos: MF (archivo maestro), DF (archivo dedicado) o EF (archivo elemental) <a href="#12">[12]</a>.</p>     <p>La esencia del esquema de autenticaci&oacute;n basado en par&aacute;metros SIM consiste en brindar a las aplicaciones el acceso a dos par&aacute;metros que identifiquen un&iacute;vocamente a cualquier usuario. Despu&eacute;s de analizar los archivos almacenados en la tarjeta SIM se lleg&oacute; a la conclusi&oacute;n que los dos par&aacute;metros que cumplen estas condiciones son el ICCID (Integrated Circuit Card Identification) y el IMSI (International Mobile Subscriber Identity). El ICCID es un archivo de 10 bytes que no tiene ning&uacute;n tipo de restricci&oacute;n para ser le&iacute;do pero no puede ser modificado; esta caracter&iacute;stica lo convierte en un candidato ideal para ser usado de alguna manera como el “login” del usuario. El IMSI es un par&aacute;metro de 8 bytes (en la mayor&iacute;a de los casos) el cual s&oacute;lo puede ser le&iacute;do mientras se haya introducido el CHV1 (o PIN), lo que implica que si por alguna raz&oacute;n un usuario pierde su SIM, el IMSI no podr&aacute; ser le&iacute;do (a menos que el CHV1 sea introducido correctamente) <a href="#13">[13]</a> <a href="#14">[14]</a>.</p>     <p>De acuerdo a este modelo, durante el proceso de autenticaci&oacute;n el dispositivo m&oacute;vil le env&iacute;a al proveedor del servicio los par&aacute;metros SIM y crea una clave que se almacena en la tarjeta, lo cual es transparente al usuario; este procedimiento puede realizarse durante la fase de suscripci&oacute;n al servicio, por ejemplo. Para acceder de forma segura al servicio, se crea una clave sim&eacute;trica con base en el IMSI que debe ser gestionada por el dispositivo m&oacute;vil (a trav&eacute;s de la tarjeta SIM) y por el proveedor; de esta manera, el dispositivo m&oacute;vil puede realizar transacciones de acuerdo al nivel de seguridad requerido y al volumen de informaci&oacute;n intercambiado. Por ejemplo, si se requiere enviar una gran cantidad de informaci&oacute;n sin importar la confidencialidad de la misma pero s&iacute; su integridad, entonces se debe usar la firma digital; por otro lado, si se requiere enviar poca informaci&oacute;n garantizando su integridad y confidencialidad entonces se debe usar el cifrado asim&eacute;trico.</p>     <p><b>LA PLATAFORMA P3 SIM</b></p>     <p>OBJETIVOS Y RETOS DE IMPLEMENTACI&Oacute;N</p>     <p>El Grupo de Inter&eacute;s en el Desarrollo de Aplicaciones M&oacute;viles e Inal&aacute;mbricas – W@PColombia de la Universidad del Cauca, desarroll&oacute; la Plataforma de Seguridad para Servicios m&oacute;viles basada en SIM Card - P3SIM con el objeto de brindar a los desarrolladores de servicios m&oacute;viles sobre redes de 2.5G y 3G las facilidades necesarias para adicionar caracter&iacute;sticas de seguridad a sus aplicaciones, de acuerdo con un modelo de autenticaci&oacute;n basado en par&aacute;metros SIM.</p>     ]]></body>
<body><![CDATA[<p>El primer objetivo que se traz&oacute; para la construcci&oacute;n de P3SIM fue proporcionar un Framework simple y liviano que se encargara de abstraer la complejidad del intercambio de bytes entre la aplicaci&oacute;n m&oacute;vil y la tarjeta SIM. En segundo lugar, era indispensable que el Framework construido pudiera ampliarse (con algoritmos de cifrado m&aacute;s complejos) y ser personalizado seg&uacute;n las necesidades de los proveedores de servicios. Para cumplir a cabalidad con los objetivos mencionados anteriormente, la disponibilidad de un ambiente de simulaci&oacute;n que permitiera testear las aplicaciones Java ME desarrolladas y las versiones futuras de la plataforma se convirti&oacute; en un factor fundamental y en el principal reto en la construcci&oacute;n de P3SIM. Se invirti&oacute; un gran esfuerzo en la construcci&oacute;n de dicho ambiente puesto que las herramientas de simulaci&oacute;n proporcionadas por el Wireless Toolkit de Sun <a href="#15">[15]</a> son bastantes limitadas y gen&eacute;ricas, ya que fueron construidas para comunicar una aplicaci&oacute;n Java ME con una tarjeta inteligente de prop&oacute;sito general y no con un m&oacute;dulo SIM; por otro lado, proporciona m&eacute;todos de cifrado muy sencillos (no manejan esquemas de cifrado asim&eacute;trico, por ejemplo), que deben ser complementados. Teniendo en cuenta las limitaciones anteriores, fue necesario dise&ntilde;ar un m&oacute;dulo que permitiera la comunicaci&oacute;n entre el Wireless Toolkit y una herramienta externa capaz de manipular par&aacute;metros SIM (como el IMSI y el ICCID) y que, adem&aacute;s, facilitara la comunicaci&oacute;n con tarjetas SIM reales. Despu&eacute;s de evaluar diferentes alternativas en el mercado, la herramienta seleccionada fue Aspects Developer <a href="#16">[16]</a>, un Entorno de Desarrollo para smart cards que ofrece una librer&iacute;a (dll) a trav&eacute;s de cual se habilita la comunicaci&oacute;n con sistemas externos (el Wireless toolkit, en nuestro caso). De esta manera, el ambiente de simulaci&oacute;n es el resultado de un h&iacute;brido entre las capacidades del Wireless Toolkit de Sun y Aspects Developer que se comunican a trav&eacute;s de una aplicaci&oacute;n Java SE; esta aplicaci&oacute;n contiene un m&oacute;dulo JNI (Java Native Interface) que a trav&eacute;s de Sockets habilita la comunicaci&oacute;n entre estas dos herramientas.</p>     <p>CARACTER&Iacute;STICAS DE LA PLATAFORMA</p>     <p>De acuerdo con los objetivos planteados en la secci&oacute;n anterior, la plataforma P3SIM ha sido estructurada en tres componentes principales:</p>     <p>- Un Framework para construcci&oacute;n de aplicaciones - Un ambiente de compilaci&oacute;n Java Card <a href="#17">[17]</a>. - Un ambiente de simulaci&oacute;n.</p>     <p>El Framework ofrece una interfaz de programa de aplicaci&oacute;n (API), que tiene asociado un Applet Java Card alojado en la tarjeta SIM y un grupo de clases Java ME, los cuales implementan un conjunto de m&eacute;todos de alto nivel para el manejo de cifrado/descifrado sim&eacute;trico o asim&eacute;trico y el manejo de firma digital a trav&eacute;s de APIs como SATSA (Security and Trust Services API) <a href="#18">[18]</a>. El ambiente de compilaci&oacute;n es de uso opcional y permite un proceso de compilaci&oacute;n sencillo para un Applet Java Card, en caso de que el proveedor de servicio desee gestionar un Applet propietario. El ambiente de simulaci&oacute;n se crea debido a la inexistencia de una herramienta que permita simular, en un ambiente de desarrollo de aplicaciones Java ME, el acceso a par&aacute;metros GSM y el uso de cifrado asim&eacute;trico al interior de la tarjeta SIM, como se explic&oacute; anteriormente.</p>     <p>Como se muestra en la <a href="#f1">Figura 1</a>, la arquitectura del Framework P3SIM se compone de las siguientes clases:</p>     <p>- <i>SECApplet</i>: Es una clase Java Card que implementa todas las facilidades criptogr&aacute;ficas y SAT (SIM Application Toolkit) que ser&aacute;n utilizadas, como por ejemplo generaci&oacute;n y almacenamiento de claves, cifrado asim&eacute;trico y el acceso a par&aacute;metros GSM. Esta clase puede ser modificada para ampliar las capacidades del framework, como fue planteado en los objetivos para la construcci&oacute;n de la plataforma.</p>     <p>- <i>P3SIM</i>: Es la clase principal de la plataforma. Provee los m&eacute;todos est&aacute;ticos que pueden ser invocados por los desarrolladores que hagan uso del Framework.</p>     <p>- <i>ResourceManager</i>: Es la clase encargada del manejo de los recursos necesarios para instalar el SECApplet en la tarjeta SIM.</p>     <p>- <i>CommManager</i>: Es la clase encargada del manejo de las comunicaciones entre la clase P3SIM y el Applet de seguridad SECApplet instalado en la tarjeta SIM del m&oacute;vil. Para realizar sus tareas se soporta en la clase BeanConnector.</p>     ]]></body>
<body><![CDATA[<p>- <i>BeanConnector</i>: Es la clase que realiza los procesos de comunicaci&oacute;n con el Applet de seguridad a bajo nivel, manipula los datos y los bytes necesarios para la generaci&oacute;n de las command APDU (Application Protocol Data Units) con las cuales se comunica P3SIM y el Applet de seguridad instalado en la tarjeta SIM.</p>     <p>- <i>SymmetricManager</i>: Es la clase encargada del manejo de la criptograf&iacute;a sim&eacute;trica. Posee m&eacute;todos necesarios para el cifrado y descifrado utilizando el algoritmo DES.</p>     <p>- <i>DigestManager</i>: Es la clase encargada de la generaci&oacute;n de MessageDiggest y utiliza el algoritmo SHA-1, adem&aacute;s permite la comparaci&oacute;n de dos MessageDiggest a fin de verificar la validez de una firma.</p>     <p>    <center><img src="img/revistas/ring/n26/n26a5f1.jpg"><a name="f1"></a></center></p>     <p>Figura 1. Arquitectura del framework P3SIM.</p>     <p>A trav&eacute;s del Framework descrito, la plataforma P3SIM ofrece los siguientes servicios:</p>     <p>- Obtener par&aacute;metros del m&oacute;dulo SIM como el IMSI, ICCID, LOCI (Location Information) y el SST (SIM Service Table).</p>     <p>- Crear, obtener o actualizar dos claves DES, un par de claves RSA (de 1024 bits) del usuario y una clave p&uacute;blica RSA de otra entidad <a href="#19">[19]</a>.</p>     <p>- Cifrar y descifrar informaci&oacute;n de forma sim&eacute;trica con cualquiera de las dos claves DES. As&iacute; se logra garantizar la integridad y confidencialidad de la informaci&oacute;n.</p>     ]]></body>
<body><![CDATA[<p>- Cifrar y descifrar informaci&oacute;n con cualquiera de las tres claves RSA, lo que permite intercambiar informaci&oacute;n entre la aplicaci&oacute;n Java ME y el proveedor del servicio, lo cual garantiza la integridad, confidencialidad y el no repudio.</p>     <p>Calcular y verificar una firma digital, - con el objeto de garantizar la integridad de grandes cantidades de informaci&oacute;n recibidas desde el proveedor del servicio y el no repudio.</p>     <p>Dadas las caracter&iacute;sticas de la plataforma P3SIM, se plantea una arquitectura de referencia en capas para el desarrollo de aplicaciones que requieran acceso seguro a servicios desde dispositivos m&oacute;viles, basado en los par&aacute;metros SIM del tel&eacute;fono (<a href="#f2">Figura 2</a>).</p>     <p>    <center><img src="img/revistas/ring/n26/n26a5f2.jpg"><a name="f2"></a></center></p>     <p>Figura 2. Arquitectura de referencia para el desarrollo de aplicaciones seguras con P3SIM.</p>     <p>En la parte baja de la torre se encuentra el hardware de la SIM (que incluye los m&eacute;todos nativos) y los par&aacute;metros GSM, dentro de los cuales son de especial inter&eacute;s el IMSI y el ICCID. La siguiente capa la conforma un Applet Java Card que implementa los m&eacute;todos para acceder a los par&aacute;metros SIM; permite gestionar claves sim&eacute;tricas, asim&eacute;tricas, certificados digitales y permite, finalmente, cifrar peque&ntilde;as cantidades de informaci&oacute;n con criptograf&iacute;a asim&eacute;trica. La siguiente capa est&aacute; conformada por el Framework P3SIM el cual se encarga de abstraer la complejidad del intercambio de bytes entre el m&oacute;vil y la tarjeta SIM e implementa los m&eacute;todos de cifrado sim&eacute;trico y generaci&oacute;n de hash (usado en la firma digital). En el siguiente nivel se encuentra el dominio de la aplicaci&oacute;n, ilustrado a trav&eacute;s del patr&oacute;n Modelo-Vista-Control (MVC) (uno de los m&aacute;s utilizados en el &aacute;rea de desarrollo de aplicaciones para dispositivos m&oacute;viles).</p>     <p>PRUEBAS DE LA PLATAFORMA P3 SIM</p>     <p>Uno de los elementos clave en las pruebas de unidad de la plataforma P3SIM es la descarga y puesta en operaci&oacute;n del Applet, que se descarga a la tarjeta SIM. En primer lugar, se dise&ntilde;aron algunos archivos de prueba que contienen los comandos que gestionan las funciones del Applet, como se muestra a continuaci&oacute;n:</p>     <p>    ]]></body>
<body><![CDATA[<center><img src="img/revistas/ring/n26/n26a5f3.jpg"></center></p>     <p>Luego de este proceso se comprob&oacute; el funcionamiento correcto de los m&eacute;todos que acceden a los par&aacute;metros SIM y los que se encargan de gestionar el cifrado y descrifado de la informaci&oacute;n. En el primer caso, fue necesario recurrir a las capacidades del entorno Aspects Developer, ya que el Java Card Kit <a href="#20">[20]</a> de Sun no soporta esta funcionalidad. En el segundo caso, se utiliz&oacute; la herramienta “cref ” del Java Card Kit para simular una tarjeta cargada en el SECApplet y por medio de la utilidad “apdutool” se envi&oacute; el archivo de comandos mostrado anteriormente, obteniendo las respuestas espec&iacute;ficas para cada uno de los comandos enviados.</p>     <p>Para completar la integraci&oacute;n de la plataforma, las pruebas de sistema fueron ejecutadas a trav&eacute;s de los siguientes procedimientos:</p>     <p>La instalaci&oacute;n del Applet en la - SIM simulada, por parte de un MIDlet.</p>     <p>- Crear una clave DES con base en un par&aacute;metro SIM.</p>     <p>- Obtener una clave sim&eacute;trica de la tarjeta simulada y luego cifrar/descifrar informaci&oacute;n con dicha clave.</p>     <p>- Obtener un Hash de cualquier informaci&oacute;n, con los algoritmos soportados por SATSA.</p>     <p>- Generar y verificar una firma digital, para ello el Wireless Toolkit de Sun debe acceder a la tarjeta SIM simulada.</p>     <p>Se utilizaron tarjetas SIM Java Card Axalto USIMERA de 128 Kb y s&oacute;lo fue posible descargar los applets empleando la herramienta VIEWS Professional, propietaria de Axalto. Otras herramientas como “Interoperable Loader” de la SIM Alliance no arrojaron resultados satisfactorios. A trav&eacute;s de la realizaci&oacute;n de estas pruebas fue posible comprobar que el ambiente de simulaci&oacute;n desarrollado proporciona las facilidades requeridas para que los desarrolladores realicen los tests de sus aplicaciones Java ME, las cuales acceden a par&aacute;metros SIM a trav&eacute;s de SATSA, de forma transparente.</p>     <p>Finalmente, es necesario resaltar algunos aspectos importantes relacionados con el rendimiento de la plataforma P3SIM. Las capacidades computacionales exigidas a los dispositivos m&oacute;viles habilitados para desempe&ntilde;arse dentro de un entorno seguro se ven incrementadas proporcionalmente al nivel de seguridad requerido. De esta forma, es l&oacute;gico que la integraci&oacute;n de las capacidades de la plataforma P3SIM dentro de una aplicaci&oacute;n m&oacute;vil exija una cuota de recursos computacionales adicionales por parte del dispositivo que ejecuta la aplicaci&oacute;n. En t&eacute;rminos generales, las pruebas realizadas permiten afirmar que la cantidad de memoria extra exigida al integrar las capacidades de P3SIM, puede ser considerada como moderada y muy acorde a los niveles de seguridad y confiabilidad exigidos, como lo muestran las gr&aacute;ficas obtenidas a trav&eacute;s del monitor de memoria del Wireless Toolkit (<a href="#f3">Figura 3</a>). Sin embargo, la posibilidad de optimizaci&oacute;n de los algoritmos para disminuir el costo computacional permanece ligada a la implementaci&oacute;n de las APIs de SATSA que realice el fabricante del dispositivo.</p>     ]]></body>
<body><![CDATA[<p>    <center><img src="img/revistas/ring/n26/n26a5f4.jpg"><a name="f3"></a></center></p>     <p>Figura 3. Consumo de memoria P3SIM.</p>     <p>En cuanto al consumo de ancho de banda, P3SIM no incrementa el tr&aacute;fico de datos del usuario puesto que la informaci&oacute;n &uacute;til es cifrada, pero se conserva la longitud del mensaje original a diferencia de los modelos de cifrado de informaci&oacute;n basados en XML, los cuales han demostrado un incremento significativo en el tr&aacute;fico de datos entre la aplicaci&oacute;n m&oacute;vil y el servidor, a pesar de los esfuerzos que se han realizado para su compactaci&oacute;n.</p>     <p>PROTOTIPO DE VALIDACI&Oacute;N</p>     <p>Para validar las funcionalidades de la plataforma, se implement&oacute; un prototipo de comercio electr&oacute;nico m&oacute;vil que emplea el modelo de autenticaci&oacute;n basado en par&aacute;metros SIM. En t&eacute;rminos generales, el prototipo hace uso de las APIs de SATSA (a trav&eacute;s del Framework P3SIM) para comunicarse con un Applet Java Card en la tarjeta SIM seg&uacute;n lo planteado en la arquitectura de referencia. En la <a href="#f4">Figura 4 </a> se muestra la arquitectura de la aplicaci&oacute;n que reside en el tel&eacute;fono m&oacute;vil y el diagrama de casos de uso del prototipo implementado.</p>     <p>    <center><img src="img/revistas/ring/n26/n26a5f5.jpg"><a name="f4"></a></center></p>     <p>Figura 4. Arquitectura de la aplicaci&oacute;n cliente.</p>     <p>El prototipo se basa en una arquitectura simple en la cual la clase ECommerceMIDlet controla el ciclo de vida de la aplicaci&oacute;n y accede a las facilidades de la plataforma P3SIM para comunicarse con el m&oacute;dulo SIM y acceder al servicio. Las clases restantes gestionan la interfaz gr&aacute;fica de la aplicaci&oacute;n. Como se puede observar en el diagrama de casos de uso del prototipo, se propone un modelo mediante el cual el usuario realiza inicialmente una suscripci&oacute;n al servicio de comercio electr&oacute;nico m&oacute;vil. Durante este proceso, el usuario introduce sus datos personales y &eacute;stos son enviados por la aplicaci&oacute;n al servidor, adicionando los par&aacute;metros IMSI e ICCID del m&oacute;dulo SIM, para que sean registrados por parte del proveedor del servicio. Cuando el usuario desea acceder al servicio posteriormente, el proceso de autenticaci&oacute;n se basa en estos par&aacute;metros SIM, lo cual evita el uso de un login y contrase&ntilde;a como se plantea en el modelo tradicional.</p>     ]]></body>
<body><![CDATA[<p>Las ventajas del uso de la plataforma P3SIM no s&oacute;lo se reflejan en el proceso de autenticaci&oacute;n, sino tambi&eacute;n en cualquiera de las operaciones cl&aacute;sicas que se puede encontrar en un portal de comercio electr&oacute;nico convencional. Cuando el usuario desea ofrecer un producto, introduce en el tel&eacute;fono m&oacute;vil la informaci&oacute;n b&aacute;sica del producto (nombre, descripci&oacute;n, precio) y opcionalmente toma una fotograf&iacute;a del producto si el tel&eacute;fono ofrece esta capacidad o la adiciona desde el sistema de archivos; esta informaci&oacute;n es enviada al servidor junto con la firma digital, garantizando la integridad y el no repudio de los datos. Igualmente, cuando el usuario consulta la informaci&oacute;n de un producto, el proveedor del servicio env&iacute;a la informaci&oacute;n junto con su firma digital, de tal manera que la aplicaci&oacute;n en el tel&eacute;fono m&oacute;vil no desplegar&aacute; el contenido a menos que la firma sea v&aacute;lida; logrando as&iacute; un proceso de autenticaci&oacute;n en ambos sentidos. En el caso de una transacci&oacute;n electr&oacute;nica, el prototipo utiliza cifrado asim&eacute;trico para el n&uacute;mero de la tarjeta de cr&eacute;dito o cuenta bancaria (seg&uacute;n sea el caso), de tal manera que esta informaci&oacute;n es intercambiada de forma segura a trav&eacute;s de la red.</p>     <p>Como conclusiones importantes acerca del prototipo de validaci&oacute;n es importante resaltar que el solo hecho de almacenar las claves tanto sim&eacute;tricas como asim&eacute;tricas en una tarjeta inteligente como la tarjeta SIM, brinda al sistema un nivel de seguridad importante. Por otro lado, el framework P3SIM se ha construido basado en premisas de seguridad ampliamente usadas y probadas, como por ejemplo las utilizadas en la clave RSA privada del usuario a la cual s&oacute;lo se le permite ser creada o actualizada, pero nunca puede ser obtenida o extra&iacute;da de la tarjeta SIM. Finalmente, la plataforma P3SIM brinda la flexibilidad requerida para realizar transacciones con el nivel de seguridad requerido: por ejemplo, usar cifrado sim&eacute;trico para intercambiar un gran volumen de informaci&oacute;n que no requiere un alto nivel de seguridad o usar el cifrado asim&eacute;trico para intercambiar un peque&ntilde;o volumen de informaci&oacute;n con requerimientos de seguridad exigentes, como en el caso del intercambio del n&uacute;mero de tarjeta de cr&eacute;dito o cuenta bancaria, descrito previamente.</p>     <p><b>CONCLUSI&Oacute;N</b></p>     <p>La plataforma P3SIM ofrece nuevas posibilidades para el desarrollo de aplicaciones m&oacute;viles que requieren acceso seguro, al tiempo que mejora la usabilidad a trav&eacute;s de procesos de autenticaci&oacute;n totalmente transparentes para el usuario. P3SIM re&uacute;ne las ventajas de identificaci&oacute;n que proporciona el m&oacute;dulo SIM, ampliamente desplegado en las redes de telefon&iacute;a m&oacute;vil modernas, y las capacidades que ofrecen en materia de seguridad APIs como SATSA y JavaCard en el entorno de las aplicaciones Java ME, la plataforma m&aacute;s exitosa para el desarrollo de aplicaciones m&oacute;viles en el mundo. Aunque el despliegue de APIs como SATSA o Java Card es incipiente en los terminales actuales, el grupo W@PColombia ha creado un precedente importante a partir de la construcci&oacute;n de P3SIM para el desarrollo de aplicaciones seguras en uno de los entornos m&aacute;s exigentes y de mayor despliegue actualmente, como lo es la telefon&iacute;a m&oacute;vil.</p> <hr size="1">     <p><b>REFERENCIAS</b></p>     <!-- ref --><p><a name="1"></a>[1] ETSI. <i>Security mechanisms for the SIM Application Toolkit</i>., GSM 02.48 Specification&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=000098&pid=S0121-4993200700020000500001&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --><!-- ref --><p><a name="2"></a>[2] O. Caicedo, D. Cer&oacute;n, D. Chamorro, F. Mart&iacute;nez, y J. Hurtado. <i>Arquitectura para la Provisi&oacute;n Segura de Servicios en Redes de Telefon&iacute;a M&oacute;vil (Mercurio)</i>. Memorias del IV Congreso Iberoamericano de Telem&aacute;tica CITA 2006, Monterrey, ITESM, mayo de 2006&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=000099&pid=S0121-4993200700020000500002&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --><!-- ref --><p><a name="3"></a>[3] O. Caicedo, F. Mart&iacute;nez, M, G&oacute;mez, y J. Hurtado. “Architectures for Web Services Access from Mobile Devices”. <i>Memorias del Third Latin American Web Congress La Web 2005</i><i>. </i>Buenos Aires, Sociedad Argentina de Inform&aacute;tica e Investigaci&oacute;n Operativa SADIO, <i>noviembre de </i><i>2005</i><i>, </i>pp. 93-97.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=000100&pid=S0121-4993200700020000500003&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --><!-- ref --><p><a name="4"></a>[4] J. Muchow. <i>Core J2ME Technology &amp; MIDP</i>. New York: Prentice Hall, 1a ed., 2001, pp. 1-15.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=000101&pid=S0121-4993200700020000500004&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --><!-- ref --><p><a name="5"></a>[5] EMC News. RSA Broadens Reach of RSA SecurID&reg; Two-Factor Authentication Solution with Expanded Support for Leading Mobile Device Platforms. EMC, Abril, 2007. Disponible en: <a href="http://www.emc.com/news/emc_releases/showRelease.jsp?id=5053&printtest123=PRINTABLE" target="_blank">http://www.emc.com/news/emc_releases/showRelease.jsp?id=5053&amp;printtest123=PRINTABLE</a>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=000102&pid=S0121-4993200700020000500005&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --><!-- ref --><p><a name="6"></a>[6] DeepNet Security, Mobile 2x2™. DeepNet Security, Enero, 2007. Disponible en: <a href="http://www.deepnettechnologies.com/products/mobile2x2.asp" target="_blank">http://www.deepnettechnologies.com/products/mobile2x2.asp</a>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=000103&pid=S0121-4993200700020000500006&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --><!-- ref --><p><a name="7"></a>[7] DeepNet Security, MobilePass™. DeepNet Security, Enero, 2007. Disponible en: <a href="http://www.deepnettechnologies.com/products/mobilepass.asp" target="_blank">http://www.deepnettechnologies.com/products/mobilepass.asp</a>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=000104&pid=S0121-4993200700020000500007&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --><!-- ref --><p><a name="8"></a>[8] 3GPP. Specification of the Subscriber Identity Module - Mobile Equipment (SIM-ME) Interface, Junio, 2006. Disponible en: <a href="http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/1111.htm" target="_blank">http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/1111.htm</a>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=000105&pid=S0121-4993200700020000500008&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --><!-- ref --><p><a name="9"></a>[9] WAP Forum. Wireless Identity Module - Part: Security, WAP Forum, Julio, 2001. Disponible en: <a href="http://www.wapforum.org/tech/documents/WAP-260-WIM-20010712-a.pdf" target="_blank">http://www.wapforum.org/tech/documents/WAP-260-WIM-20010712-a.pdf</a>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=000106&pid=S0121-4993200700020000500009&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --><!-- ref --><p><a name="10"></a>[10] WLAN Smart Card Consortiu m. WLAN-SIM Specification Version 1.0., WLAN Smart Card Consortium, Octubre, 2003. Disponible en: <a href="http://wlansmartcard.org/specs/WLAN-SIM-V1.pdf" target="_blank">http://wlansmartcard.org/specs/WLAN-SIM-V1.pdf</a>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=000107&pid=S0121-4993200700020000500010&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --><!-- ref --><p><a name="11"></a>[11] A. Ahmad, R. Chandler, A. Dharmadhikari, y U. Sengupta. “SIM-Based WLAN Authentication for Open Platforms”. <i>Technolog y Intel Magazine</i>, Agosto, 2003. Disponible en: <a href="http://www.pcparents.com/technology/magazine/communications/wi08031.pdf" target="_blank">http://www.pcparents.com/technology/magazine/communications/wi08031.pdf</a>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=000108&pid=S0121-4993200700020000500011&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --><!-- ref --><p><a name="12"></a>[12] S. Redl, M. Weber, y M. Oliphant. <i>GSM and Personal Communications Handbook</i> Norwood: Artech House,1a ed., 1998, pp. 303 – 344.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=000109&pid=S0121-4993200700020000500012&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --><!-- ref --><p><a name="13"></a>[13] 3GPP. Specification of the Subscriber Identity Module-Mobile Equipment (SIM-ME) interface., 3GPP TS 11.11, Sophia Antipolis Cedex, Francia, 3GPP PartnerShip Program, Ju., 2005&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=000110&pid=S0121-4993200700020000500013&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --><!-- ref --><p><a name="14"></a>[14] S. Guthery y M. Cronin. <i>Mobile Application Development with SMS and the SIM Toolkit</i>. 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Contribuci&oacute;n al desarrollo de un entorno seguro de m-commerce,    Tesis presentada a la Universidad Polit&eacute;cnica de Catalunya,    para optar al grado de Doctor en Ingenier&iacute;a Tel&eacute;matica.,    2002.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=000121&pid=S0121-4993200700020000500023&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --><!-- ref --><p>  SIM Alliance Web Site    Disponible en: <a href="http://www.simalliance.org/" target="_blank">http://www.simalliance.org/</a>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=000122&pid=S0121-4993200700020000500024&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --><!-- ref --><p>  Axalto. USIMERA    The USIM card for 3G services. Disponible en: <a href="http://www.axalto.com/wireless/usimera.asp" target="_blank">http://www.axalto.com/wireless/usimera.asp</a>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=000123&pid=S0121-4993200700020000500025&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --> ]]></body><back>
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