利用FPGA/CPLD可编程技术防止移动设备盗窃 微软雅黑, 编程技术

从澳大利亚到中国，从美国到欧洲，手机制造商不断为其产品增加新的语音/数据功能，而具有新功能的手机更容易被盗。此类犯罪在每个国家都在持续上升，仅澳大利亚每天就约有两千多部手机丢失或被盗。本文讨论了FPGA或CPLD可编程芯片技术在防止移动设备盗窃方面能够起到什么重要的作用。
现在，大多数国家都成立了新的机构来防止盗窃行为并提高人们的防盗意识。这些组织包括移动设备全国数据库(MEND)和澳大利亚移动电信联盟(ATMA)。位于美国的防止犯罪组织也有一个专门针对移动设备犯罪的机构，称为移动行业犯罪行动论坛(MICAF)。
在大多数新的3G系统中，预防手机盗窃的标准方法是利用每个手机所独有的个人识别号码(PIN)。通过国际移动设备识别(IMEI)计划记录这一信息，法律执行部门能够找回失窃手机的机会就会更大。如果记录了这一信息，服务供应商就可以禁用失窃的手机，从而使其对于小偷来说变成无用的东西。第三代(3G)手机一般都支持这一功能。
通过IMEI计划，一旦用户报告手机失窃，小偷就无机可乘了，因为服务供应商可以从远程禁用该手机。问题是手机用户是否会使用IMEI功能。如果使用了PIN码，服务供应商就有机会找回手机并保证业务运营更具赢利能力。
服务供应商可通过采用IMEI计划和适当的硬件和软件设计来抓住小偷。对于3G手机来说，这已经成为现实。在大多数3G手机上键入#06#，都会显示出IMEI信息。当有手机报告失窃时，网络运营商可有几种选择。例如，如采用灰色名单或黑名单。灰色名单允许手机继续使用，但可通过SIM信息跟踪使用者。黑名单禁止任何设备识别寄存器(EIR)匹配的手机在任何网络上使用。
图1示出了IMEI格式以及代码的定义。用户可容易地记录其设备的IMEI码并了解其对应的含义。
国际移动设备识别码是分配给每个移动设备(ME)用来唯一确定该设备的识别号码。IMEI码由批准型号码(TAC)、最后组装地代码(FAC)、序列号(SNR)和一个备用位组成。
TAC代表批准型号码。TAC的头两位代表批准的国家。FAC是最后组装地代码，用来标志制造或最后组装的地方。其长度为两位。SNR为序列号，S位作为备用。这种代码用于通用3G移动设备。
图2详细给出了国际移动用户识别码(IMSI)，用来在GMS和UMTS网络中唯一地确定移动用户。它包括移动国家号码(MCC)、移动网号(MNC)和移动用户识别码(MSIN)。
MCC移动国家码由三位数字组成，用来唯一地确定移动用户所属的国家。MNC移动网号由两位或三位数字组成，用来识别特定国家内的移动网络。同时，MSIN，即移动用户识别码是国际电信联盟-电信标准组(ITU-T)所定义的国际移动用户识别(IMSI)的一部分，用来唯一地识别特定移动网络中的移动设备或用户。MSIN最长为10位。
到2007年，支持IMEI特性的3G手机将会在大多数国家成为主流。根据日本IDC的最新研究(图3)，2002-2007年日本3G移动电话服务预测和分析，日本的3G服务市场到2007年将达到6,900万用户，在总数达8,890万用户的蜂窝手机/PHS市场中占77.6%的份额。就营收来说，3G市场将达到64,032亿日元，在78,654亿日元的总市场营收中占81.4%的份额。
制造商和服务供应商也在通过对手机用户的使用教育来防止盗窃的发生。大多数手机用户都喜欢直接操作的简便性。他们通常不愿意接受锁定手机或输入PIN码来开启手机的方式。如果手机运营商强制使用PIN码，用户将不得不在呼叫过程中增加额外的一步。根据英国普利茅斯大学的研究，移动用户普遍倾向于避免任何附加步骤或不方便。
利用法律来加强IMEI安全性
根据www.cellular.co.za/news上的一篇文章，现在的窃贼们已经在尝试破解IMEI安全性措施。2003年2月5日，英国Midland的警察搜查了据说是英国第一家对偷来的手机进行重新编程，或复制的商店。在搜查中，查获了一台电脑、相关软件和其它设备。新通过的2002年移动电话(重新编程)法案将未经制造商授权修改移动电话IMEI码，或者提供用于此类目的的设备的行为定为犯罪。违反此法律的人将会面临最长坐牢五年的惩罚和/或没有上限的罚款。Orange和T-Mobile等运营商也在与本地警察机构合作，帮助寻回失窃的移动设备。
手机号码可携带性
到2003年11月23日，美国法律要求在100个城市地区的无线运营商必须支持服务供应商本地号码携带制度(LNP)。这将允许用户在不必改变号码的情况下更换服务供应商。由于这一法律，用户将更容易接受前面所述的在手机被窃时能够禁用手机的安全性功能。随着美国的这一行动，其它国家也会寻求制定相应的本地号码携带制度。
现在，技术在防止移动设备盗窃方面扮演了更为重要的角色。利用现在的可编程芯片，手机可以有两种工作模式，第二种模式仅在手机报告失窃时才远程开启。这些称为现场可编程门阵列(FPGA)或复杂可编程逻辑器件(CPLD)的可编程芯片允许服务供应商重新配置其中的硬件，甚至在产品卖给客户后仍然可以进行。这一过程也称为“即时”(On The Fly)重配置。禁用手机的备用功能可存储在较小的存储器空间中，并且在用户报告失窃后可用来配置禁用手机，同时还可用来帮助找回手机。这一可重配置功能还可用来增加新的功能和进行产品升级。