DIRECTOR Luis Alejandro Rojas

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1 DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE SOFTWARE PARA LA PREVENCIÓN DEL FRAUDE A NIVEL DE TELEFONÍA MÓVIL CELULAR. A TRAVÉS DE SEGUIMIENTO DE RECARGAS Y CREACIÓN DE PERFILES DESARROLLADO PARA LA COORDINACIÓN DE PROTECCIÓN TECNOLÓGICA DE COMCEL S.A. Mónica Catalina Martín Rincón Phil Anderson Contreras Obando DIRECTOR Luis Alejandro Rojas UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS INGENIERIA EN TELECOMUNICACIONES BOGOTA D.C. ENERO, 2012

2 Tabla de contenido 1. INTRODUCCIÓN 5 2. MARCO DE REFERENCIA LA TELEFONÍA CELULAR GSM Arquitectura de una red GSM SEÑALIZACIÓN NÚMERO Modos de señalización La pila de protocolo SS MINERIA DE DATOS EL FRAUDE EN LAS TELECOMUNICACIONES Tipos de fraudes en la Telefonía Móvil ¾Cómo controlar el fraude? ESTADO DEL ARTE JUSTIFICACIÓN OBJETIVOS Objetivo General Objetivos Especícos IMPACTO ESPERADO METODOLOGÍA CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES 13

3 Lista de tablas 1. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES PRESUPUESTO GLOBAL DE LA PROPUESTA POR FUENTES DE FINANCIANCIÓN (en miles de $) 13

4 Lista de Figuras 1. Celdas Telefonía Móvil Celular[3] Arquitectura de una red GSM [4] Estructuración en capas de la red SS7[1]

5 1. INTRODUCCIÓN Con el desarrollo de las comunicaciones y el auge tecnológico se prestan servicios; que con el transcurso del tiempo son cada vez más accesibles a cualquier tipo de personas. Por ello, en el campo de la telefonía móvil, es de vital importancia establecer diferentes políticas para tener un eciente control en la prestación de estos servicios. Esta necesidad de proteger al usuario, conlleva a que se presenten diversos métodos para perlar y dar seguimiento a los servicios que utilice este; la minería de datos en tratamiento de grandes volúmenes de información, es el método que nos ayuda a cumplir con esta tarea. Este documento presenta el marco global de fraude que se presenta en la actualidad; las características básicas para el análisis de datos en la minería de datos y el tratamiento que ofreceremos de la problemática a resolver. 2. MARCO DE REFERENCIA 2.1. LA TELEFONÍA CELULAR Es un sistema de telefónico donde la comunicación es totalmente inalámbrica; los sonidos se convierten en señales electromagnéticas que viajan a través del aire, éstas son recibidas y transformada en mensajes a través de antenas de repetidoras o a través del satélite de ruta. Un teléfono móvil es un dispositivo dual, es decir; una frecuencia es usada para hablar, y la segunda frecuencia para escuchar. Funcionan con "células" ("cells") que se pueden alternar a medida que el usuario cambie su ubicación hacia otra nueva celda. Un claro ejemplo es cuando una persona que usa un teléfono celular, puede manejar por toda la ciudad y conservar la conversación todo el tiempo, en este caso la ciudad puede ser dividida en pequeñas "células" (o celdas), que permiten extender la frecuencia por toda la ciudad. Esto es lo que permite que millones de usuarios utilicen el servicio en un amplio territorio sin tener inconvenientes en la comunicación. Funcionamiento: Usted puede dividir un área (como una ciudad) en células. Cada célula es típicamente un tamaño de 10 millas cuadradas (aproximadamente 26 km²). Las células están diseñadas de modo que su cobertura esté en la forma de hexágonos, como es presentado en la Figura 1. El tamaño de las células puede cambiar dependiendo del lugar en el que están. Las estaciones base están separadas entre 1 y 3 km en las zonas urbanas, a pesar de que puede llegar a estar separadas por más de 35 km en las zonas rurales. En las zonas densamente pobladas o zonas con muchos obstáculos (como en los edicios altos), las células pueden tener distancias cada vez menores. Los edicios pueden interferir, a su vez, con el envío de las señales entre las células que están más distantes, por lo que algunos edicios tienen su propia "microcelula." Los subterráneos son las típicas escenas donde se hacen necesarias. Las microcélulas se pueden utilizar para aumentar la capacidad general de la red en zonas abiertamente pobladas. Debido al hecho de que los teléfonos celulares y las estaciones de base utilizan transmisores de baja potencia, las mismas frecuencias pueden ser reutilizadas en células no adyacentes. Cada célula en un sistema análogo utiliza el séptimo de los canales disponibles de voz. Que es una célula más seis que la rodean en un arreglo hexagonal, cada uno con el séptimo de los canales disponibles para que cada célula Tenga un único grupo de frecuencias y no haya colisiones entre células adyacentes. Las transmisiones de estaciones base y teléfonos no alcanzan una distancia más allá de la célula. Con la transmisión digital, aumenta el número de canales disponibles.

6 Figura 1: Celdas Telefonía Móvil Celular[3] La telefonía celular requiere un número grande de estaciones base para las ciudades de cualquier tamaño. Una ciudad típica grande puede tener cientos de torres de difusión. Pero ya que tantas personas usan este servicio los gastos permanecen bajos para el usuario. [8] GSM (Global System for mobile comunications): Sistema Global para comunicaciones móviles. Es un estándar desarrollado en Europa para telefonía móvil, se ha convertido en el sistema móvil de uso más difundido en el mundo. Se utiliza en las frecuencias de 850, 900, 1800 y 1900 MHz Arquitectura de una red GSM Todas las redes GSM se pueden dividir en cuatro partes principales: Estación móvil (MS), estación base (BS), subsistema de la conmutación y red (NSS), y subsistema de soporte y operación (OSS). Descripción Elementos redes GSM: Estación Móvil o Mobile Station (MS). La estación móvil es la componente externa y visible de la red, es decir, la única parte del sistema completo con la que el usuario interactúa. Entre ellas están las estaciones móviles de mano que son las más comunes y utilizadas, sin embargo otras estaciones pueden estar ubicadas en los automóviles y en portátiles. Estación Base o Base Station Subsystem (BSS): Tiene contacto directo con las estaciones móviles por medio de la interfaz de radio, e incluye los equipos encargados de la transmisión y recepción además de su gestión, está en contacto con los conmutadores del subsistema de conmutación. La misión de la estación base se puede resumir en conectar la estación móvil y el subsistema de conmutación, y por lo tanto, conecta al usuario del móvil con otros usuarios. Subsistema de Conmutación y Red o Network and Switching Subsystem (NSS). con la responsabilidad de comunicar a los diversos usuarios de la red y se subdivide en siete diversos sistemas: Mobile Services Switching Center (MSC), Gateway Mobile Services Switching Center (GMSC), Home Location Registrer (HLR), Visitor Location Registrer (VLR), Authentication Center (AuC), Equipment Identity Registrer (EIR), GSM Interworking Unit (GIWU). A continuación, algunas de las más importantes:

7 Figura 2: Arquitectura de una red GSM [4] Mobile Services Switching Center (MSC): es la responsable por el control de las llamadas en la red móvil, identica el origen y destino de la llamada además del tipo de llamada generada. Gateway Mobile Services Switching Center (GMSC): Es el camino entre 2 redes, por ejemplo si un usuario quisiera realizar una llamada desde su teléfono móvil a un teléfono jo tendría que ir a través de un GMSC con el n de cambiar de la red de telefonía móvil a RTPC (Red Telefónica Pública Conmutada); otro claro ejemplo aplicaría entre operadores del mismo servicio móvil celular para cambiar de una red a otra y poder gestionar la llamada (ejemplo llamar de Comcel a Tigo). Home Location Registrer (HLR): Mantiene un registro permanente de los abonados, como por ejemplo su número y servicios asignados. Además mantiene un registro actualizado de la localización de la cada uno de sus clientes. Visitor Location Registrer (VLR): Esta integrado con el MSC y es una base de datos que contiene información acerca de los abonados que pertenecen a distintos HLR, es decir, cuando un MS llega a un nuevo MSC/VLR éste se registra en el VLR para mantener una actualización constante de la ubicación. Esta base de datos es volátil ya que su información permanece tanto tiempo como lo hace el abonado en su área de servicio. Authentication Center (AuC): Provee seguridad de información a la red, de modo que podamos vericar las tarjetas SIM (autenticación entre la estación móvil y el VLR, y cifra la información transmitida en la interfaz). Apoya el trabajo del VLR. Equipment Identity Registrer (EIR): Como el AuC es utilizado para proveer seguridad pero este es responsable del chequeo del IMEI. El EIR contiene tres listas: la lista blanca que corresponde a los equipos avalados para estar al aire, la lista gris para los equipos monitoreados por posibles fraudes y la lista negra de equipos robados. GSM Interworking Unit (GIWU): proporciona una interfaz a varias redes de comunicaciones de datos. A través de GIWU, los usuarios pueden alternar entre voz y datos en la misma llamada.

8 Subsistemas de soporte y Operación u Operation and Support Subsystem (OSS): Se conectan a diferentes NSS y BSC para controlar y monitorear toda la red GSM. La tendencia actual en estos sistemas es que, dado que el número de BSS se está incrementando se pretende delegar funciones que actualmente se encarga de hacerlas el subsistema OSS a los BTS de modo que se reduzcan los costes de mantenimiento del sistema. [3] 2.2. SEÑALIZACIÓN NÚMERO 7 La señalización por canal común es un método en el que el canal de señalización (SL, Signaling ink) encamina bajo la forma de tramas de señalización, la información de señalización referente a circuitos o mensajes de gestión y de supervisión. El conjunto de canales de señalización forma una red especializada en la transferencia de señalización, llamada SS7 (Signaling System 7). Esta red de señalización número 7 funciona siguiendo el principio de la conmutación de paquetes. Contiene encaminadores de paquetes llamados puntos de transferencia de señalización (STP, Signaling Transfer Point) y equipos terminales que pueden ser conmutadores telefónicos, servidores o bases de datos. Los equipos terminales se llaman puntos de señalización (SP, Signaling Point). Gracias a la red de señalización, dos conmutadores telefónicos pueden intercambiar en todo momento mensajes de señalización independientemente de los circuitos establecidos entre ellos. La Red de Señalización nº7 (SS7) tiene como misión el encaminamiento de las informaciones de control entre los elementos de una red de telecomunicación, como por ejemplo los conmutadores. [2] Modos de señalización Existen tres modos de señalización que pueden ser utilizados. Estos tres modos dependen de la relación entre el canal y la entidad a la que dan servicio. Modo asociado: Este sería el método básico, conocido como enlace punto a punto. Así, un enlace canal común se afecta a cada grupo de circuitos que vinculan dos centrales distantes. Aquí la etiqueta sólo se reere a un circuito asociado y puede estar formado por un código binario del número de circuito de voz a quién el mensaje se reere. Se adopta este criterio para circuitos numerosos, caso contrario resulta antieconómico dado que el enlace a canal común está concebido para administrar el tráco correspondiente a centenares de circuitos. Modo disociado: El modo disociado utiliza un camino diferente que el de la voz. Un gran número de nodos intermediarios, llamados puntos de transferencia de señalización (STP, Signaling Transfer Point), están implicados en el encaminamiento de los mensajes de señalización. Los STPs son utilizados para dirigir los datos de señalización entre SPs. Por otra parte, los mensajes que tienen como destino un punto de señalización pueden tomar dos rutas distintas; el funcionamiento del modo disociado es similar al del protocolo IP. Modo cuasi-asociado: El modo de operación cuasi-asociado es una forma limitada del modo no asociado. En este modo de operación, las señales son transferidas entre las dos centrales sobre dos o más enlaces de señalización comunes en tándem, pero solamente sobre ciertos trayectos predeterminados y a través de puntos de transferencia de señal (STP) predeterminados. [1] La pila de protocolo SS7 La estructuración en capas de la red SS7 ha estado inuida por el modelo OSI (Open Systems Interconnection). SS7 está dividido en cuatro niveles representados en la gura 7 (el término nivel es utilizado para diferenciar el concepto de capa OSI:

9 Figura 3: Estructuración en capas de la red SS7[1] ˆ Nivel 1: Físico ˆ Nivel 2: Enlace de datos ˆ Nivel 3: Red ˆ Nivel 4: Parte(s) usuario 2.3. MINERIA DE DATOS La minería de datos surge de la necesidad; dependiendo de los rangos de datos de establecer una interpretación eciente de éstos para la toma de decisiones de una compañía. La idea se desarrollaba tiempo atrás (desde los 70) en donde los estadísticos manejaban términos como data shing, minería de datos o Data archaeology con la idea de encontrar correlaciones sin una hipótesis previa en este tiempo de bases de datos. En la actualidad las empresas de telefonía móvil están utilizando la minería de datos como una opción para establecer diferentes algoritmos que permitan determinar la serie de patrones necesarios para la combinación de datos existentes en bases de datos muchas veces de orígenes diferentes para su posterior consolidación. El análisis de estos datos ya depurados; por decirlo así, hacen que se tenga una información temática able y que este dirigida a las diversas áreas de su respectiva competencia.[10] Las Principales características y objetivos de la minería de datos son: Exploración de datos para encuentro de información valiosa Posibilidad de que por medio de las herramientas de minería de datos se creen patrones que determinen predicciones. Capacidad de elegir cursos de acción dependientes de las respectivas predicciones realizadas por el sistema. Para las aplicaciones de minería de datos los parámetros para examinar los datos son: La Asociación: Son patrones de un evento que está conectado a otro evento, como la compra de un esfero y la compra de un papel

10 La Secuencia: Patrones donde un evento lleva a otro como el nacimiento de un hijo y la compra de pañales La Clasicación: Identicación de nuevos patrones, como coincidencias entre la compra de cinta adhesiva para conductos y la compra de láminas de plástico. Las Agrupaciones (Encontrar y documentar grupos de hechos anteriormente desconocidos como ubicación geográca y preferencias de marca. Los Pronósticos: Descubrimiento de patrones de los cuales se hacen predicciones a partir de las actividades realizadas con anterioridad, como que las personas que pertenecen a un club de atletismo tomen clases de ejercicio Limitaciones de la minería de datos: Depende demasiado de la calidad de la información, es decir de la limpieza y denición clara de las variables, si los datos no están correctos el modelo que se crea no servirá EL FRAUDE EN LAS TELECOMUNICACIONES El Fraude: es una acción corrupta y engaño por el cual se burla la ley y se frustran los derechos que de ella se derivan. El fraude en los servicios públicos es la ocurrencia de conductas que perjudican la calidad y la cobertura del servicio, en telecomunicaciones lesionan el interés de los abonados y de los usuarios. También se puede denir como el uso no autorizado de los servicios de telecomunicaciones. El fraude telefónico ocurre porque los usuarios no están atentos y no denuncian los cargos fraudulentos. Los operadores no brindan seguridad en los abonados como parte de la calidad del servicio.[5] Tipos de fraudes en la Telefonía Móvil Fraudes documentales: Una persona que compre un celular con identicación falsa. Clonación. Es la adulteración de la identidad de un teléfono móvil, es decir que se obtiene de manera fraudulenta los datos del usuario (ESN y MIN) y se programan en otro equipo, logrando así un teléfono clonado. El par MIN/ESN es una marca única para cada teléfono y así la compañía u operador sabe a quién cobrar la cuenta. Existen subcategorías conocidas así: Tumbling, Hijacking. Vampire, Roaming, etc. Fraude por Suscripción. Aprovecha falencias existentes en los sistemas administrativos, relacionados a los controles que se realizan sobre los clientes que ingresan por primera vez a la compañía, generalmente falsicando documentación o tarjetas de crédito. Fraude en redes GSM. Existe y las oportunidades de realizar actividades fraudulentas existen como nunca antes. Con más de 100 millones de usuarios alrededor del mundo, con una tasa de crecimiento de 2 millones de clientes por mes, los operadores de GSM están sufriendo pérdidas por fraude superiores al 20 % de sus ingresos mensuales.

11 ¾Cómo controlar el fraude? Un efectivo control de fraudes involucra 4 fases. Prevención. Consiste en tener control sobre nuevos productos o servicios y de los usuarios que tienen acceso a los componentes de la red y de las actividades que realizan. Detección. Ocurre después de cometer el fraude y su efectividad se basa en la oportunidad o rapidez con que se puede descubrir el hecho. Solución. Consiste en eliminar la fuente del fraude y depende mucho del control y autoridad que tenga el equipo de detección para tomar acciones sobre los componentes de la red. Disuasión. La misma trata de llevar el mensaje "no te conviene hacer esto". El objeto del mensaje es intimidar a quien intenta hacer el fraude por las consecuencias negativas que puede acarrear esta acción. [6] 3. ESTADO DEL ARTE Actualmente en Colombia este tipo de fraude solamente se puede observar después de haber sido realizado; por consiguiente no existe ningún tipo de aplicación cuyo objetivo sea el de: no solo detectar, sino también el de prevenir futuros casos. El escenario que se plantea en el territorio nacional de este tipo de fraude es que la persona u organización dirige las recargas hechas por los afectados a líneas normalmente con ciertos perles como por ejemplo las que están ubicadas o centralizadas en lugares especícos del país. Mediante una prueba en el año 2010 en la empresa Comcel S.A, se realizó el seguimiento de líneas sospechosas, descubriendo, que un grupo de esas líneas beneciadas, estaban ubicadas en cárceles del país. Visualizando la forma en que la minería de datos establece el proceso lógico para la adquisición y tratamiento de grandes volúmenes de información en las bases de datos, se procederá a trabajar en un algoritmo que permita jar las condiciones necesarias para identicar el tipo de perles anteriormente descritos, sin vulnerar los derechos de las personas, al no ser un software invasivo, que determine los focos en los que se centra los beneciarios de estas recargas y pasa-minutos fraudulentos, generando su ubicación sectorizada según lo determine la BTS a la que este asociada el abonado.[6] 4. JUSTIFICACIÓN Día a día se presentan casos de estafa a clientes que reportan ser contactados por individuos que a través de llamadas o mensajes de texto, prometen determinados premios. Para supuestamente, acceder a ellos; el cliente deberá realizar recargas o entregar códigos de recarga, las cuales son tracadas en el mercado ya sea para reventa de minutos o pasatiempo a otros celulares. Finalmente el cliente queda sin el premio. La anterior descripción es la modalidad de fraude que a través de nuestro trabajo de grado pretendemos disminuir y más adelante erradicar.

12 5. OBJETIVOS 5.1. Objetivo General Diseñar e implementar una aplicación orientada a control de fraude, mediante seguimiento a líneas recargadas por medios fraudulentos, el perlamiento de las mismas; con el n de prevenir e identicar futuros casos Objetivos Especícos Identicar el perl de línea prepago fraudulenta mediante el análisis de movimientos de recarga de un usuario a través del histograma de saldo. Diseñar una aplicación que realice el perlamiento de líneas fraudulentas. Localizar geográcamente; tanto los focos donde se están realizando las recargas como los posteriores pasatiempos. 6. IMPACTO ESPERADO Al estar implementado el proyecto se espera que el problema en el escenario de captación de recargas fraudulentas pueda ser solventado en gran parte; generando un impacto a nivel de optimización de procesos, ahorro de infraestructura y recursos (tanto humanos como de equipos informáticos); generando consecuentemente utilidades a nivel empresarial. Se espera naturalmente que al bajar las cifras de fraude a nivel de telefonía móvil celular, también se vean beneciados los usuarios, con una taricación justa al no tener que solventar las pérdidas que puedan llegar a presentarse por el motivo dado. 7. METODOLOGÍA Para la consecución del proyecto se desarrollaran los siguientes pasos: Recopilación de Datos: Mediante la solicitud de permisos de acceso de las bases de datos de abonados pospago de la empresa. Análisis: Partiendo de las líneas reportadas anteriormente por fraude se crea un perl prototipo y posteriormente se crea una nueva base con las líneas que correspondan a este tipo de actividades que conforman una posible operación fraudulenta. Desarrollo de Software: Mediante el análisis hecho a las bases de datos se identicarán alertas generando reportes y estadísticas de clientes que presentan un perl fraudulento, proporcionando a la compañía un sistema de almacenamiento, consulta y gestión de datos al que se pueda conectar el personal autorizado. Pruebas: Se verica mediante el estudio de líneas que generan las alertas previamente establecidas, si la herramienta realiza la selección dentro de la base de datos general de abonados pospago. Entrega de Resultados: Se entrega la aplicación a la empresa mediante una debida capacitación de la misma. Recomendaciones: Se realizaran cambios o modicaciones solicitadas. Conclusiones: Con la conclusión se logra tener los resultados del manejo, mejores usos y conguración que se le pueda dar sobre la herramienta.

13 Cuadro 1: CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES Cuadro 2: PRESUPUESTO GLOBAL DE LA PROPUESTA POR FUENTES DE FINANCIANCIÓN (en miles de $) RUBROS Univ. Distrital Contrapartida TOTAL Personal Equipos Software Varios TOTAL CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES En el Cuadro 1 se presenta el cronograma que se estableció para el desarrollo de la aplicación. En el cuadro 2 se encuentran los gastos aproximados.

14 Referencias [1] Red de senalización numero 7. [Online].Available : http : // p df/ss7 E S E F ORT.pdf [2] C. Arellano, M. Balbuena, N. Colacrai, A. Gil Miranda, and E. Ostera, Senalización por canal común n 7. [Online]. Available: [3] Nokia, Gsm architecture, Jan [Online]. Available: G SM A rchitecture.pdf [4] C. Crespo, Comunicaciones moviles, Dec [Online]. Available: b orrador.pdf [5] P. Semana, Como detectar un mensaje de texto fraudulento, Sep [Online]. Available: [6] R. Tecnología, Comcel advierte sobre fraude en su nombre, Jul [Online]. Available: [7] D. C. Pinilla Arrieta, Transmision inalámbrica de datos a través de teléfonos celulares. proyecto de investigacion y diseño de un sistema automático de inspeccion remota uav, Ph.D. dissertation, Universidad Ponticia Bolivariana, Medellín, Colombia, [Online]. Available: [8] M. Inzaurralde, J. Isi, and J. Garderes, Telefonia celular, facultad de Ingenieria Universidad de la República Montevideo - Uruguay. [Online]. Available: [9] F. E. Nicola, Redes celulares gsm gprs. [Online]. Available: [10] U. N. del Nordeste, Minería de datos con aplicaciones, Mar [Online]. Available: p age/content/4/lilianacruz.pdf [11] Historia del teléfono celular, Mar [Online]. Available: