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Segurança em Transações e Aplicações WAP (2)

Autores: Jorge Luis Morales Cabral  e  Leonardo Mascarenhas Leite 

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1. Introdução

1.1 Motivação

A computação móvel é um novo paradigma computacional que tem como objetivo permitir que usuários tenham acesso permanente à rede, independente de sua localização física. Nas redes wireless, a tecnologia que está emergindo, como padrão para acesso à Internet, é o WAP (Wireless Aplication Protocol). 
O WAP está posicionado na convergência de duas tecnologias de rede que estão evoluindo muito rapidamente - a transmissão de dados sem fio e a Internet. Embora muito esteja sendo falado sobre as limitações do WAP, esta nova tecnologia possui um enorme potencial, que ainda não está sendo explorado.
Fato semelhante ocorreu com a Internet, e hoje ela tornou-se uma ferramenta indispensável nas mais diversas atividades, sendo utilizada para realizar pesquisas, comunicar-se e efetuar transações de comércio eletrônico. Espera-se que o mesmo ocorra brevemente com a tecnologia WAP. 
Embora possua várias limitações e até mesmo falhas, este cenário deve ser modificado rapidamente, visto que existem várias ações no sentido de aperfeiçoa-lo, e o modelo que se apresenta atualmente tende a ser apenas um esboço do que realmente virá a ser a computação móvel dentro de pouco tempo, pois a sociedade encontra-se ainda no início da curva de absorção desta nova tecnologia, a fase do aprendizado, mas se for possível diminuir a margem de risco e erros, com certeza os resultados serão mais positivos.
A segurança na realização de transações e na utilização de aplicações WAP deve ser considerada objeto de estudos de alta prioridade, pois atualmente, com a crescente quantidade de informações relevantes e confidenciais que trafegam através da Internet, a segurança deve ser considerada uma questão de vital importância para o sucesso de operações deste tipo. 
Muitos usuários ainda receiam enviar dados como números de cartões de crédito pela Internet, utilizando o acesso convencional, podem se sentir ainda mais receosos de realizarem o mesmo através de dispositivos móveis.
Para que ocorra o aperfeiçoamento da tecnologia WAP, e sua conseqüente utilização em transações de comércio eletrônico e outros, é preciso mais do que apenas criticar, é preciso buscar soluções para as falhas e inconveniências atualmente existentes. 
Diante disto, será apresentado a seguir um estudo sobre a tecnologia WAP, abordando vários aspectos, como sua arquitetura, a utilização da telefonia celular, dando ênfase à segurança, objetivo deste trabalho, onde serão apontados os elementos utilizados para oferecer segurança, suas falhas e soluções possíveis de serem implementadas, na tentativa de tornar o WAP um modo de acesso a Internet realmente seguro.

2.  A criação do protocolo WAP

2.1 Histórico

Em Junho de 1997, quatro empresas uniram-se para desenvolver um protocolo de aplicações sem fio em comum. Esse protocolo foi inicialmente chamado de MDI (Mobile Data Initiative). A iniciativa teve o objetivo de unir os esforços das companhias para portar aplicações avançadas e conteúdo de Internet para telefones móveis digitais. O Protocolo de Aplicação Sem fios herdou as características principais e a funcionalidade do HDML (Handheld Device Markup Language) e HDTP (Handheld Device Transport Protocol) desenvolvido através da Unwired Planet (agora Phone.com), a especificação TTML (Tagged Text Markup Language) desenvolvido através da Nokia; e o ITTP (Intelligent Terminal Transfer Protocol) especificação desenvolvida através da Ericsson.
Desta união surgiu o WAP Forum, um órgão independente com a finalidade de desenvolver este protocolo e padronizar seu conteúdo.
Através do WAP Forum, em 15 de Setembro de 1997 foi publicada a versão 1.0 do WAP. Desde então o número de sócios do WAP Forum cresceu muito, reunindo provedores de serviço wireless, fabricantes de equipamento portáteis, provedores de infra-estrutura e pesquisadores de software, já possuindo mais de duzentos sócios [PHO99].

2.2 A busca pela padronização do protocolo WAP

O Wireless Application Protocol (WAP) é o padrão mundial de fato para a apresentação e entrega de informação wireless e serviços de telefonia em telefones móveis e outros terminais wireless. Fabricantes de dispositivos portáteis, que representam 90 por cento do mercado mundial, entraram em acordo para entregar dispositivos WAP.
Operadoras de telefonia representando mais de 100 milhões de assinantes no mundo todo uniram-se no WAP Forum. Este compromisso disponibilizará 10 milhões de produtos com WAP browser habilitados para consumidores até o final de 2000 [PHO99]. O WAP permite as operadoras fortalecer os serviços oferecidos, disponibilizando aos assinantes a informação desejada, onde quer que estejam. A Infra-estrutura dos fabricantes dará o suporte aos equipamentos de rede necessários na implantação. Os pesquisadores de aplicações e provedores de conteúdo que entregam os serviços de valor adicional estão contribuindo para a especificação do WAP. Habilitar o acesso de Informações em dispositivos portáteis requer um profundo conhecimento sobre a parte técnica e de mercado, fatores determinantes no ambiente wireless
A especificação WAP foi desenvolvida por alguns dos melhores pesquisadores da indústria. Redes wireless são limitadas pela pequena largura de banda, alta latência, imprevisível disponibilidade e estabilidade. 
Porém, o mais importante de tudo, é que assinantes wireless possuem um perfil diferente de necessidades dos usuários de desktop ou até mesmo os usuários de Internet em laptops. Nos dispositivos WAP serão disponibilizadas informações oportunas, validação de transações e procura.
Os provedores de serviços WAP podem ter o acesso ao dispositivo e entregar informações enquanto o ambiente de tela não está cheio. 
A especificação do WAP envia estes conteúdos utilizando os melhores padrões existentes, e está desenvolvendo novas extensões onde é necessário, permitindo que os participantes da indústria desenvolvam soluções como interfaces aéreas independentes, dispositivos independentes e completamente interoperáveis.
O protocolo WAP necessitou de um grande investimento em novos servidores, 
ferramentas, programadores e aplicações no ambiente WWW, enquanto se estava 
resolvendo o problema associado ao domínio wireless.
A especificação assegura que esta solução será rápida, confiável e segura. Permitindo aos pesquisadores utilizar ferramentas existentes para produzir aplicações sofisticadas com uma interface de usuário amigável. Com isto, assinantes wireless serão beneficiados com o ganho de poder de acesso de informação onde quer que estejam. 
O WAP Forum criou uma especificação wireless global, baseada em padrões 
internet existentes como o XML e IP, para todas as redes wireless
A especificação WAP é desenvolvida e apoiada pela comunidade de telecomunicação wireless, de forma que toda a indústria e mais importante, seus assinantes, possam se beneficiar de uma especificação única e aberta.
Provedores de serviço wireless podem oferecer uma dimensão nova de serviços que complementa as características existentes das suas redes, estendendo o acesso do assinante para o ilimitado mundo da WWW.
Fabricantes de dispositivos móveis podem integrar a funcionalidade de um micro-browser a custo mínimo, porque a especificação WAP está aberta ao público. Profissionais que desenvolvem aplicações ganham acesso a um mercado novo de informação, influenciando os investimentos atuais em suas tecnologias WWW
Assinantes ganham acesso a informações a qualquer hora, e em qualquer lugar com uma interface de usuário simples e efetiva, disponível em uma variedade de redes e dispositivos.
Enquanto a especificação WAP resolve os problemas de transporte e satisfação nas limitações do ambiente wireless de hoje, o WAP Forum está trabalhando constantemente para aperfeiçoar o estado do acesso wireless para informação, juntamente com várias entidades como ETSI, TIA e W3C, para assegurar que um padrão único e aberto esteja disponível para acessar informações wireless necessárias aos assinantes e participantes da indústria em todo mundo. O WAP Forum trabalha com estes padrões para uma meta de convergência com o HTML e padrões como o HTTP para aperfeiçoar o ambiente wireless.

2.2.1 As Metas do WAP Forum

O WAP Forum possui as seguintes metas [WAP98]:
 Trazer conteúdo de Internet e serviços de dados avançados a telefones e outros terminais wireless.
 Criar uma especificação de protocolo wireless global que trabalhe com todas as tecnologias de rede wireless.
 Habilitar a criação de conteúdo e aplicações que buscam por uma gama extensiva de redes portadoras wireless e tipos de dispositivo.
 Estender os padrões e tecnologia existentes, onde quer que seja possível e apropriado.

O WAP Forum não desenvolve produtos, cria padrões de licenças livres, para toda a indústria desenvolver produtos. A linha de produto de cada companhia pode oferecer, então, suas próprias características, mantendo a conformidade com a especificação WAP.  
O WAP Forum não é um fabricante de equipamentos portáteis, vendedor de serviços, ou provedor de infra-estrutura. 
Todas as companhias na indústria de telecomunicações estão  seguras que eles não estão competindo com WAP, porque WAP não promove qualquer produto particular ou linha de produto. Pelo contrário, o WAP Forum promove e apoia todas as companhias que possuem produtos em desenvolvimento fundamentadas na especificação WAP.

2.2.2 Utilizando Padrões Existentes

O WAP Forum busca utilizar padrões existentes na indústria como a base para sua própria arquitetura e projeto. 
Por exemplo, é exigido um WAP gateway para se comunicar com outros nós da Internet, que utilizam o protocolo HTTP 1.1. Além disso, a especificação de chamada para dispositivos wireless utiliza o padrão URL de endereçamento de requisição de serviço.
Também é muito importante para os padrões do WAP Forum serem desenvolvidos do mesmo modo que os padrões existentes. 
Por exemplo, a especificação WAP não deve estabelecer como devem ser transmitidos os dados sobre a interface aérea. Na especificação WAP procura-se utilizar o topo dos padrões do canal de portador existente de forma que qualquer padrão portador seja usado com os protocolos WAP para implementar soluções completas.
Quando o WAP Forum identifica uma área nova de tecnologia onde um padrão não existe, ou existe mas precisa de modificação para wireless, trabalha para submeter suas  especificações para outros grupos de padrões da indústria. 
O WAP Forum possui várias relações com outros padrões [PHO99]:
 O WAP Forum está submetendo suas especificações ao ETSI (European Telecommunications Standards Institute). Além de existir uma ligação formal entre os dois grupos, o MExE (Mobile Execution Environment) subgrupo dentro do ETSI Grupo 4 móvel Especial, está cruzando as referências na especificação WAP para definir uma conformidade no perfil GSM e UMTS.
 A CTIA (Cellular Telecommunications Industry Association) possui um funcionário de ligação para o WAP Forum.
 O WAP Forum estabeleceu uma relação de ligação formal com o W3C (World Wide Web consortium) e a TIA (Telecommunications Industry Association), colaborando com estas organizações na área de tecnologia WWW dentro do setor wireless. O W3C, TIA e o WAP Forum pretendem continuar trabalhando juntos nas áreas técnicas selecionadas para criar juntamente e promover especificações técnicas de interesse para todas as três organizações.
 O WAP Forum está buscando formar uma relação de ligação com a IETF (Internet Engineering Task Force).

3. O que é WAP (Wireless Application Protocol)

O WAP (Wireless Application Protocol, ou Protocolo para Aplicações Sem Fio) é o resultado dos esforços do WAP Forum, visando promover uma série de especificações a serem utilizadas pela indústria no desenvolvimento de aplicações e serviços para ambientes móveis. O WAP especifica um ambiente de aplicação e uma pilha de protocolos para dispositivos sem fio, como telefones celulares, pagers e PDA's (Personal Digital Assistants, ou Assistentes Pessoais Digitais), também especifica uma integração API computador-telefone, chamado WTAI (Wireless Telephony Application Interface), entre dados e voz.
Isto permite as aplicações tirarem proveito do fato de que freqüentemente o usuário de Internet possui um dispositivo de telefonia móvel. 
O WAP está posicionado na convergência de duas tecnologias de rede que estão evoluindo muito rapidamente: a transmissão de dados sem fio e a Internet [WAP00]. 
A grande maioria das tecnologias desenvolvidas para a Internet, entretanto, são destinadas a computadores de mesa, com alto poder de processamento, grande quantidade de memória, com média para alta largura de banda, em redes geralmente confiáveis, por este motivo à utilização em dispositivos sem fio obrigou a criação de um padrão que pudesse manter a independência dos dispositivos e assegurar a interoperabilidade conforme demonstrado na figura 3.1.

FIGURA 3.1 - CODIFICAÇÃO DO CONTEÚDO VIA WAP 

3.1 Independência dos Dispositivos

A especificação WAP é uma interface aérea independente e também independe de qualquer dispositivo particular. Especifica a funcionalidade mínima que um dispositivo deve ter e foi projetado para aceitar funcionalidade extra sobre este mínimo.
A independência do dispositivo oferece benefícios semelhantes à independência de portador :

 aplicações desenvolvidas para um padrão podem operar em uma variedade ampla de dispositivos que implementam a especificação;
 pesquisadores de aplicação não necessitam escrever versões separadas de código para dispositivos diferentes; 
 os provedores de serviço podem escolher qualquer dispositivo compatível ao padrão que se encontra com suas próprias exigências de mercado.

3.2 Assegurar a Interoperabilidade

Os Provedores de serviços necessitam ter a confiança que seus investimentos renderão benefícios no futuro.
A especificação WAP foi projetada para promover a fácil e aberta interoperabilidade entre seus componentes fundamentais. Qualquer componente construído para ser compatível com a especificação WAP pode interoperar com qualquer outro componente WAP compatível.
Provedores de serviços podem escolher equipamento e software de múltiplos vendedores compatíveis com o padrão WAP, selecionando cada parte da solução apropriada para o serviço, a cada necessidade dos provedores.
O portador e a independência de dispositivo, ajudam na adoção da interoperabilidade. Mas esta vai além destes dois princípios, para requerer que cada componente WAP compatível se comunique com todos os outros componentes na rede devem ser utilizados os métodos e protocolos padrões definidos na especificação.
A interoperabilidade provê benefícios claros para os fabricantes de dispositivos portáteis e infra-estrutura de provedores. Os fabricantes estão seguros de que se os dispositivos estiverem de acordo com a especificação WAP, poderão conectar-se com qualquer servidor WAP compatível, indiferentemente do fabricante. Igualmente, os fabricantes de servidores WAP compatíveis estão seguros que qualquer dispositivo WAP conectará corretamente com os seus servidores.

3.3 A Diferença da Rede

As Redes de dados wireless apresentam um ambiente de comunicação mais limitado, comparado com as redes comuns. Por causa de limitações fundamentais de potência, espectro disponível e mobilidade. Redes de dados wireless tendem a ter [WAP98]:
 menor largura de banda;
 mais latência;
 menos estabilidade de conexão;
 disponibilidade imprevisível;
Além disso, com aumentos de largura de banda, o consumo de potência do dispositivo portátil, também impõe um aumento de consumo na já limitada carga da bateria, de um dispositivo móvel. Então, até mesmo com as melhorias das redes wireless com a habilidade de entregar largura de banda mais alta, a disponibilidade de potência ao dispositivo portátil ainda limitará o processamento efetivo de dados para o dispositivo.
Uma solução de dados wireless deve poder superar estas limitações de rede e ainda disponibilizar uma experiência satisfatória ao usuário, conforme Figura 3.2.

FIGURA 3.2 - REDE WAP

3.4 Diferenças do Dispositivo WAP

Os dispositivos wireless apresentam várias limitações quando comparados a computadores desktop. Devido a estas limitações fundamentais de bateria e ergonomia, estes dispositivos tendem a ter [WAP98]:
 CPU's menos poderosas;
 menos memória (ROM e RAM);
 consumo de potência restringido;
 telas menores;
 dispositivos de contribuição diferentes (por exemplo, um teclado telefônico complementar, contribuição de voz, etc.).
Por causa destas limitações, a interface de usuário de um dispositivo wireless é diferente da de um computador desktop. O tamanho de tela limitado e a falta de um mouse requerem uma metáfora de interface de usuário diferente que o desktop GUI (Guide User Interface) tradicional.
Não é provável que estas condições mudem dramaticamente no futuro próximo. Os dispositivos portáteis wireless mais populares foram projetados para serem leves e adequarem-se ao formato da mão. Além disso, consumidores desejam dispositivos portáteis com bateria de duração mais longa, o que sempre vai limitar a largura de banda disponível, e o consumo de potência da CPU, memória e exibição.

3.5 Modificação dos modelos da WWW para utilização em WAP

O modelo WAP é bastante similar ao modelo internet, os desenvolvedores do WAP basearam o projeto sobre idéias e padrões existentes. Isto deu mais razões para desenvolvedores de conteúdo implementarem serviços e produtos visando transferência de dados. Esta tentativa de produzir um ambiente coerente com a estrutura já existente, não está apenas no nível de transferência de dados, mas também no modo como os desenvolvedores poderiam comunicar estas informações através de uma linguagem comum.
Muitas das características descritas abaixo [WAP00a] demonstram este modelo e mostram como implementações existentes tem sido modificadas para serem utilizadas no modelo WAP.

3.5.1 HDML (Handheld Device Markup Language) e WML (Wireless Markup
Language)

O HDML é a linguagem que oferece ao programador ferramentas para produzir conteúdo para um dispositivo WAP. O WML é também uma linguagem de markup (marcadores) utilizada como interface para o WAP browser, mas permite que um programador desenvolva simultaneamente aplicações WWW que podem ser vistas dentro de um browser tradicional e dentro de um dispositivo WAP.

3.5.2 Otimização de Transferência de Dados

É importante lembrar que a comunicação entre dispositivos sem fio é bastante lenta (por volta de 9.600 kbps). Por esta razão, os desenvolvedores WAP concentraram-se em otimizar os protocolos existentes tais como o HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) e o TCP (Transmission Control Protocol) para maximizar a transferência de dados e utilizar pouca taxa de transmissão em conta.

3.5.3 Independência de Sistema Operacional

O WAP pode ser usado em qualquer sistema operacional, incluindo plataformas populares de handhelds como Palm OS, Windows CE e Java OS. Ele também é compatível com Windows 95/98/NT, Linux, Solaris, etc. Isto é devido ao fato do protocolo ser dependente de padrões de comunicação ao invés de estarem baseados nas plataformas.
Qualquer plataforma capaz de implementar os padrões de comunicação é compatível com WAP.

 

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