Detección de fraudes en telefonía celular utilizando redes neuronales

1 PORTADA

PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL ECUADOR SEDE SANTO DOMINGO ESCUELA DE INGENIERÍA EN SISTEMAS

Disertación de Grado Previa la obtención del título de Ingeniero en Sistemas

DETECCIÓN DE FRAUDES EN TELEFONÍA CELULAR UTILIZANDO REDES NEURONALES

AUTORES: LÓPEZ OÑA CRISTIAN GUILLERMO ROBAYO NUÑEZ HUMBERTO CARLOS

DIRECTOR: MG. RODOLFO SIRILO CORDOVA GÁLVEZ SANTO DOMINGO- ECUADOR, 2013

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PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL ECUADOR SEDE SANTO DOMINGO

APROBACIÓN DE LA DISERTACIÓN DE GRADO DETECCIÓN DE FRAUDES EN TELEFONÍA CELULAR UTILIZANDO REDES NEURONALES AUTORES:

LÓPEZ OÑA CRISTIAN GUILLERMO ROBAYO NUÑEZ HUMBERTO CARLOS

TRIBUNAL

Mg. Rodolfo Córdova Gálvez DIRECTOR DE DISERTACIÓN

Ing. Franklin Carrasco Ramírez MIEMBRO DEL TRIBUNAL

Ing. Margareth Hurtado MIEMBRO DEL TRIBUNAL

Santo Domingo, Enero de 2013

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Santo Domingo, Enero de 2013

DERECHOS DE AUTOR Según la actual Ley de Propiedad Intelectual, Art. 5: “El derecho de autor nace y se protege sólo por el hecho de la creación de la obra, independientemente de su mérito, destino o modo de expresión. El reconocimiento de los derechos de autor y de los derechos conexos no está sometido a registro, depósito, ni al cumplimiento de formalidad alguna” (Ecuador, Ley de Propiedad Intelectual (IPEI)).

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AUTORÍA Nosotros Robayo Nuñez Humberto Carlos con C.I. # 150058234-9 y López Oña Cristian Guillermo con C.I. # 171553220-4, egresados de la Escuela de Sistemas de la Pontificia Universidad Católica del Ecuador sede Santo Domingo; declaramos que el presente trabajo de investigación previo a la obtención del título de Ingenieros en Sistemas y Computación, es inédito por lo que liberamos de cualquier responsabilidad a la PUCE SD, siendo la disertación responsabilidad de los autores; y el patrimonio intelectual de la misma a la Pontificia Universidad Católica Sede Santo Domingo.

Atentamente,

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Robayo Núñez Humberto Carlos

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López Oña Cristian Guillermo

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DEDICATORIA A Dios, a nuestros padres, a nuestros amigos, que nos supieron guiar y nos brindaron su apoyo incondicional durante el proceso de elaboraci贸n de la presente Disertaci贸n de Grado.

Cristian y Carlos

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AGRADECIMIENTOS A Dios, Ser Todopoderoso, por estar a nuestro lado a cada instante, regalándonos las fuerzas necesarias para continuar luchando día tras día y seguir adelante atravesando todas las barreras que se nos presentaron.

A nuestros Padres porque gracias a ese cariño y calor humano salimos adelante, son los que han velado por nuestra salud, educación entre muchas otras cosas. Gracias a ese amor desinteresado nos han apoyado para formarnos como seres integrales.

Agradecemos también a todos los catedráticos que nos han apoyado una y otra vez, especialmente al Msc. Rodolfo Córdova que nos supo guiar en el proceso de desarrollo de la presente Disertación de Grado. Gracias a todos aquellos a quien no menciono por lo extensa que sería la lista.

Finalmente expresamos nuestro sincero agradecimiento a nuestros amigos los que nunca dudaron que lograríamos este triunfo.

Cristian y Carlos

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RESUMEN En esta Disertación de Grado se investigó la detección de fraudes en telefonía celular y se aplicó en el desarrollo de un simulador de detección de fraude en mensaje de texto corto utilizando redes neuronales artificiales.

El proceso de construcción del simulador se llevó a cabo tomando como elemento de partida la investigación de los diferentes patrones usados para el fraude en mensajes de texto corto a través de encuestas dirigidas a usuarios de telefonía móvil, obteniendo así información relevante para el posterior entrenamiento de la red neuronal.

El siguiente paso se centró en la investigación sobre el funcionamiento de la tecnología GSM y GPRS para el envío de mensajes de texto corto. Se realizó un análisis detallado de la estructura para determinar los parámetros que se utilizaron en la simulación.

El siguiente proceso de investigación se basó en el funcionamiento de las Redes Neuronales Artificiales para la posterior selección de una de ellas.

Se investigó el funcionamiento de la aplicación MATLAB para el entrenamiento de la red neuronal utilizando los patrones obtenidos mediante la encuesta realizada a los usuarios de telefonía móvil.

Una vez obtenida la información necesaria y relevante para la construcción del simulador se procedió a la etapa de desarrollo, para lo cual se utilizaron las herramientas Visual .NET como Lenguaje de Programación y Oracle XE como motor de BDD. Como resultado final el Simulador recibe un mensaje de texto corto, lo procesa y si el mensaje es de tipo fraudulento, arroja una alerta al usuario previniéndole acerca del fraude, caso contrario el mensaje se recibirá sin inconveniente.

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ABSTRACT In this dissertation investigated Grade fraud detection in mobile and applied in the development of a simulator fraud detection short text message using artificial neural networks.

The construction process simulation was performed taking as a starting researching the different patterns used for fraud in short text messages via surveys aimed at mobile phone users, obtaining relevant information for further training the neural network.

The next step in the research is focused on the operation of GSM and GPRS for sending short text messages. We performed a detailed analysis of the structure to determine the parameters used in the simulation.

The following research process was based on the performance of Artificial Neural Networks for the subsequent selection of one of them.

We investigated the MATLAB application operation for training the neural network using the patterns obtained by the survey of mobile phone users.

Once the information necessary and relevant to the construction of the simulator we proceeded to the stage of development, for which the tools were used Visual. NET programming language and Oracle XE as BDD engine.

As a final result the simulator receives a short text message, processes it, and if the message is a fraudulent user throws an alert warning him about the fraud, otherwise the message will be received without objection.

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ÍNDICE DE CONTENIDOS PORTADA ............................................................................................................................... i APROBACIÓN DE LA DISERTACIÓN DE GRADO ............................................................. ii DERECHOS DE AUTOR .......................................................................................................iii AUTORÍA ............................................................................................................................... iv DEDICATORIA ....................................................................................................................... v AGRADECIMIENTOS ........................................................................................................... vi RESUMEN .............................................................................................................................vii ABSTRACT........................................................................................................................... viii ÍNDICE DE FIGURAS ......................................................................................................... xvii ÍNDICE DE TABLAS.............................................................................................................xix ÍNDICE DE GRÁFICOS ....................................................................................................... xx INTRODUCCIÓN .................................................................................................................. 19 1. ANTECEDENTES Y JUSTIFICACIÓN........................................................................... 20 1.1 ENTORNO MUNDIAL..................................................................................................... 20 1.2 ENTORNO NACIONAL .................................................................................................. 20 1.3 BENEFICIOS ESPERADOS .......................................................................................... 21 1.4 ANÁLISIS DE IMPACTOS .............................................................................................. 21 1.4.1 Impacto Educativo .................................................................................................... 22 1.4.2 Impacto Ecológico .................................................................................................... 23 1.4.3 Impacto socio-cultural ............................................................................................... 24 1.4.4 Impacto general ........................................................................................................ 24 1.5 OBJETIVOS .................................................................................................................... 25 1.5.1 OBJETIVO GENERAL .............................................................................................. 25 1.5.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS .................................................................................... 25 1.6 MARCO INSTITUCIONAL .............................................................................................. 25 1.7 RESUMEN DE ACTIVIDADES....................................................................................... 26 2. MARCO TEÓRICO ......................................................................................................... 28 2.1 INTRODUCCIÓN ......................................................................................................... 28 2.2 RADIOFRECUENCIAS................................................................................................... 28 2.3 TELEFONÍA MÓVIL ........................................................................................................ 29 2.3.1 Clasificación de las celdas ....................................................................................... 30 2.3.1.1 Macrocells (Macroceldas)...................................................................................... 30 2.3.1.2 Microcells (Microceldas) ........................................................................................ 30 2.3.1.3 Selectived Cells (Celdas selectivas) ..................................................................... 30

x 2.3.1.4 Umbrella Cells (Células Sombrilla)........................................................................ 31 2.3.2 Tipos de telefonía Móvil ............................................................................................ 31 2.3.2.1 Telefonía Móvil Analógica ..................................................................................... 31 2.3.2.2 Telefonía Móvil Digital ........................................................................................... 32 2.3.3 Funcionamiento de la Tecnología Móvil ................................................................... 32 2.4 TELÉFONO CELULAR ................................................................................................... 33 2.4.1 Partes ........................................................................................................................ 33 2.4.2 Tecnologías utilizadas para la transmisión de datos ............................................... 34 2.4.2.1 FDMA (Frequency Division Multiple Access - Acceso Múltiple por División de Frecuencia) ........................................................................................................................... 34 2.4.2.2 TDMA (Time Division Multiple Access - Acceso Múltiple por División de Tiempo)… ............................................................................................................................. 35 2.4.2.3 CDMA (Code Division Multiple Access - Acceso Múltiple por División de Códigos)................................................................................................................................ 35 2.4.2.4 GSM (Global System for Mobil Communications - Sistema Global para las Comunicaciones Móviles) .................................................................................................... 36 2.4.3 Arquitectura Interna de un teléfono móvil ................................................................ 36 2.4.3.1 Módulo RF (Radio Frequency - Radio Frecuencia) .............................................. 36 2.4.3.2 Módulo de AF (Audio Frequency - Audio Frecuencia).......................................... 37 2.4.3.3 Módulo lógico de control (CPU) ............................................................................ 37 2.5 GSM ................................................................................................................................ 38 2.5.1 Estructura de la red GSM ......................................................................................... 39 2.5.1.1 MS (Mobile Station - Estación Móvil) .................................................................... 39 2.5.1.1.1 SIM (Subscriber Identity Module - Módulo de Identificación de Suscriptor) ..... 39 2.5.1.1.2 ME (Mobile Equipment – Equipo Móvil) ............................................................. 39 2.5.1.2 BSS (Base Station Subsystem - Sub Sistema de Estación Base) ....................... 40 2.5.1.2.1 BTS (Base Transceiver Station - Estaciones de Transmisión Base) ................ 40 2.5.1.2.2 BSC (Base Station Controllers - Control de Estación Base) ............................. 40 2.5.1.3 OSS (Operations Sub-System - Sub Sistema de Operaciones) .......................... 40 2.5.1.3.1 OMC (Operation and Maintenance Centre -

Centro de Mantenimiento y

Operación) ............................................................................................................................ 40 2.5.1.3.2 NMC (Network Managment Centre - Centro de Gestión de Red) ..................... 40 2.5.1.4 NSS (Network Sub System - Sub Sistema de Red) ............................................. 40 2.5.1.4.1 MSC (Mobile Switching Centre - Centro de Conmutación Móvil)...................... 41

xi 2.5.1.4.2 VLR (Visitor Location Register - Registro de Posición de Visitantes) ............... 41 2.5.1.4.3 EIR (Equipment Identity Register - Registro de Identidad de Equipos) ............ 41 2.5.1.4.4 HLR (Home Location Register - Registro de Posición Base) ............................ 41 2.5.1.4.5 AuC (Authentication Center - Centro de Autenticación) .................................... 41 2.5.1.4.6 IWF (Interworking Function – Funciones de interconexión) .............................. 42 2.5.1.4.7 GMSC ( Gateway Mobile Services Switching Center – Puerta de Enlace del Centro de Conmutación Móvil) ............................................................................................. 42 2.5.1.4.8 SMS – Inter Working MSC (SMS-IWMSC) y SMS-Gateway MSC (SMSGMSC)…… ........................................................................................................................... 42 2.5.1.5 Interfaces en GSM ................................................................................................. 42 2.5.1.5.1 Interfaz Um ......................................................................................................... 42 2.5.1.5.2 Interfaz A-bis ....................................................................................................... 42 2.5.1.5.3 Interfaz A............................................................................................................. 43 2.5.1.5.4 Interfaz B............................................................................................................. 43 2.5.1.5.5 Interfaz C ............................................................................................................ 43 2.5.1.5.6 Interfaz D ............................................................................................................ 43 2.5.1.5.7 Interfaz E............................................................................................................. 43 2.5.1.5.8 Interfaz F ............................................................................................................. 43 2.5.1.5.9 Interfaz G ............................................................................................................ 43 2.5.2 Funcionamiento de la red GSM ................................................................................ 44 2.6 GPRS .............................................................................................................................. 44 2.6.1 Beneficios ................................................................................................................. 44 2.6.2 Arquitectura GPRS ................................................................................................... 45 2.6.2.1 GSN (GPRS Support Node - Nodo de Soporte GPRS) ...................................... 46 2.6.2.1.1 SGSN (Serving GPRS Support Node - Nodo de Servicio GPRS) .................... 46 2.6.2.1.2 GGSN(Gateway GPRS Support Node – Puerta de Enlace del Nodo de Soporte GPRS)…… ........................................................................................................................... 46 2.6.2.2

BG (Border Gateway – Puerta de Enlace Externa) ............................................... 46

2.6.3 Tipos de Terminales GPRS ...................................................................................... 47 2.6.4 Funcionamiento......................................................................................................... 47 2.6.4.1 Pila de protocolos del plano de transmisión. ........................................................ 47 2.6.4.2 GTP (GPRS Tunneling Protocol – Protocolo de Túnel de GPRS) ....................... 47 2.6.4.3 SNDCP (Subnetwork Dependent Convergence Protocol - Protocolo de Gestión y Supervisión de Red) ............................................................................................................. 47

xii 2.6.4.4 Air Interface – Interface Aérea .............................................................................. 47 2.6.4.5 Data Link Layer - Capa de Enlace de Datos......................................................... 48 2.6.4.6 Physical Layer - Capa física ................................................................................. 48 2.6.4.7 Interfaz BSS-SGSN ............................................................................................... 48 2.6.4.8 Pila de protocolos del plano de señalización. ....................................................... 48 2.6.4.9 GMM/SM (GPRS Mobility Management / Session Management – Administración de Movilidad de GPRS / Administración de Sesiones)........................................................ 48 3. Flujo de datos ................................................................................................................. 48 2.6.4.10 Multiplexado de Canales Lógicos ....................................................................... 49 2.6.4.11 Codificación ......................................................................................................... 49 2.7 SMS................................................................................................................................. 49 2.7.1 Arquitectura de la red SMS ...................................................................................... 50 2.7.1.1 SME (Short Messanging Entity - Entidad de Mensajes Cortos) ........................... 50 2.7.1.2 SMSC (Short Message Service Center - Centro de Servicio de Mensajes Cortos)…............................................................................................................................... 50 2.7.1.3 SMS-GMSC (SMS Gateway Movil Switching Center - Centro de Conmutación Móvil de Servicio de Mensajes Corto) ................................................................................. 51 2.7.1.4 SMS-IWMSC (SMS Inter Working Movil Switching Center - Centro de Conmutación Móvil entre el Servicio de Mensajes Cortos) ................................................. 51 2.7.1.5 MSC (Mobile Switching Centre - Centro de Conmutación Móvil) ......................... 51 2.7.2 Capas de la red SMS................................................................................................ 51 2.7.2.1 SM-AL (Short Message Aplication Layer - Capa de Aplicación de Mensajes Cortos…. ............................................................................................................................... 51 2.7.2.2 SM-TL (Short Message Transfer Layer - Capa de Transferencia de Mensajes Cortos)…............................................................................................................................... 52 2.7.2.3 SM-RL (Short Message Relay Layer - Capa de Repetición de Mensajes Cortos)…............................................................................................................................... 52 2.7.2.4 SM-LL (Short Message Link Layer - Capa de enlace de Mensajes Cortos) ........ 52 2.7.3 Nivel SM-TL y protocolo SM-TP ............................................................................... 52 2.7.3.1 SMS-SUBMIT ........................................................................................................ 53 2.7.4 Tipos de SMS ........................................................................................................... 55 2.7.4.1 Punto a punto ........................................................................................................ 55 2.7.4.1.1 MO (Mobile Originated – Móvil de Origen) ........................................................ 55 2.7.4.1.2 MT (Mobile Terminated – Móvil de Destino) ...................................................... 55

xiii 2.7.4.2 Mensajes Multipunto .............................................................................................. 56 2.7.5 Proceso de envío de un SMS ................................................................................... 56 2.7.6 Proceso de recepción de SMS ................................................................................. 56 2.8 FRAUDE EN TELEFONÍA CELULAR ............................................................................ 57 2.8.1 Pishing ...................................................................................................................... 57 2.8.2 Smishing ................................................................................................................... 57 2.9 REDES NEURONALES BIOLÓGICAS .......................................................................... 58 2.9.1 La neurona biológica ................................................................................................ 58 2.10 REDES NEURONALES ARTIFICIALES ................................................................... 59 2.10.1 Neurona artificial ..................................................................................................... 60 2.10.2 Funciones de las neuronas artificiales ................................................................... 61 2.10.2.1 Función de ponderación ...................................................................................... 61 2.10.2.2 Función de activación .......................................................................................... 62 2.10.2.2.1 La función lineal ................................................................................................ 62 2.10.2.2.2 La función sigmóide (sigmoid o logistig) .......................................................... 62 2.10.2.2.3 La función escalón ............................................................................................ 63 2.10.2.2.4 La función hiperbólica o tangencial .................................................................. 64 2.10.2.3 Función de salida................................................................................................. 65 2.11 TOPOLOGÍA DE UNA RED NEURONAL ................................................................. 65 2.11.1 Redes no recurrentes (feed-forward) ..................................................................... 65 2.11.2 Redes recurrentes (recurrent o feedback) ............................................................. 65 2.12 APRENDIZAJE DE UNA RED NEURONAL ............................................................. 65 2.12.1 Aprendizaje supervisado ........................................................................................ 66 2.12.2 Aprendizaje no supervisado ................................................................................... 66 2.12.3 Aprendizaje competitivo ......................................................................................... 67 2.13 EL PERCEPTRÓN .................................................................................................... 67 2.13.1 Red de perceptrón multicapa o MLP ..................................................................... 67 2.13.1.1 Capa de entrada .................................................................................................. 68 2.13.1.2 Capa de salida ..................................................................................................... 68 2.13.1.3 Capa oculta .......................................................................................................... 68 2.14 ALGORITMO DE RETROPROPAGACIÓN DEL ERROR ........................................ 69 2.15 SIMULACIÓN............................................................................................................. 70 2.15.1 Clasificación de la simulación ................................................................................ 70 2.15.1.1 Simulación Discreta ............................................................................................. 70

xiv 2.15.1.2 Simulación Continua ............................................................................................ 70 2.15.1.3 Simulación Combinada Discreta-Continua ......................................................... 70 2.15.1.4 Simulación Determinística y/o Estocástica ......................................................... 71 2.15.1.5 Simulación estática y dinámica ........................................................................... 71 2.15.1.6 Simulación con orientación hacia los eventos .................................................... 71 2.15.1.7 Simulación con orientación hacia procesos ........................................................ 71 3. METODOLOGÍA ............................................................................................................. 72 3.1 TIPOS, MÉTODOS Y FUENTES DE INVESTIGACIÓN ............................................... 72 3.1.1 Tipos de investigación .............................................................................................. 72 3.1.1.1 Investigación Bibliográfica ..................................................................................... 72 3.1.1.2 Investigación Descriptiva ....................................................................................... 72 3.1.1.3 Investigación Exploratoria ..................................................................................... 72 3.1.2 Métodos de Investigación ......................................................................................... 73 3.1.2.1 Método Experimental ............................................................................................. 73 3.1.2.2 Método Analítico .................................................................................................... 73 3.1.2.3 Método Estadístico ................................................................................................ 74 3.1.3 Fuentes de Investigación .......................................................................................... 74 3.1.3.1 Fuentes Primarias.................................................................................................. 74 3.1.3.1.1 Encuesta ............................................................................................................. 74 3.1.3.1.2 Determinación de la Población y tamaño de la muestra ................................... 75 3.1.3.1.2.1 Población y características.............................................................................. 75 3.1.3.1.2.2 Tamaño de la muestra..................................................................................... 76 3.1.3.2 Fuentes Secundarias ............................................................................................. 77 3.1.3.2.1 Libros .................................................................................................................. 77 3.1.3.2.2 Internet ................................................................................................................ 77 3.1.4 Metodología del diseño del Simulador de detección de Fraude.............................. 78 3.1.4.1 Estudio de Viabilidad ............................................................................................. 78 3.1.4.2 Estudio de negocio ................................................................................................ 80 3.1.4.3 Iteración del modelo funcional............................................................................... 80 3.1.4.4 Iteración del diseño y construcción ....................................................................... 81 3.1.4.5 Construcción e implementación ............................................................................ 81 4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ....................................................................................... 83 4.1 ENCUESTA DIRIGIDA A LOS USUARIOS DE TELEFONÍA MÓVIL ........................... 83 4.1.1 Determinación de la Población ................................................................................. 83 4.1.1.1 Cálculo de la Muestra ............................................................................................ 84 4.1.2 Diseño de la Encuesta .............................................................................................. 84

xv 4.1.3 Aplicación de la encuesta ......................................................................................... 84 4.1.4 Tabulación y Diagnóstico de las Encuestas. ........................................................... 85 4.1.5 Análisis del resultado de las encuestas ................................................................... 89 4.2 ENTREVITAS CON TÉCNICOS DE TELEFONÍA MÓVIL ............................................ 90 4.3 INVESTIGACIÓN DEL FUNCIONAMIENTO DE LA TECNOLOGÍA GSM Y GPRS PARA EL ENVÍO DE SMS ................................................................................................... 90 4.3.1 INFORME DE INVESTIGACIÓN DE LA TECNOLOGÍA GSM PARA EL ENVÍO DE SMS…................................................................................................................................... 90 4.3.2 INFORME DE INVESTIGACIÓN DE LA TECNOLOGÍA GPRS PARA EL ENVÍO DE SMS ................................................................................................................................ 92 4.3.3 Discusión del Resultado de los informes de GSM y GPRS .................................... 94 4.4 SELECCIÓN DE HERRAMIENTAS PARA EL DESARROLLO DEL SIMULADOR ..... 95 4.4.1 Microsoft Visual Studio 2008 .................................................................................... 95 4.4.2 Oracle 10g Express Edition ...................................................................................... 95 4.4.3 MATLAB TRIAL ........................................................................................................ 96 4.4.4 Discusión del Resultado ........................................................................................... 96 4.5 INVESTIGACIÓN DE MATLAB PARA EL ENTRENAMIENTO DE LA RED ................ 97 4.5.1 Introducción .............................................................................................................. 97 4.5.2 Selección de la red neuronal .................................................................................... 97 4.5.3 Selección del algoritmo de aprendizaje ................................................................... 97 4.5.4 Creación y entrenamiento de la red neuronal con MATLAB ................................... 98 4.5.4.1 Creación de la Red Neuronal ................................................................................ 98 4.5.4.1.1 Ensamblar el paquete de datos.......................................................................... 98 4.5.4.1.2 Definición de la red neuronal............................................................................ 101 4.5.4.2 Entrenamiento de la Red ..................................................................................... 103 4.5.5 Discusión del Resultado ......................................................................................... 106 4.6 DISEÑO Y CREACIÓN DEL SIMULADOR .................................................................. 106 4.6.1 Estudio de Factibilidad............................................................................................ 106 4.6.1.1 Aplicabilidad de la Metodología DSDM ............................................................... 106 4.6.1.2 Factibilidad Tecnológica ...................................................................................... 107 4.6.1.3 Análisis de Riesgos ............................................................................................. 108 4.6.1.4 Estudio del Negocio ............................................................................................. 109 4.6.1.4.1 Roles de los miembros del equipo ................................................................... 109 4.6.1.4.2 Observaciones Periódicas ................................................................................ 110

xvi 4.6.2 Iteración del modelo funcional ................................................................................ 110 4.6.2.1 Componentes del Sistema .................................................................................. 110 4.6.2.2 Diseño conceptual y técnico ................................................................................ 111 4.6.2.3 Diagramas de flujos de datos .............................................................................. 111 4.6.2.4 Diagrama de procesos ........................................................................................ 116 4.6.2.5 Diseño base de datos .......................................................................................... 118 4.6.2.5.1 Diseño relacional .............................................................................................. 120 4.6.2.6 Construcción de la Interfaz de usuario ................................................................ 120 4.6.2.6.1 Administración de mensajes ............................................................................ 121 4.6.2.6.1.1 Interfaz de Inicio ............................................................................................ 121 4.6.2.6.1.2 Enviar ............................................................................................................. 122 4.6.2.6.1.3 Consultas ....................................................................................................... 123 4.6.3 Iteración de Diseño y construcción ........................................................................ 124 4.6.3.1 Conectividad Interna del Sistema........................................................................ 124 4.6.3.2 Captura de la trama de los SMS en la capa de transferencia de la tecnología GSM y GPRS ...................................................................................................................... 124 4.6.3.2.1 Abrir y leer la base de datos............................................................................. 125 4.6.3.2.2 Codificar los datos según su formato ............................................................... 125 4.6.3.2.3 Aplicar la red neuronal previamente entrenada ............................................... 125 4.6.3.2.4 Capa de presentación ...................................................................................... 125 4.6.3.2.5 Capa de Datos .................................................................................................. 126 4.6.3.3 Codificación del Simulador .................................................................................. 126 4.6.4 Implementación del Sistema .................................................................................. 126 4.6.4.1 Instalación de componentes y software .............................................................. 126 4.6.4.2 Pruebas Unitarias y de Integración ..................................................................... 126 4.6.4.2.1 Prueba de Instalación ....................................................................................... 126 4.6.4.2.2 Prueba de función............................................................................................. 130 4.6.4.3 Instalación del Simulador .................................................................................... 132 4.7 Discusión del Resultado ............................................................................................... 132 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES..................................................................... 134 BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................... 135 GLOSARIO ......................................................................................................................... 137 ANEXOS ............................................................................................................................. 146

xvii ÍNDICE DE FIGURAS Figura Nº 1 - Espectro de ondas de radio de las radiofrecuencias ..................................... 29 Figura Nº 2 - Antenas repetidoras organizadas en celdas .................................................. 30 Figura Nº 3 - Arquitectura Interna de un teléfono celular .................................................... 36 Figura Nº 4 - Arquitectura de la red GSM ............................................................................ 39 Figura Nº 5 - Arquitectura de la red GPRS .......................................................................... 45 Figura Nº 6 - Arquitectura de la red de SMS en GSM ......................................................... 50 Figura Nº 7 - Estructura de SMS-SUBMIT ........................................................................... 53 Figura Nº 8 - Estructura SCA ............................................................................................... 54 Figura Nº 9 - Mobile Originated ............................................................................................ 55 Figura Nº 10 - Mobile Terminated ........................................................................................ 56 Figura Nº 11 - Neurona Biológica ........................................................................................ 59 Figura Nº 12 - Modelo de una neurona artificial .................................................................. 61 Figura Nº 13 - Función de activación lineal ......................................................................... 62 Figura Nº 14 - Función de activación sigmoidal .................................................................. 63 Figura Nº 15 - Función de activación escalón ..................................................................... 64 Figura Nº 16 - Función de activación tangencial ................................................................. 64 Figura Nº 17 - Estructura de la red perceptrón multicapa ................................................... 68 Figura Nº 18 - Arquitectura de Redes GSM para envío de SMS ........................................ 91 Figura Nº 19 - Arquitectura de Redes GSM/GPRS para envío de SMS ............................. 93 Figura Nº 20 - Modelo del mensaje en la capa de entrada de la red neuronal................. 101 Figura Nº 21 - Proceso de entrenamiento del perceptrón multicapa ................................ 104 Figura Nº 22 – Resultado del entrenamiento de la Red Neuronal .................................... 105 Figura Nº 23 - Diseño conceptual y técnico ....................................................................... 111 Figura Nº 24 - Entrenamiento del Perceptrón multicapa ................................................... 112 Figura Nº 25 - Registro de SMS ......................................................................................... 113 Figura Nº 26 - Proceso de detección de fraude ................................................................. 114 Figura Nº 27 - Consulta de mensajes ................................................................................ 115 Figura Nº 28 - Reporte de mensajes.................................................................................. 116 Figura Nº 29 - Proceso de detección de fraude ................................................................. 117 Figura Nº 30 - Diseño relacional de la Base de Datos ...................................................... 120 Figura Nº 31 - Interfaz de administración de mensajes ..................................................... 121 Figura Nº 32 - Menú Inicio .................................................................................................. 122 Figura Nº 33 - Interfaz de detección de fraude .................................................................. 122 Figura Nº 34 - Interfaz de consultas de SMS..................................................................... 123 Figura Nº 35 - Interfaz de Reportes de SMS ..................................................................... 123 Figura Nº 36 - Estructura de conexión interna ................................................................... 124 Figura Nº 37 – Prueba de Instalación (Pantalla de Bienvenida) ....................................... 127 Figura Nº 38 – Prueba de Instalación (Acuerdo de Licencia) ........................................... 127 Figura Nº 39 – Prueba de Instalación (Información de Usuario) ....................................... 128 Figura Nº 40 – Prueba de Instalación (Carpeta de Instalación) ........................................ 128 Figura Nº 41 – Prueba de Instalación (Carpeta de accesos directos) .............................. 129 Figura Nº 42 – Prueba de Instalación (Inicio de instalación) ............................................. 129

xviii Figura Nº 43 – Prueba de Instalación (Instalación completa) ........................................... 130 Figura Nº 44 – Prueba de Función (Error en ejecución) ................................................... 130 Figura Nº 45 – Prueba de Función (Error en consulta) ..................................................... 131 Figura Nº 46 – Prueba de Función (Error en reporte) ....................................................... 132 Figura Nº 38 - Esquema de instalación del Simulador ...................................................... 132

xix

ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1 - Determinación de la Población ............................................................................ 84 Tabla 2 - Tabulación de los datos obtenidos en la pregunta 1............................................ 85 Tabla 3 - Tabulación de los datos obtenidos en la pregunta 2............................................ 86 Tabla 4 - Tabulación de los datos obtenidos en la pregunta 3............................................ 87 Tabla 5 - Tabulación de los datos obtenidos en la pregunta 4............................................ 88 Tabla 6 - Tabulación de los datos de la pregunta 5 ............................................................ 89 Tabla 7 - Categorías de Patrones ...................................................................................... 100 Tabla 8 - Cantidad de mensajes utilizados para el entrenamiento, validación y test ....... 104 Tabla 9 - Matriz de Riesgos ............................................................................................... 109 Tabla 10 - Roles de los miembros ..................................................................................... 109 Tabla 11 - Especificaciones de Software para Simulador ................................................. 110 Tabla 12 - Especificaciones de hardware de Simulador ................................................... 111 Tabla 13 - Lista de columnas de la tabla TBL_ORIGENMENSAJE .................................. 118 Tabla 14 - Lista de columnas de la tabla TBL_MENSAJE ................................................ 118 Tabla 15 - Lista de columnas de la tabla TBL_OPEFRAUDES ........................................ 119 Tabla 16 - Lista de columnas de la tabla TBL_MCC_MNC ............................................... 119 Tabla 17 - Lista de columnas de la tabla TBL_USUARIO ................................................. 119 Tabla 18 - Lista de columnas de la tabla TB_TELEFONOS ............................................. 120

xx

ÍNDICE DE GRÁFICOS

Gráfico 1 - Representación porcentual de los datos de la pregunta 1 ................................ 85 Gráfico 2 - Representación porcentual de los datos de la pregunta 2 ................................ 86 Gráfico 3 - Representación porcentual de los datos de la pregunta 3 ................................ 87 Gráfico 4 - Representación porcentual de los datos de la pregunta 4 ................................ 88 Gráfico 5 - Representación porcentual de los datos de la pregunta 5 ................................ 89

21

INTRODUCCIÓN Los fraudes en telefonía celular están evolucionando constantemente acorde con el avance de la tecnología. Para que exista este tipo de delitos influye en gran medida el avance tecnológico pues permite múltiples opciones. Actualmente en nuestro país aún no se juzga en el código este tipo de delitos.

A través de la historia hace años atrás cuando las primeras redes móviles de comunicación estuvieron en el mercado, una de sus principales debilidades estaba en la seguridad de esta manera se cometían los fraudes como la clonación de dispositivos móviles (Celulares) que posteriormente fue controlado utilizando la evolución de la tecnología, evolución que acarreo consigo otros tipos de fraude.

A raíz de esta problemática ha surgido el interés de desarrollar un simulador de detección de fraude en telefonía celular utilizando un proceso basado en redes neuronales el cual va a estar enfocado en los mensajes de texto corto.

Una vez finalizado el proyecto servirá como material de investigación para los estudiantes de la Escuela de Ingeniería de Sistemas de la Pontificia Universidad Católica del Ecuador sede Santo Domingo y otros estudiantes del país de carreras afines a Sistemas, dejando sentadas las bases para futuras investigaciones.

22

1. ANTECEDENTES Y JUSTIFICACIÓN 1.1 ENTORNO MUNDIAL El fraude en los mensajes de texto corto a nivel mundial se hace cada día más evidente, las formas y métodos han ido variando con el avance de la tecnología, haciendo cada vez más difícil el control.

El primer caso de mensaje de texto fraudulento tuvo su origen en China en el año 2005 en donde las personas recibían un mensaje que decía: “Estamos confirmando que se ha dado de alta para un servicio de citas. Se le cobrara dos dólares al día, al menos que cancele su petición” 1. Los usuarios por el temor al cobro de esta cantidad acudían a obtener información de la dirección web que se le indicaba en el mensaje fraudulento. Una vez que el usuario ingresaba a la página web era contagiado por un virus troyano que se apoderaba de información confidencial.

1.2 ENTORNO NACIONAL En el año de 1995 en Ecuador se detectó el primer fraude llamado Call Back (Llamada Revertida).Este fraude hace que una llamada realizada desde Ecuador se convierta en una llamada internacional entrante, de tal forma que el tiempo de consumo no facture a la persona que realizo esta llamada si no a la que la recibió. En la actualidad este tipo de fraude ya es controlado.

En el año de 1996 se descubre otro tipo de fraude llamado By Pass, cuyo funcionamiento permitía enlazar un tráfico telefónico de comunicación internacional ilegal. Para aquella época este fraude se implementaba simplemente con una línea telefónica fija para poder intercambiar llamadas de origen internacional como llamadas locales. Para el año 2003 el By Pass hace su aparición por primera vez en la telefonía celular.

A mediados de los años 2007 y 2008 surge otro tipo de fraude llamado Smishing, esta vez enfocado en los mensajes de texto de telefonía celular. Consistía en el ingreso a una página web que pedía al visitante ingresar su número celular para luego proceder a 1

enviar una imagen, tono o un juego, siendo ésta en realidad una

http://gemini.udistrital.edu.co/comunidad/grupos/arquisoft/colcsirt/?q=node/6

23 subscripción por la que se le cobraría una cierta cantidad por mensajes enviados al número de celular introducido.

En la misma época aparecieron variantes del Smishing, que consistían en el envío de mensajes con frases aduciendo que se ha ganado un premio (carro, dinero, viajes, etc.) y que a cambio tenían que ingresar varios códigos de tarjetas prepago antes de la adjudicación al premio.

1.3 BENEFICIOS ESPERADOS Con la elaboración del simulador de detección de fraude en telefonía celular usando redes neuronales se tendrá una fuente de consulta práctica en el funcionamiento de redes neuronales, buen reconocimiento ante la plantilla educativa de la Escuela de Ingeniería de Sistemas y Computación de la PUCE SD por ofrecer un simulador de calidad, afluencia de alumnos de escuelas afines para obtener información, colaborando así con en el desarrollo intelectual de los estudiantes.

Terminado el proyecto se tendrá como beneficiarios de forma directa a los estudiantes de la Escuela de Ingeniería de Sistemas y Computación de la PUCE SD, mientras que los beneficiarios indirectos serán los estudiantes de escuelas afines de otras universidades.

Beneficios a corto plazo: utilización del software para fortalecer los conocimientos adquiridos en el campo de las redes neuronales y telefonía celular.

Beneficios a mediano plazo: dejar sentadas las bases para futuras investigaciones en tecnología celular y redes neuronales.

Beneficios a largo plazo: Contribuir con la investigación para frenar los delitos en la telefonía celular.

1.4 ANÁLISIS DE IMPACTOS Actualmente los estudiantes de la Escuela de Ingeniería de Sistemas y Computación de la PUCE SD no cuentan con una herramienta capaz de simular el funcionamiento de una red neuronal artificial, razón por la cual el impacto que genera el proyecto es

24 retrospectivo. A continuación se detallan las matrices de impacto con sus respectivos indicadores y los niveles de impacto numéricamente asignados: -3

Impacto alto negativo

-2

Impacto medio negativo

-1

Impacto bajo negativo

0

No hay impacto

1

Impacto bajo positivo

2

Impacto medio positivo

3

Impacto alto positivo

1.4.1

Impacto Educativo

IMPACTO EDUCATIVO INDICADORES

-3

Apoyo a la enseñanza docente Apoyo al aprendizaje del estudiante Fuente de consulta TOTAL

NIVELES DE IMPACTO -2 -1 0 1 2 X X X 6

3

 numero de indicadores

Nivel de impacto educativo=

6 = 2 3 Nivel de impacto educativo = medio positivo NI =

Análisis 

El simulador servirá como apoyo al docente de la materia de Inteligencia Artificial de la Escuela de Ingeniería en Sistemas. Esperamos lograr con este punto un impacto medio positivo.

25 

Los estudiantes contarán con una herramienta práctica para afianzar los conocimientos impartidos por el docente en el área de Inteligencia Artificial.

Con este indicador se logra un impacto medio positivo.



El presente proyecto será útil para toda la comunidad educativa de las diferentes instituciones de escuelas afines. Se espera lograr un impacto medio positivo.

1.4.2

Impacto Ecológico

IMPACTO ECOLOGICO INDICADORES

-3

NIVELES DE IMPACTO -2 -1 0 1 2

Cero contaminacion No consumo de papel TOTAL

3 X X 6

 numero de indicadores

Nivel de impacto economico =

6 = 2 Nivel de impacto educativo = alto positivo NI =

3

Análisis 

No representa ningún tipo de peligro para la naturaleza pues no emite algún tipo de radiación o similar. Esperamos lograr con este punto un impacto alto positivo.



La aplicación no requiere un alto volumen de consumo de papel. Se espera lograr un impacto alto positivo.

26 1.4.3

Impacto socio-cultural IMPACTO SOCIO CULTURAL INDICADORES

-3

NIVELES DE IMPACTO -1 0 1 2 X X 1 2

-2

Integración de la comunidad educativa Fomentar la cultura del uso de tecnología TOTAL

3

 numero de indicadores

Nivel de impacto socio cultural =

3 = 1.5 2 Nivel de impacto educativo = medio positivo NI =

Análisis 

Este proyecto pretender incidir también en la integración y mejoramiento académico de la comunidad educativa de escuelas o facultades en las cuales se impartan temas referentes al proyecto de Disertación de Grado. Se esperar lograr con este punto un alcance bajo positivo.



El proyecto trata de fomentar la cultura del uso de aplicaciones tecnológicas para el aprendizaje práctico. Se espera lograr un impacto bajo positivo.

1.4.4

Impacto general IMPACTO GENERAL INDICADORES

-3

Impacto Educativo Impacto Ecologico Impacto Socio Cultural TOTAL

NIVELES DE IMPACTO -2 -1 0 1 2 X

3 3

2 4

3

 numero de indicadores

Nivel de impacto socio cultural =

7 = 2,333 3 Nivel de impacto educativo = medio positivo NI =

Análisis El proyecto presenta un impacto medio positivo. Mediante este indicador se demuestra que generará un cambio pos

itivo al brindar de una fuente de

27 consulta de calidad, beneficiando tanto a los estudiantes, docentes y personas externas a la Institución.

1.5 OBJETIVOS 1.5.1 OBJETIVO GENERAL Simular la detección de fraude de telefonía celular en mensaje de texto corto utilizando redes neuronales.

1.5.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 

Investigar el funcionamiento de las tecnologías GSM y GPRS para el envío de mensajes de texto corto



Realizar entrevistas acerca los fraudes de la telefonía celular en mensajes de texto corto a las portadoras que brindan servicio a nivel nacional



Investigar la aplicación de las redes neuronales artificiales en MATLAB



Desarrollar un simulador de detección de fraude en telefonía celular de mensajes de texto corto utilizando Visual Basic .Net y Oracle XE



Elaborar manuales de instalación, administración y de usuario

1.6 MARCO INSTITUCIONAL El tema de investigación en la actualidad no se ha desarrollado a nivel local y nacional.

A nivel internacional existen investigaciones y herramientas desarrolladas para la detección del fraude celular enfocadas a las llamadas más no en mensajes de texto.

Algunas de ellas las podemos encontrar en las siguientes páginas web: 

http://www.cs.umss.edu.bo



http://laboratorios.fi.uba.ar/lsi/cacic2003detecciondefraudesdetelefoniausandorrnn.pdf

A nivel local el proyecto se lo llevará a cabo en Ecuador, en

la provincia Santo

Domingo de los Tsáchilas, en la ciudad de Santo Domingo, en la PUCE SD. La

28 presente investigación será la primera en la comunidad estudiantil que servirá además para escuelas afines a la Escuela de Ingeniería de Sistemas y Computación.

1.7 RESUMEN DE ACTIVIDADES El trabajo realizado por parte del equipo del proyecto conformado por Cristian Guillermo López Oña y Carlos Humberto Robayo Nuñez, con la guía del Director de Disertación de Grado Ms. Rodolfo Sirilo Córdova Gálvez se inició con reuniones para la guía y observaciones del proyecto.

La primera actividad fue

lectura de libros, revistas y enlaces de internet

especializados en el funcionamiento de redes GSM. A continuación se realizaron entrevistas con profesionales de las portadoras que brindan el servicio de telefonía celular a nivel nacional, información que utilizamos para elaborar la documentación de requerimientos del simulador.

Se hizo una investigación sobre el funcionamiento de redes neuronales artificiales y su aplicación en MATLAB mediante la lectura de libros y artículos de internet.

Posteriormente se acordó que el simulador se lo desarrollará bajo la herramienta Visual Basic .Net 2008 ya que la universidad cuenta con las respectivas licencias por tener el acuerdo CAMPUS AGREEMENT de MICROSOFT y base de datos Oracle10gXE por ser gratuita. Adicional a las herramientas anteriores se empleará MATLAB TRIAL que es un Lenguaje de Programación para el cálculo numérico.

A continuación se procedió al desarrollo del simulador de detección de fraude en telefonía celular de mensajes de texto corto, para lo cual se realizaron las siguientes actividades: Si hizo el estudio cuidadoso del diseño de la base de datos del simulador, se crearon varias tablas con sus respectivos campos y la forma de cómo van a estar relacionadas unas con otras de tal manera que el simulador no tenga ningún problema para un funcionamiento óptimo.

29 Se configuró la conexión de la base de datos, se elaboró el diseño de las pantallas por medio de las cuales se podrá interactuar con el simulador e inmediatamente se procedió a la codificación de cada uno de los módulos del sistema.

Se creó la Red Neuronal usando como modelo el Perceptrón Multicapa implementando el algoritmo de aprendizaje supervisado. Se entrenó la red usando los patrones de acuerdo a la información obtenida en el proceso de levantamiento de información.

La captura de los SMS enviados por los usuarios se lo realizo descomponiendo la trama de los mensajes en la capa de transmisión de datos.

Se procedió a las pruebas para unir todos los módulos y realizar las pruebas finales de integración del sistema.

Finalmente se desarrollaron los manuales de instalación, administración y de usuario.

30

2. MARCO TEÓRICO 2.1 INTRODUCCIÓN La rápida evolución de las redes de datos hacia la convergencia con otro tipo de servicios como texto, voz y video, ha generado un crecimiento significativo de la cantidad de información que se debe manejar.

Las necesidades empresariales han hecho propicia la proliferación de redes privadas virtuales y entornos de trabajo colaborativo de alcance global. Toda esta información debe de algún modo ser protegida contra fugas, mientras que los equipos que hospedan o gestionan servicios deben ser protegidos contra accesos no autorizados o usos indebidos. Incluso cada estación de trabajo asociado corre el riesgo de ser víctima de virus inesperados, tipo gusanos o instrucciones directas que controlen el sistema operativo.

En un mundo donde la información es primordial, es vital implementar sistemas de protección, detección y reacción de alta disponibilidad que puedan hacer frente a las amenazas del mundo exterior de forma efectiva. Ante este desafío se puede encontrar una amplia gama de soluciones en el mercado; entre ellas las Redes Neuronales Artificiales que usan métodos estadísticos para determinar qué tanto se aleja el comportamiento de los usuarios en determinado momento de la conducta usual.

Mediante las Redes Neuronales unidas a la Inteligencia Artificial se han planteado respuestas que básicamente proponen soluciones a problemas de actualidad como los fraudes de telefonía celular.

El fraude en telefonía celular se puede definir como el uso ilícito de la red de telefonía celular para obtener provecho o lucro en función de los abonados. Existen diversos factores que facilitan el fraude, entre ellos la evolución tecnológica, el internet y sus aplicaciones.

2.2 RADIOFRECUENCIAS Conocido como espectro de radiofrecuencia o RF; es la parte menos energética del espectro electromagnético y se la mide en hertzios (Hz) que es la unidad de

31 medida de la frecuencia de las ondas. Se sitúa entre unos 3 Hz y unos 300 GHz como se muestra en la Figura 1:

Figura Nº 1 - Espectro de ondas de radio de las radiofrecuencias Fuente: http://audiovisualrd.blogspot.com/2010/09/el-espectro-electromagnetico.html La radiofrecuencia se usa en diferentes campos como: -

Radiocomunicaciones

-

Radioastronomía

-

Radar

-

Resonancia magnética nuclear

2.3 TELEFONÍA MÓVIL La telefonía móvil celular es un servicio de telecomunicaciones que mediante una red de antenas situadas en estaciones base permite recibir y realizar llamadas desde terminales

móviles

(celulares)

por

medio

de

ondas

electromagnéticas

de

radiofrecuencia (señales de mayor frecuencia que las utilizadas en radiotelevisión, pero con una menor potencia).

La telefonía móvil o celular manipula ondas de radio para establecer operaciones como llamadas telefónicas, envío de mensajes de texto, correo electrónico entre las operaciones más conocidas.

Para lograr la cobertura de señal, se ubican estaciones repetidoras de señal agrupadas en pequeñas celdas o células como se indica en la Figura 2:

32

Figura Nº 2 - Antenas repetidoras organizadas en celdas Fuente:http://exa.unne.edu.ar/depar/areas/informatica/SistemasOperativos /tfbasterretche.pdf

2.3.1 Clasificación de las celdas En la telefonía móvil podemos distinguir cuatro tipos diferentes de celdas:

2.3.1.1

Macrocells (Macroceldas)

Son celdas de gran tamaño que tienen una amplia cobertura. Se las utiliza principalmente en áreas muy grandes donde la separación entre ciudades es amplia.

2.3.1.2

Microcells (Microceldas)

Son celdas de corta cobertura. Se utilizan principalmente en áreas con mucha población.

2.3.1.3

Selectived Cells (Celdas selectivas)

33 Son celdas que sirven para acciones específicas como tener un largo alcance o un radio de acción determinado. El caso más común de la utilización de este tipo de células es en los túneles.

2.3.1.4

Umbrella Cells (Células Sombrilla)

Este tipo de celdas se utilizan en aquellos casos en los que tenemos un elevado número de celdas de tamaño pequeño y continuamente se están produciendo cambios del terminal de una célula a otra.

2.3.2 Tipos de telefonía Móvil Se pueden distinguir entre dos tipos de telefonía: 2.3.2.1

Telefonía Móvil Analógica

La comunicación se realiza mediante señales vocales analógicas tanto en el tramo radioeléctrico como en el terrestre. En su primera versión funcionó en la banda de los 450 MHz, trabajando actualmente en la banda de los 900 MHz. Esta red prácticamente se encuentra extinguida. Entre las tecnologías analógicas tenemos: 

AMPS (Advanced Mobile Phone System - Sistema Telefónico Móvil Avanzado): Fue implementada en el año 1976 en Estados Unidos siendo el primer estándar de redes celulares. La banda de frecuencias usada va de 824 a 849 MHz para los canales de transmisión y de 869 a 894 Mhz para los canales de recepción.



TACS

(Total

Access

Communicaction

System

-

Sistema

de

Comunicaciones de Acceso Total): Haciendo una comparación se describe como una tecnología igual a AMPS pero para Europa. Utiliza la banda de frecuencia de 450MHz. 

ETACS (Extended Total Access Communicaction System - Sistema de Comunicaciones

de

Acceso

Total

Extendido):

Surge

como

una

actualización de la tecnología TACS. Fue desarrollada en el Reino Unido; opera en la banda de frecuencia de 900MHz.

34

2.3.2.2

Telefonía Móvil Digital

La red de telefonía móvil digital, donde la comunicación se realiza mediante señales digitales, permite optimizar tanto el aprovechamiento de las bandas de radiofrecuencia como la calidad de transmisión. Funciona en las bandas de 850/900 y 1800/1900 MHz. Entre las tecnologías digitales tenemos: 

GSM (Global System for Mobil Communications - Sistema Global para las Comunicaciones Móviles): Por sus factores como la velocidad de transmisión se considera un estándar de tercera generación. Soporta velocidades de hasta 384 kbps que puede variar desde los 70 hasta los 140 kbps tomando en cuenta del número de usuarios.



CDMA (Code Division Multiple Access - Acceso Múltiple por División de Código): Por su característica de transmisión de señal de radio a través de un rango de frecuencia amplio es considerada una tecnología de tercera generación. Soporta velocidades de datos de alrededor de 14,4 Kbps



TDMA (Time Division Multiple Access - Acceso Múltiple por División de Tiempo): Estándar de 2da generación. Divide a los canales de comunicación mediante una técnica de división de tiempo con el objetivo de aumentar la cantidad de los datos que se transmiten simultáneamente. Puede soportar velocidades de 64 kbps a 120 kbps.



UMTS (Universal Mobile Telecommunications System - Sistema Universal de Telecomunicaciones Móviles): Estándar de tercera generación. Trabaja en las bandas de 5Mhz para trasmitir voz y datos. Puede llegar a alcanzar velocidades hasta de 2 Mbps.

2.3.3 Funcionamiento de la Tecnología Móvil El sistema de telefonía celular se basa en un procedimiento de áreas de transmisión por células o celdas, que cubren áreas entre 1,5 y 5 km, tomando en cuenta que dentro de estas áreas existen estaciones repetidoras que operan con diferentes frecuencias para cada célula adyacente. El teléfono móvil envía señales que son receptadas por una estación y reenviadas a través de la red hacia un determinado destinatario.

35 Existe una estación base en el centro de cada celda a la que transmiten todos los teléfonos que están en esa celda. La estación base está equipada con una computadora y un transmisor / receptor este a la vez se conecta a una antena. En la telefonía móvil las estaciones base están conectadas a una central de conmutación.

Cuando un dispositivo móvil celular se traslada de una celda a otra, su estación base recibe una señal más débil; las estaciones circundantes comparan la fuerza de señal para acto seguido transferir la posesión a la celda que está recibiendo la señal más fuerte que en este caso es la celda donde se encuentra el dispositivo. esta informa al celular que ahora pertenece a otra célula. La nueva asignación del canal lo realiza el nodo de conmutación, las estaciones solo retransmiten la señal.

“Un proveedor de servicio celular típicamente recibe 832 radio frecuencias para utilizar en una ciudad Por cada celular se usan dos frecuencias al realizar una llamada, por lo que típicamente hay 395 canales de voz por portador de señal (Las 42 frecuencias que restan son utilizadas para canales de control). Por lo tanto, cada celda tiene alrededor de 56 canales de voz disponibles, es decir se pueden 2

realizar 56 llamadas por celda al mismo tiempo” .

2.4 TELÉFONO CELULAR Un teléfono celular es un dispositivo de comunicación inalámbrico que nos permite acceder a una red de telefonía celular o móvil. Se lo ha llamado celular debido la estructura de la red que está formada por antenas repetidoras.

2.4.1 Partes Un dispositivo móvil consta de: 

Un microprocesador llamado DSP (Digital Signal Processor - Procesador de Señal Digital). Es el encargado de las operaciones del teclado, controlar las señales que emite la antena, de compresión y descompresión, gestionar los comandos, mostrar

2

http://www.scribd.com/doc/13234513/Funcionamiento-del-Telefono-Celular#open_download

36 la información en pantalla, entre las más importantes. Su velocidad se mide en MIPS (Millones de instrucciones por segundo) y puede llegar hasta 40. 

Una LCD (Liquid Crystal Display - Pantalla de Cristal Líquido) que muestra la interfaz gráfica.



Una placa de circuitos.



Una antena que recepta y emite las señales con las estaciones y antenas repetidoras.



Una batería que se encarga de almacenar la energía eléctrica.



Un altavoz por el cual el dispositivo móvil emite los sonidos.



Un teclado.

2.4.2 Tecnologías utilizadas para la transmisión de datos A las redes llamadas de acceso múltiple se puede acceder mediante las diferentes tecnologías para la transmisión de información. Se las llama de acceso múltiple por su capacidad para que más de un usuario pueda usar las celdas de información. Según la forma en que se accede a las celdas tenemos:

2.4.2.1

FDMA (Frequency Division Multiple Access - Acceso Múltiple

por División de Frecuencia) La característica principal de esta tecnología es que según las frecuencias por la cual se transmite separa el espectro en varios canales de voz dividendo el ancho de banda en múltiples canales uniformemente. Los usuarios utilizan uno de los subcanales particionados por la frecuencia que está dentro de un canal de comunicación. Se usa para transmisiones analógicas aunque también posee la capacidad para transmisiones digitales.

En la tecnología GSM, el FDMA se mejora utilizando frequency hopping o saltos en frecuencia que es un mecanismo que realiza un cambio de canal de acuerdo a las peticiones de la red.

La tecnología FDMA se utiliza en los sistemas de telecomunicaciones que transmiten gran cantidad de información. Se comercial y las emisoras de televisión.

utiliza también en la banda MF

37

2.4.2.2

TDMA (Time Division Multiple Access - Acceso Múltiple por

División de Tiempo) Es un estándar de tercera generación que utiliza métodos digitales para dividir el canal de transmisión en intervalos de tiempo. Los canales de frecuencia son compartidos por los usuarios pero en diferentes tiempos.

Con esta técnica a cada grupo de estaciones se le asigna una misma ranura, con un ancho de banda fijo, y se comparte secuencialmente el tiempo asignado; es decir, cada estación tiene un tiempo asignado para transmitir, una vez agotado el tiempo deja de transmitir y la trasmisión lo hacen las estaciones que están en secuencia.

El tiempo que se le asigna a las estaciones no siempre es igual para todos, pues todo dependerá de la cantidad de información que se quiera transmitir por lo tanto las estaciones con mayor tráfico se les asigna mayor tiempo.

En el acceso múltiple por división con asignación tiempo fijo se asigna los tiempos fijos por estación o a su vez cuando algunas estaciones tengan exceso de tráfico en horas pico varían con el tiempo.

2.4.2.3

CDMA (Code Division Multiple Access - Acceso Múltiple por

División de Códigos) Esta tecnología utiliza una técnica que transmite los datos usando todo el ancho de banda disponible. Mediante un código de secuencia que es único para cada canal, las llamadas se sobreponen de tal manera que varios usuarios comparten el canal y la frecuencia.

Es la técnica más utilizada para sistemas inalámbricos por su capacidad para codificar, transmitir y decodificar en fracciones de tiempo poco considerables. Se le conoce también como SSMA (Spread Spectrum Multiple Access - Acceso Múltiple con Espectro Expandido)

por su capacidad para codificar los bits de

información debido a ancho de banda que utiliza.

38

2.4.2.4

GSM (Global System for Mobil Communications - Sistema Global

para las Comunicaciones Móviles) Este estándar utiliza 4 bandas de frecuencia; 900 MHz y de 1800 MHz en Europa; para Estados Unidos y el resto de América la banda de frecuencia utilizada es la de 850 MHz y 1900 MHz. Se analiza con mayor detalle en apartado 2.5.

2.4.3 Arquitectura Interna de un teléfono móvil Está compuesta de tres módulos como lo muestra la Figura 3: Antena

Módulo de RF

Módulo Lógico de Control

Módulo de AF

ALTAVOZ MICRÓFO NO

Figura Nº 3 - Arquitectura Interna de un teléfono celular Fuente:http://www.scribd.com/doc/13234513/Funcionamiento-del-Telefono -Celular

2.4.3.1

Módulo RF (Radio Frequency - Radio Frecuencia)

Está encargado de administrar todas las señales que ingresan o salen del teléfono celular. El módulo de radiofrecuencia circuito es el encargado de receptar y

39 demodular las señales de radiofrecuencia las cuales luego de ser procesadas pasan al módulo de AF. Un teléfono se puede ajustar a un canal de frecuencia usando un circuito sintetizador de precisión que autoselecciona el canal que a su vez es definido por el modulo lógico de control. Cuando un dispositivo móvil pasa de una celda a otra entra a un proceso de verificación de canales libres y las frecuencias de trasmisión y recepción son cambiadas de acuerdo a ese movimiento. El módulo lógico de control del teléfono celular está provisto de un módem que es el encargado de asignar las frecuencias que son recibidas como señales de información.

“El circuito transmisor RF recibe las señales de voz del módulo de AF y las señales de información de la unidad lógica de control que las coloca sobre la portadora de RF apropiada, las filtra, las amplifica y las envía a la antena”.3

2.4.3.2

Módulo de AF (Audio Frequency - Audio Frecuencia)

Para que las señales de voz provenientes del RF pasen a través del canal de transmisión se utiliza el módulo AF que se encarga de convertir las señales de Frecuencias Intermedias en señales de voz para que puedan ser escuchadas por el terminal receptor.

Existe un segundo receptor dedicado a producir señales de advertencia como las señales de llamada. La voz y los tonos DTMF (Dual Tone Multi Frequency – Doble Tono Multifrecuencia) que provienen del micrófono se mezclan y filtran para que posteriormente la RF los module.

2.4.3.3

Módulo lógico de control (CPU)

Es el control principal de un teléfono celular. La CPU (Central Process Unit Unidad Central de Proceso), es la encargada de controlar el funcionamiento del teléfono celular mediante un conjunto de instrucciones que residen en una memoria permanente ROM (Read Only Memory - Memoria de Solo Lectura).

Consta también de una memoria temporal RAM (Ramdom Access Memory Memoria de Acceso Aleatorio), que guarda variables tales como el canal de uso, el 3

http://es.scribd.com/deleted/173572110

40 valor seleccionado de potencia del transmisor, etc., por ser valores que pueden cambiar. Tiene una memoria borrable EPROM (Erasable Programmable ReadOnly Memory - Memoria Borrable Programable de Solo Lectura), que guarda información exclusiva de cada teléfono como el número asignado.

2.5 GSM GSM

(Global

System

for

Mobile

Communication

-

Sistema

Global

para

Comunicaciones Móviles) es una tecnología digital inalámbrica de tipo analógica.

Aprovecha de mejor manera la baja intensidad de señal que utilizan los celulares mediante la cual define de manera precisa el área a cubrir.

Actualmente es la tecnología más utilizada; alrededor de 219 países operan bajo GSM. Según su promotor GSM Association (http://www.gsmworld.com),cuenta aproximadamente con 4 billones de usuarios que representa más del 80% del total de clientes inalámbricos siendo la referencia actual de las redes móviles. Permite que el roaming internacional (uso de un mismo celular en muchas partes del mundo) sea común entre las operadoras de telefonía móvil.

La tecnología GSM brinda los siguientes servicios:  Comunicaciones telefónicas de voz.  Buzón de voz o contestador automático.  Desvío de llamadas.  Restricción de llamadas.  Indicación de llamada en espera.  Retención de llamadas.  Recepción de mensajes cortos (radio mensajería).  Agenda electrónica integrada en el SIM (Subscriber Identity Module - Módulo de Identificación del Suscriptor).  Identificación de llamada entrante, antes de descolgar.  Ocultación de identidad, para no mostrar el número de teléfono cuando se llame a otro usuario.  Multiconferencia.  Indicación del coste de la llamada.

41  Limitación de consumo.  Transmisión de datos.

2.5.1 Estructura de la red GSM La red GSM gracias a su estructura permite la reutilización de frecuencias lo cual facilita tener una mayor cobertura y gran volumen de tráfico de datos.

Se puede apreciar la arquitectura GSM en la Figura N° 4.

NSS

NMC OMC

B

OMC MSC

OSS

VLR

E

BSS

A

BTS

VLR D

BTS Um

MSC

SMS GMSC

C

F

Abis EIR

PLMN PSTN ISDN

IWF GMSC

B

BSC

BTS

G

HLR

AUC H

SMS IWMSC SM-SC

ME

MS SIM

Figura Nº 4 - Arquitectura de la red GSM Fuente:http://www.ladeprofesional.com.ar/seminariok15-gsm-gprs.pdfPág. 34

2.5.1.1

MS (Mobile Station - Estación Móvil)

Se compone de:

2.5.1.1.1 SIM (Subscriber Identity Module - Módulo de Identificación de Suscriptor) Puede presentarse como tarjeta inteligente o módulo incorporado dentro de la estación móvil. La SIM caracteriza al abonado y contiene toda la información necesaria para la autenticación del mismo

2.5.1.1.2 ME (Mobile Equipment – Equipo Móvil)

42 Realiza las funciones de transmisión por radio, gestión de canales, codificación de voz, protección contra errores y gestión de movilidad.

2.5.1.2

BSS (Base Station Subsystem - Sub Sistema de Estación Base)

Este sistema permite el acceso a la red central de GSM. Está encargado de efectuar la asignación y liberación de recursos de radio, permitiendo la comunicación con estaciones móviles en una cierta área. Un BSS está compuesto de:

2.5.1.2.1 BTS (Base Transceiver Station - Estaciones de Transmisión Base) Un BTS se compone de la parte de hardaware. Está compuesto de los dispositivos de transmisión y recepción. En este módulo se encuentran las antenas. Además controla todo el proceso de conversión de las de señales a la interfaz de radio.

2.5.1.2.2 BSC (Base Station Controllers - Control de Estación Base) Está encargado de las operaciones de transferencia del control de las llamadas así como también de vigilar las señales entre las BTS y las MS.

2.5.1.3

OSS (Operations Sub-System - Sub Sistema de Operaciones)

Está conformada por: 2.5.1.3.1

OMC

(Operation

and

Maintenance

Centre

-

Centro

de

Mantenimiento y Operación) Está relacionada con todas las funcionalidades de administración de celulares escasamente vistos, los cuales pueden ser de diversos fabricantes. También contienen funciones de tarifación conocido como billing.

2.5.1.3.2 NMC (Network Managment Centre - Centro de Gestión de Red) Está relacionada con las funciones de gestión de toda la red.

43

2.5.1.4

NSS (Network Sub System - Sub Sistema de Red)

Está constituido por varios elementos, los cuales se detallan a continuación:

2.5.1.4.1 MSC (Mobile Switching Centre - Centro de Conmutación Móvil) El MSC, es una central que gestiona las funciones de conmutación y señalización que se necesitan para manejar servicios de conmutación de circuitos hacia y desde las estaciones móviles localizadas en una determinada área geográfica. El MSC se conecta a la red de acceso GSM a través de la interfaz A.

2.5.1.4.2 VLR (Visitor Location Register - Registro de Posición de Visitantes) Es una base de datos con información de los datos que hacen referencia al perfil del usuario que en ese momento está contenido en el HLR (Visto más adelante).

Contiene además datos del control de movilidad de los usuarios activos en el área de localización que éste controla.

2.5.1.4.3 EIR (Equipment Identity Register - Registro de Identidad de Equipos) El EIR, contiene una base de datos que mantiene los IMEI (Internacional Mobile Equipment Identity - Identificadores Internacionales de Equipos Móviles) para controlar el acceso a la red de los equipos móviles.

2.5.1.4.4 HLR (Home Location Register - Registro de Posición Base) Es una base de datos con información en forma permanente el perfil del usuario y la localización del mismo. El HLR administra la información de los subscriptores.

2.5.1.4.5 AuC (Authentication Center - Centro de Autenticación) El AuC, contiene una base de datos en donde se almacena información de cada abonado. Permite la identificación y cifrado en la comunicación entre la estación móvil y la red.

44

2.5.1.4.6 IWF (Interworking Function – Funciones de interconexión) La IWF está asociada con el MSC y otorga los mecanismos para la conexión y operación entre la red y las redes fijas. Según los servicios de la red fija se establecen las funciones de la IWF. La función principal de la IWF es convertir los protocolos que usa la red móvil en los protocolos que utiliza la red fija.

2.5.1.4.7 GMSC ( Gateway Mobile Services Switching Center – Puerta de Enlace del Centro de Conmutación Móvil) Conecta a la red móvil con otros operadores (redes externas). Las llamadas entrantes son enrutadas hacia un MSC.

2.5.1.4.8 SMS – Inter Working MSC (SMS-IWMSC) y SMS-Gateway MSC (SMS-GMSC) Estos elementos están dedicados al servicio de Mensajes Cortos (Short Message) y es por esto que están conectados al Short Message - Service Center (SM-SC).

El SMS Gateway MSC (SMS-GMSC) permite entregar los mensajes cortos a las estaciones móviles del Centro de Servicio (SM-SC). El SMS Interworking MSC recibe la información de los mensajes cortos de las Estaciones Móviles al Centro de Servicio (SM-SC)

2.5.1.5

Interfaces en GSM

2.5.1.5.1 Interfaz Um Interfaz de radio utilizada por estaciones móviles que permite el acceso a las utilidades y servicios que presta GSM. Para ello emplea los sistemas de estación base como punto de conexión con la red.

2.5.1.5.2 Interfaz A-bis Esta interfaz está entre el BSC y el BTS. Mediante esta interfaz se puede establecer una conexión estable entre las estaciones base y los controladores de estas.

45

2.5.1.5.3 Interfaz A Esta interfaz está entre la MSC y el BSS. La función principal es servir de puente para el intercambio de información que está relacionada con las funciones del manejo de la BSS.

2.5.1.5.4 Interfaz B Esta interfaz está ubicada entre el MSC y el VLR. Su función principal es controlar la información de los dispositivos móviles visitantes y así ofrecerles los servicios de red de telefonía móvil.

2.5.1.5.5 Interfaz C Esta interfaz está entre el MSC y el HLR, y se utiliza principalmente para realizar el proceso de facturación al final de una llamada. La MSC que en ese momento tiene la información de ese dispositivo móvil envía un mensaje de tarifación al HLR.

2.5.1.5.6 Interfaz D Esta interfaz está entre el HLR y el VLR. Mediante esta interfaz se logra la interconexión para el intercambio de datos de posición del dispositivo móvil y los datos de la suscripción de usuario.

2.5.1.5.7 Interfaz E Cuando el móvil es desplazado de un área controlada por un MSC al área de otra MSC distinta, se debe realizar un procedimiento de intercambio de información y datos para el traspaso del dispositivo móvil de tal forma que no se caiga la conversación.

2.5.1.5.8 Interfaz F La interfaz F se encuentra entre el MSC y el EIR. Se la utiliza para cambiar datos, de esta forma la EIR verifica el estado de los IMEI recibidos desde la estación móvil.

46

2.5.1.5.9 Interfaz G La interfaz G es la interfaz entre las VLR.

2.5.2 Funcionamiento de la red GSM Los usuarios de telefonía móvil no siempre se encuentran en la misma ubicación, de tal forma que para facilitar su localización se utilizan las tarjetas SIM que son el identificativo de cada cliente; se concede a la red de un AUC, que sirve para controlar la identidad de cada usuario sobre la HLR que contienen el registro de los abonados locales.

Si un abonado realiza un viaje fuera del área en donde está registrado puede conectarse a otra celda de la misma red mediante el VLR que guarda temporalmente la información acerca de los abonados foráneos de la red en el HLR, a este proceso se le conoce con el nombre de handover.

Para conocer la ubicación del abonado en la red, las estaciones cercanas comparan la fuerza de la señal, de tal forma que una señal más baja implica un alejamiento mientras que una señal fuerte implica un acercamiento. “Es necesario mantener la comunicación de un abonado que atraviesa la frontera entre dos celdas adyacentes de forma transparente al usuario; esto se consigue sincronizando el terminal móvil con las dos estaciones bases implicadas en el proceso”4.

2.6 GPRS GPRS (General Packet Radio Service - Servicio General de Paquetes Vía Radio) es un servicio de paquetes de comunicación para móviles basado en dispositivos que permiten que los datos se envíen y se reciban a través de una red de telefonía móvil. Se creó con el propósito de evolucionar las redes GSM con respecto a

velocidad y prestaciones

servicios móviles de datos e Internet, por lo tanto GPRS es un adicional a las redes GSM.

2.6.1 Beneficios

4

http://www.kriptopolis.org/geoposicionamiento-gsm-1

47 Algunos de los beneficios principales de GPRS son: 1. Conmutación de paquetes -

Tarifación por volumen de datos transmitidos y conexión permanente.

2. Nuevas y mejores aplicaciones -

Permite la conexión a internet por lo tanto se puede realizar video conferencia, chat, etc.

3. Uso eficiente del espectro radioeléctrico -

Usa las bandas de frecuencias de GSM.

-

Compartición de canales entre usuarios móviles.

4. Conexión GSM y GPRS

2.6.2

-

GPRS necesita la instalación de nuevos elementos y funciones en la red GSM.

-

Permite la conexión con diferentes redes de datos externas

Arquitectura GPRS La arquitectura GPRS se monta sobre la red GSM como se muestra en la Figura 5, en donde se puede apreciar tres nuevos elementos para la conmutación de paquetes (SGSN, GGSN y BG).

Figura Nº 5 - Arquitectura de la red GPRS

48 Fuente: http://www.3gpp.org/ftp/Specs/latest/Rel-6/23002-480/. Página 11.

2.6.2.1 GSN (GPRS Support Node - Nodo de Soporte GPRS) Está compuesto por: 2.6.2.1.1

SGSN (Serving GPRS Support Node - Nodo de Servicio GPRS)

Es un nodo para la conmutación de paquetes. Realiza las siguientes funciones:

2.6.2.1.2

o

Nodo de Soporte del Gateway GPRS.

o

Cifrado y autenticación.

o

Gestión de sesión y de movilidad.

o

Salida de datos de uso y facturación.

GGSN(Gateway GPRS Support Node – Puerta de Enlace del Nodo de Soporte GPRS)

Es una interfaz entre el dominio GPRS y las redes de datos externa. Realiza las siguientes funciones: o

Interfaz hacia las redes de paquetes externas IP.

o

Actúa como un router asignando direcciones IP a todos los abonados.

o

Protocolos para la Gestión de sesión

o

Protocolos para la comunicación hacia la red externa.

o

Parámetros para asociar a los abonados con su respetivo SGSN.

2.6.2.2 BG (Border Gateway – Puerta de Enlace Externa) Permite el acceso a otras redes GPRS. Las funciones principales son: o

Interconecta los SGN de las diferentes operadoras móviles.

o

Es un protocolo vector distancia.

o

Se usa el puerto 179 / TCP para mantener las conexiones entre puntos.

49

2.6.3

Tipos de Terminales GPRS Clase A: Soporta tanto servicios GSM como servicios GPRS de manera simultánea.

Clase B: Soporta servicios GSM y servicios GPRS, pero de forma alternativa, uno a la vez.

Clase C: Soporta servicios GPRS contenidos que se almacenan en una tarjeta que puede insertar en PC portátil.

2.6.4

Funcionamiento Al utilizar la Red GRPS se utilizan las siguientes etapas:

2.6.4.1 Pila de protocolos del plano de transmisión.

La transmisión de los datos así como el flujo de los mismos, los errores y su respectiva corrección están bajo la responsabilidad del plano de transmisión.

2.6.4.2 GTP (GPRS Tunneling Protocol – Protocolo de Túnel de GPRS) Este nodo tiene la función principal del transporte de los paquetes del usuario incluyendo las dirección IP entre los nodos de soporte de GPRS conocidos como GSN. 2.6.4.3 SNDCP (Subnetwork Dependent Convergence Protocol - Protocolo de Gestión y Supervisión de Red) En este módulo se hace la transferencia de paquetes de datos entre los SGSN de forma resumida es la comunicación entre el terminal y la estación.

2.6.4.4 Air Interface – Interface Aérea En esta interface se realiza la comunicación a nivel de la capa física es decir regula la comunicación entre la ME y la BSS.

50 2.6.4.5 Data Link Layer - Capa de Enlace de Datos Se encuentra ubicada entre la estación móvil y la red.

2.6.4.6 Physical Layer - Capa física Se localiza entre la MS y BSS. 2.6.4.7 Interfaz BSS-SGSN “El protocolo de aplicación BSS GPRS (BSSGP) se encarga del enrutado y lo relativo a la información de la QoS entre BSS y SGSN”.5 2.6.4.8 Pila de protocolos del plano de señalización.

Se encuentra estrechamente relacionado con el plano de transmisión. Aquí encontramos aquellos protocolos encargados de la gestión del plano de transmisión como son el control y mantenimiento de las funciones.

2.6.4.9 GMM/SM

(GPRS

Mobility

Management

/

Session

Management

–

Administración de Movilidad de GPRS / Administración de Sesiones) Mediante este protocolo se realiza la gestión de movilidad y sesión cuando se ejecutan funciones de seguridad y actualización de rutas.

GPRS utiliza los mismos protocolos que GSM con funciones mejoradas para la comunicación del SGSN y el Home Locator Register, Visitor Locator Register, y EIR.

3. Flujo de datos Para definir la trasferencia de datos sobre la capa física se utiliza el protocolo LLC (Logical Link Control – Control de Enlace Lógico). Este protocolo permite que las N-PDU (Network Layer Protocol Data Units - Unidades de Datos del Protocolo de Red) sean recibidas desde la capa de red y se transmitan mediante la interfaz de aire hacia la SGSN. 5

www.slideshare.net/kurtcla/gprs-generalpacketradioservice.html

51 2.6.4.10

Multiplexado de Canales Lógicos

En este módulo se realiza la entrega de paquetes perdidos durante la transmisión, para ello utiliza el protocolo ARQ Selectivo (Automatic Repeat Request – Solicitud de Repetición Automática).

2.6.4.11

Codificación

GPRS utiliza cuatro tipos de codificación para el envío de paquetes a través de los diferentes módulos.

2.7 SMS Los SMS (Short Message Service - Servicio de Mensajes de Corto) básicamente son una cadena de datos que llevan información. Consisten en el envió de mensajes de texto a las MS que están formadas por una cadena alfanumérica de 160 caracteres ASCII de 7 bits en el alfabeto latino y 70 caracteres sí utilizamos un alfabeto diferente.

Los SMS no se envían directamente del remitente al receptor, si no que previamente tiene que pasar por el SMSC (Short Message Service Center - Centro de Servicio de Mensajes Cortos) que gestiona el direccionamiento correcto al receptor. Cada red de telefonía móvil que utiliza SMS tiene uno o más SMSC. Se pueden enviar y recibir mensajes simultáneamente con las llamadas. Esto se debe a que las llamadas asumen el control de un canal de radio, mientras que los mensajes viajan sobre otro canal independiente.

Para

que se pueda hacer uso de los SMS, se necesitan algunos requisitos

necesarios, como estar suscrito a una red de telefonía móvil que soporte el servicio, un teléfono móvil adecuado y por último un destino para enviar y recibir el mensaje.

2.7.1 Arquitectura de la red SMS La arquitectura de la red de SMS es parte de la red GSM. Se detalla en la Figura 6:

52

Figura Nº 6 - Arquitectura de la red de SMS en GSM Fuente: http://www.iearobotics.com/personal/juan/doctorado/sms/sms.pdf

2.7.1.1

SME (Short Messanging Entity - Entidad de Mensajes Cortos)

Es un dispositivo que permite el envío y la recepción de mensajes cortos. Puede encontrarse en una MS, red fija o centro de servicio. El Short Message Entity puede ser un hardware o software de aplicación de un teléfono móvil, como también un servidor de remoto.

2.7.1.2 SMSC (Short Message Service Center - Centro de Servicio de

Mensajes Cortos) Es el encargado de recoger y entregar los mensajes cortos, como también hace las veces de central de almacenamiento de estos mensajes asegurando su correcta conexión con el resto de la red GSM. Puede integrarse de distintas maneras, ya sea como parte de la red, como una entidad móvil o como una entidad separada a la red. El SMSC se ubica también fuera de la red y que puede ser manejado por una entidad externa a la ella.

2.7.1.3 SMS-GMSC (SMS Gateway Movil Switching Center -

Conmutación Móvil de Servicio de Mensajes Corto)

Centro de

53 Es una interfaz que permite recibir los SMS desde una SMSC. Luego, el SMSGMSC gestiona en la bdd del HLR la información de enrutamiento hacia el terminal correcto. Se localiza el respectivo MSC en el que se encuentra el receptor y le entrega el SMS. 2.7.1.4 SMS-IWMSC (SMS Inter Working Movil Switching Center - Centro de

Conmutación Móvil entre el Servicio de Mensajes Cortos) Es una interfaz capaz de recibir el mensaje de texto desde el MSC/VLR. Para luego enviar el mensaje de texto al SMSC que después es entregado al destinario final.

2.7.1.5

MSC (Mobile Switching Centre - Centro de Conmutación Móvil)

En el MSC se realiza toda la gestión para la conmutación y señalización que se necesita para el manejo de la información, de los datos que se envían a través de la red hacia y desde las estaciones móviles que se ubican en una determinada área geográfica.

2.7.2 Capas de la red SMS Una representación adecuada para el funcionamiento de la arquitectura de la red SMS es por medio de un modelo de capas que está dividido en cuatro capas o niveles, que son: 2.7.2.1 SM-AL (Short Message Aplication Layer - Capa de Aplicación de

Mensajes Cortos Se ejecuta dentro de las SMEs mediante aplicaciones de software las cuales reciben, envían y traducen todo el contenido del mensaje.

2.7.2.2 SM-TL (Short Message Transfer Layer - Capa de Transferencia de

Mensajes Cortos) Los mensajes son tomados como una secuencia de octetos que pueden contener información acerca de la longitud del mensaje emisor o mensaje receptor, fecha de

54 recepción, entre otros datos. Esta capa permite el envío y recepción de de SMS, reportes de estados de transacciones anteriores.

2.7.2.3 SM-RL (Short Message Relay Layer - Capa de Repetición de Mensajes

Cortos) Permite transportar un mensaje a varios elementos de la red. Adhiere un servicio al nivel de transferencia permitiéndole enviar TPDU (Transfer Protocol Data Units Protocolos de Transferencia de Unidad de Datos), a su entidad semejante. Un elemento de la red puede guardar un mensaje temporalmente si el próximo elemento al cual es enviado no se encuentra disponible. En la capa de repetición, SM-RL el MSC tiene dos funciones adicionales: la función SMS-GMSC y la función SMS-IWMSC. 2.7.2.4 SM-LL (Short Message Link Layer - Capa de enlace de Mensajes

Cortos) Aquí se transmiten los mensajes al nivel físico y está entrenado para corregir los errores de los niveles bajos.

2.7.3 Nivel SM-TL y protocolo SM-TP Cada capa de la red SMS se comunica con la capa superior utilizando los protocolos SM-TP para la capa SM-RL y SM-RP para la capa SM-TL (detallados más adelante) pues es ahí en donde se envían y reciben los SMS. En la capa SM-TL se pueden dar 6 tipos de transacciones denominadas PDU (Process Data Unit) que pueden ejecutarse entre la SME y los SMSC. A continuación se identifica cada tipo transacción:  SMS-DELIVER: Esta transacción asegura el transporte del mensaje corto desde el SMSC a la MS.  SMS-DELIVER-REPORT: Esta transacción transporta una causa fallida de entrega si fuera necesario.  SMS-SUBMIT: Esta transacción asegura el transporte del mensaje corto desde la MS al SMSC.

55  SMS-SUBMIT-REPORT: Transporta una causa fallida de transmisión si fuera necesario.  SMS-STATUS-REPORT: Medio de transporte de un informe de estado desde el SMSC al MS.  SMS-COMMAND: Medio de transporte de un comando desde el MS a la SMSC. 2.7.3.1 SMS-SUBMIT La estructura de un SMS-SUBMIT se muestra en la Figura 7:

Figura Nº 7 - Estructura de SMS-SUBMIT Fuente: http://www.iearobotics.com/personal/juan/doctorado/sms/sms.pdf Dónde: -

SCA (Service Center Address - Número de Teléfono del Centro de Servicio): Está formado por campos como se muestra en la Figura 8:

56

Figura Nº 8 - Estructura SCA Fuente: http://www.iearobotics.com/personal/juan/doctorado/sms/sms.pdf Donde:

-



Lenght: Número de dígitos del teléfono del Centro de Servicios.



Number Type: Indica si se trata de un número nacional o internacional.



Phone, Digist BCD: Número de teléfono del Centro de Servicios.

PDU-TYPE: Es el tipo de transacción de tipo PDU. 

RP: Si existe camino de respuesta.



UDHI (User Data Header Indicator - Indicador de Cabecera de Datos de Usuario) Emite respuestas basadas en el campo UD (User Data - Datos de Usuario). UDHI=0 si existe mensaje o UDHI=1 si el mensaje cuenta con cabecera.



SRR (Status Report Request - Informe de Estado Solicitado) Es un informe de estado. SRR=0 si no fue pedido o SRR=1 si fue pedido.



VPF: Contiene la información del campo de periodo de validez.



RD (Reject Duplicates – Rechazo de Duplicados) Contiene información de rechazo de duplicados.



MTI (Message Type Indicator - Indicador del Tipo de Mensaje) Tipo de mensaje.

-

MR (Message Reference - Referencia de Mensaje): Parámetro para identificar el mensaje.

57 -

DA (Destination Address - Dirección de Destino) Número telefónico del SME destino.

-

PID (Protocol Identifier - Identificador de Protocolo) Identifica al protocolo que se utilizará en la capa superior.

-

DCS (Data Coding Scheme - Datos del Sistema de Codificación) Identificación del tipo de codificación dentro de los datos de usuario.

-

VP (Validity Period - Periodo de Validez) Periodo de validez del mensaje.

-

UDL (User Data Lenght - Longitud de los Datos del Usuario) Extensión del campo UD.

-

UD (User Data - Datos de Usuario): Contiene los datos del usuario

2.7.4 Tipos de SMS Se clasifican según el número de destinatarios:

2.7.4.1

Punto a punto

En este tipo de mensajes el destinatario es uno solo. Pueden clasificarse en:

2.7.4.1.1 MO (Mobile Originated – Móvil de Origen) Son mensajes que se generan en SME. El SMS viaja desde el SME hasta el SMSC como se indica en la Figura 9:

SME

MSC

SMS-IWMSC

SMSC

Figura Nº 9 - Mobile Originated Fuente: http://www.iearobotics.com/personal/juan/doctorado/sms/sms.pdf

2.7.4.1.2 MT (Mobile Terminated – Móvil de Destino) Son los mensajes que se envían a un SME. El mensaje es enviado desde el SMCS hasta el terminal móvil como se indica en la Figura 10:

SMCS

SMS-GMSC

MSC

SME

58 Figura Nº 10 - Mobile Terminated Fuente: http://www.iearobotics.com/personal/juan/doctorado/sms/sms.pdf 2.7.4.2 Mensajes Multipunto Cuando son dirigidos a un grupo de abonados o usuarios y se lo conoce como Cell Broadcast.

2.7.5 Proceso de envío de un SMS 1. En primera instancia se envía el SMS del SME al SMSC. 2. Después de analizar las tramas, el SMSC pregunta al HLR y recibe la información de enrutamiento del dispositivo móvil.

3. El SMSC envía el mensaje corto hacia el MSC. 4. Mediante un proceso de autenticación el MSC recopila la los datos del usuario de la VLR. 5. El mensaje corto es transferido desde el MSC al MS. 6. Al SMSC le llega el resultado de la operación que es enviado por el MSC. 7. El SMSC, si ha sido pedido por el SME, puede regresar un informe que indica que el SMS ha sido enviado.

2.7.6 Proceso de recepción de SMS 1. El mensaje corto es transferido desde la MS al MSC. 2. Si el mensaje cumple con los parámetros del servicio la MSC recopila la los datos del usuario de la VLR. 3. El mensaje corto es transferido desde la MSC al SMSC. 4. El SME recibe el SMS del SMSC. 5. El MS recibe una confirmación de la operación de envío por parte de la SMSC

2.8 FRAUDE EN TELEFONÍA CELULAR Es un acto ilegal intencionado sobre las redes de telefonía móvil con fines de lucro.

Actualmente existen diversas formas de cometer fraude, ya sea por internet, mensajes

59 de texto corto, mediante las llamadas de voz, dentro de las mismas operadoras o proveedores, entre otras.

Con el nacimiento de nuevas tecnologías nacen a la par nuevos fraudes que causan perjuicio a los operadores de telefonía móvil.

2.8.1 Pishing “Es un delito dentro del ámbito de las estafas cibernéticas, y que se comete mediante el uso de un tipo de ingeniería social caracterizado por intentar adquirir información confidencial de forma fraudulenta (como pueden ser contraseñas o información sobre tarjetas de crédito u otra información bancaria)”6.

A la persona que comete este tipo de delito se le conoce como “pisher”. La metodología de este tipo de fraude es enviar mensajes de correo, mensajes de texto y llamadas telefónicas aduciendo que se trata de una comunicación oficial electrónica por parte de una empresa legal.

2.8.2 Smishing Es un fraude que ataca a la telefonía celular y dispositivos móviles mediante el envío de los SMS. El término smishing viene de combinar las abreviaturas SMS y Phishing en inglés.

Este fraude actúa con la recepción del SMS que puede tener diferentes formas de engaños como: 

El mensaje puede decir a la víctima que ingrese a una dirección web específica con el fin de descargar algún software espía o malware e instalarse sin que el usuario se dé cuenta recopilando toda información personal del PC. Si se trata de una entidad móvil por lo general se pide al usuario enviar códigos de tarjetas prepago.



El mensaje de texto también puede decir que llame a un número telefónico pudiendo contestar al otro lado de la línea una operadora automática solicitándole astutamente los datos de sus cuentas bancarias y contraseñas.

6

http://es.wikipedia.org/wiki/Phishing

60 

Los mensajes de texto pueden tener información fraudulenta que le indique al usuario que ha ganado un premio económico o material, a cambio del premio tendrá que enviar a un número específico, varios códigos de tarjetas de telefonía prepago.

2.9 REDES NEURONALES BIOLÓGICAS El elemento primordial del cerebro humano es un tipo específico de célula que tiene la capacidad de regeneración a diferencia de las células del resto del cuerpo. Estas células son las que proveen al ser humano de las capacidades de recordar, pensar, y aplicar experiencias anteriores a cada una sus acciones. “Las células, 100 billones de ellas aproximadamente, se conocen como neuronas. Cada una de las neuronas puede conectarse hasta con otras 200.000 neuronas, aunque 1.000 a 10.000 conexiones es lo típico”7.

El elemento fundamental de procesamiento en una red neuronal es una neurona. Las múltiples conexiones entre neuronas generan la capacidad de la mente humana, dependiendo también de la programación genética y del aprendizaje. Individualmente las neuronas son complejas, tienen una variedad de piezas, subsistemas y mecanismos de control, llevan la información mediante caminos electroquímicos.

2.9.1 La neurona biológica Una neurona biológica (Ver Figura 11) es la unidad básica del cerebro humano, cada una de ellas esta interconectada con otra mediante la sinapsis que es la zona donde dos neuronas se conectan.

Cada neurona desarrolla impulsos eléctricos que se transmiten a lo largo del axón (parte de la célula muy alargada), al final del axón la célula posee ramificaciones axonales que sirven para conectarse con otras neuronas a través de sus dendritas.

La sinapsis es la relación entre los elementos de la ramificación axonal y la dendrita. La sinapsis se encarga de regular la transmisión del impulso eléctrico a través de los neurotransmisores.

7

TORRES, Efraín. Sistema Inmunológico para la Detección de Intrusos a nivel de Protocolo HTTP. Santafé de Bogotá: Universidad Javeriana. Pág. 13-16.

61 Los impulsos eléctricos transmiten la información en el cerebro. Estos impulsos se propagan a través de las neuronas biológicas que generan señales químicas, estas señales comunican a las neuronas entre si usando sinapsis.

Figura Nº 11 - Neurona Biológica Fuente: http://weblidi.info.unlp.edu.ar/catedras/neuronales/ 02_Neurona%20Artificial.pdf

2.10

REDES NEURONALES ARTIFICIALES

Las redes neuronales artificiales o sistemas conexionistas intentan imitar el funcionamiento de la neurona biológica y por lo tanto son la representación de lo más cercano al funcionamiento del cerebro del hombre, aunque de una manera primitiva, por medio de sistemas de procesamiento de datos, que interactúan con objetos del mundo real de la misma forma como lo hacen los sistemas biológicos humanos.

Las redes neuronales artificiales son básicamente modelos basados en la estructura neuronal del cerebro, con la premisa de que aprenden por experiencia, complicándose en gran medida su simulación, tanto que incluso los cerebros animales simples son capaces de crear funciones que son actualmente imposibles de imitar.

Los sistemas computacionales realizan operaciones de forma repetitiva, como el procesamiento de datos o la ejecución de instrucciones complejas, el problema radica al intentar generar reconocimiento de patrones simples o generalizar.

62 Actualmente los avances en la investigación biológica prometen una comprensión básica del mecanismo natural del pensamiento. Esta investigación muestra que el cerebro guarda información como modelos los cuales son muy complicados y nos permiten reconocer caras individuales desde diversos ángulos por ejemplo.

El proceso de almacenar la información como modelos, de utilizarlos y después solucionar problemas se estudian en un nuevo campo en la computación que no utiliza la programación tradicional sino que además implica la creación de redes paralelas masivas y el entrenamiento de estas para solucionar problemas específicos. También utiliza conceptos de computación muy diferentes a los tradicionales tales como comportamiento, reacción, organización, aprendizaje, generalización y olvido.

2.10.1 Neurona artificial Así como la Neurona Biológica es la base para la Red Neuronal Biológica, la neurona artificial es la unidad básica de las Redes Neuronales Artificiales, que es la encargada de simular funciones básicas de las neuronas biológicas.

Como se observa en la Figura 12 la operación de una neurona artificial consta de una serie de entradas (Xn) que equivalen a las dendritas, de donde reciben la estimulación, ponderadas por unos pesos (W n), que determinan la representación de los impulsos entrantes de otras neuronas. La salida de la función de la red es evaluada en la función de activación obteniendo como resultado la salida de la red (Y): Entradas

Pesos

X1

W1

X2

W2

X3

W3

Xn

Wn

Función de Ponderación

Función de Activación SALIDA

∑

Y

63 Figura Nº 12 - Modelo de una neurona artificial Fuente: http://weblidi.info.unlp.edu.ar/catedras/neuronales/ 02_Neurona%20Artificial.pdf 

Las señales son mostradas a la entrada y están representadas por X1, X2,…

Xn.



Cada señal se multiplica por el peso (número), que indica su influencia en la salida de la neurona y está representada por W 1, W 2,… W n.



Se realiza la suma ponderada de las señales (X1, X2,… Xn) produciéndose un nivel de actividad, si este nivel excede un cierto límite, por el resultado de la función de activación

( ), la unidad produce una determinada respuesta de

salida (y)

2.10.2 Funciones de las neuronas artificiales 2.10.2.1

Función de ponderación

La función de ponderación convierte las diferentes entradas que vienen de la sinapsis en la parte principal o vital de la neurona. Generalmente esta función consiste en la sumatoria de las entradas ponderadas multiplicadas por los pesos de su interconexión.

2.10.2.2

-

Si el peso es positivo, la conexión se denomina excitatoria.

-

Si el peso es negativo, se denomina inhibitoria.

Función de activación

“Las funciones de activación también llamadas funciones de trasferencias, son las responsables de determinar la forma y la intensidad de variación de los valores transmitidos de una neurona a otra”8. Entre las funciones de activación más utilizadas están:

2.10.2.2.1 La función lineal Es una ecuación lineal de la forma:

8

FLORES, Raquel & FERNÁNDEZ, Miguel. Las redes neuronales artificiales. Pág. 24-27.

64

Donde: 

x es un número real

 En la Figura 13 se muestra la función:

+1

0

-1

Figura Nº 13 - Función de activación lineal Fuente: http://weblidi.info.unlp.edu.ar/catedras/neuronales/ 02_Neurona%20Artificial.pdf

2.10.2.2.2 La función sigmóide (sigmoid o logistig) Permite una transición gradual y no lineal entre dos estados. Su ecuación es: f x  =

1 1+ e αx

Donde: x es un real positivo. Cuando más alto sea el valor de x más brusca será la transición de un estado a otro.

En la Figura 14 se aprecia la activación de la función sigmoidal:

65

+1

-1

Figura Nº 14 - Función de activación sigmoidal Fuente: http://weblidi.info.unlp.edu.ar/catedras/neuronales/ 02_Neurona%20Artificial.pdf

2.10.2.2.3 La función escalón Es una función no lineal y simple de trabajar por lo que es la más empleada para redes neuronales binarias. Algunas redes que utilizan esta función son el perceptrón y Hopfield. En la Figura 15 se puede apreciar la función de activación:

+1

0

-1

Figura Nº 15 - Función de activación escalón Fuente: http://weblidi.info.unlp.edu.ar/catedras/neuronales/ 02_Neurona%20Artificial.pdf

66

2.10.2.2.4

La función hiperbólica o tangencial Están basadas en salidas continuas como el perceptrón multicapa con retropropagación. Su algoritmo de aprendizaje necesita de una función derivable. En la Figura 16 se puede apreciar la función de activación:

+1

-1

Figura Nº 16 - Función de activación tangencial Fuente: http://weblidi.info.unlp.edu.ar/catedras/neuronales/ 02_Neurona%20Artificial.pdf

2.10.2.3

Función de salida

Esta función transforma en la salida el estado de la neurona hacia la siguiente neurona que se transmite por la sinapsis. Existen varias neuronas que transforman su estado de activación en una salida binaria y para eso usan la función escalón.

2.11

TOPOLOGÍA DE UNA RED NEURONAL Basándose en el patrón de conexiones (arquitectura), las Redes Neuronales Artificiales pueden ser agrupadas en dos categorías:

2.11.1 Redes no recurrentes (feed-forward) En este tipo de redes las señales de entrada son transformadas simplemente en señales de salida, no hay ciclos o conexiones cerradas y se sigue siempre un flujo continuo hacia el frente.

67

2.11.2 Redes recurrentes (recurrent o feedback) En este tipo de redes las señales son modificadas en diferentes transiciones de estado, produciendo que la salida sea alimentada también desde la entrada, igualmente se tienen lasos (loops) debido a las conexiones de retorno.

2.12

APRENDIZAJE DE UNA RED NEURONAL

La habilidad de aprender es una prueba fundamental de inteligencia por lo tanto una RNA necesita ser entrenada para que pueda funcionar correctamente. Los modelos de redes neuronales tienen reglas de entrenamiento, dónde los pesos de sus conexiones son balanceados de acuerdo con los patrones presentados, diciéndolo de otro modo las RNA aprenden a través de experiencias. El rendimiento mejora a través del proceso iterativo de actualización de los pesos en la red.

Para crear un proceso de aprendizaje, como primer punto debemos tener un modelo del ambiente en el cual la RNA va a operar. Es necesario saber qué información estará disponible para la red porque de ella dependen todos los demás aspectos del diseño e implementación de una RNA. Dentro de los métodos de aprendizaje o entrenamiento, se encuentran: -

El aprendizaje supervisado

-

El aprendizaje no supervisado (también conocido como auto-aprendizaje) y

-

El aprendizaje competitivo.

2.12.1 Aprendizaje supervisado En este tipo de aprendizaje las entradas y salida deseadas para la RNA son expresadas por un supervisor externo. El objetivo que persigue es ajustar los parámetros de la red, de tal manera que se abstraiga una relación entre los pares formulados de entrada y salida. Se cuenta con patrones de valores de entrenamiento en el que cada uno está asociado con un conjunto de valores de salida deseados. El algoritmo de entrenamiento ajusta los pesos con basándose en el error entre el valor de salida obtenido de la red y el valor de salida deseado.

68 La mayor ventaja de la Red en el aprendizaje supervisado es su destreza para generalizar, esto quiere decir que una red bien entrenada podría clasificar datos como los datos de aprendizaje sin haberlos analizado antes.

La desventaja del aprendizaje supervisado es que cuando la red no cuenta con un supervisor, no consigue aprender nuevas experiencias para situaciones no especificadas por los parámetros de entrenamiento, produciendo así que las redes de aprendizaje supervisado se ejecutan mucho más rápido que las de entrenamiento no supervisado. Entre los algoritmos de aprendizaje supervisado, están aquellos basados en la corrección del error llamado también algoritmo de retropropagación,

el

entrenamiento

por

reforzamiento,

el

entrenamiento

estocástico, etc.

2.12.2 Aprendizaje no supervisado En este

tipo de aprendizaje no hay un supervisor que controle el proceso.

Los sistemas biológicos generalmente funcionan con aprendizaje no supervisado.

En estos algoritmos, sólo están disponibles los patrones de entrada para la red que a diferencia del supervisado cuyo conjunto de entrenamiento posee pares de entrada y salida.

2.12.3 Aprendizaje competitivo Este aprendizaje se fundamenta en la competencia de neuronas con la finalidad de volverse activas, a diferencia del aprendizaje no supervisado en el que varias neuronas de salida pueden estar activas al mismo tiempo, en el aprendizaje competitivo sólo una neurona de salida está activa en un tiempo determinado.

Este tipo de aprendizaje se puede utilizar para descubrir características estadísticamente importantes que pueden ser utilizadas para clasificar un conjunto de patrones de entrada.

2.13

EL PERCEPTRÓN

69 El Perceptrón es la forma más sencilla de una red neuronal que se usa para la clasificación de patrones linealmente separables. Consiste en una sola neurona con pesos sinápticos ajustables.

2.13.1 Red de perceptrón multicapa o MLP Estas redes neuronales son normalmente llamadas perceptrones multicapa o Multi-Layer Perceptrón (MLP). Su estructura se puede ver en la Figura 17.

Partiendo de la ubicación de cada neurona dentro de la red, podemos distinguir tres tipos de capas: -

La capa de entrada que está compuesta por un conjunto de unidades sensoriales.

-

La capa intermedia que puede tener una o más capas ocultas.

-

Finalmente una capa de salida.

La señal de entrada se propaga hacia adelante a través de la red, capa por capa.

Capa de Entrada Capa Oculta

Capa de Salida

Figura Nº 17 - Estructura de la red perceptrón multicapa

70 Fuente: http://weblidi.info.unlp.edu.ar/catedras/neuronales/ 02_Neurona%20Artificial.pdf

2.13.1.1

Capa de entrada

Recibe los datos de entrada de la red. La única función que realiza es recibir y almacenar el vector de entrada, o sea, el patrón a ser clasificado, por consiguiente, no efectúa ningún tipo de proceso. El número de neuronas que hay en esta capa se puede obtener del número de componentes del vector de entrada.

2.13.1.2

Capa de salida

Tiene la función de recolectar y almacenar las respuestas de la red al patrón dado en la entrada. Posee además una estructura relativamente simple, siendo compuesta en igual número de neuronas como clases que se identifiquen en el problema.

2.13.1.3

Capa oculta

Se las conoce como capas ocultas por no poseer ninguna comunicación directa con los datos trabajados. Se encuentra ubicada entre la capa de entrada y la capa de salida. Se puede tener una o más capas ocultas, Su principal función es proporcionar complejidad y no linealidad a la red. Las capas ocultas pueden variar entre cero y un número elevado; cada una de ellas puede tener un número diferente de neuronas artificiales. Las neuronas que se encuentran en las capas ocultas pueden estar interconectadas de diversas maneras, lo que determina junto con su número, las distintas topologías de las redes neuronales.

2.14

ALGORITMO DE RETROPROPAGACIÓN DEL ERROR

El algoritmo de retropropagación del error o backpropagation, está calificado como un mecanismo de entrenamiento de las redes perceptrón multicapa enfocado en el aprendizaje supervisado. Este algoritmo emplea un ciclo de propagación-adaptación que está compuesto de dos fases.

71 -

Primera Fase: En esta fase un patrón de entrada es ingresado a la red produciendo un estímulo, este se propaga hacia adelante pasando de capa en capa hasta la última obteniendo de esta forma la salida. El resultado se compara con la salida deseada o target, y se procede a calcular el error en cada salida de la red.

-

Segunda Fase: Los errores obtenidos en la primera fase a través de las salidas son propagadas hacia atrás, iniciando por las neuronas de la capa de salida. En este proceso, las neuronas de la capa oculta reciben una pequeña fracción de la totalidad de la señal de error que depende del aporte que cada neurona puso a la salida actual de la red. El mismo mecanismo se aplica a cada capa hasta que cada neurona de la red reciba una señal de error que sea comparativa a su contribución a la salida actual. Los pesos de conexión de cada neurona son actualizados en función de la señal de error percibida, con el fin de lograr que la red aprenda de tal manera que clasifique cada patrón utilizado en el entrenamiento.

La importancia de este mecanismo de aprendizaje radica en la auto organización de las neuronas de las capas ocultas a medida que se entrena la red, de tal forma que cada una aprende a distinguir distintas características del espacio total de entrada.

Así de esta manera y posterior al entrenamiento, cuando se le ingrese a la red un patrón de entrada arbitrario, que puede ser incompleto o contenga alguna incompatibilidad, las neuronas de las capas ocultas de la red, emitirán una salida activa siempre y cuando la entrada ingresada contenga un patrón semejante a aquellos que las neuronas aprendieron a reconocer durante el proceso de entrenamiento. En caso de no encontrar algún patrón semejante a aquellas que las neuronas han aprendido a reconocer, las neuronas de las capas ocultas tenderán a inhibir su salida

2.15

SIMULACIÓN

Se define a la simulación como un proceso sistemático utilizado en el desarrollo de procesos reales con la finalidad de manejar correctamente experimentos para imitar el comportamiento y permitir calificar estrategias operacionales del sistema simulado.

2.15.1 Clasificación de la simulación 2.15.1.1

Simulación Discreta

72 Simulación en la que las variables cambian instantáneamente en tiempos separados.

2.15.1.2

Simulación Continua

Simulación en la que las variables cambian continuamente en el tiempo. Las ecuaciones diferenciales están presentes en los modelos de simulación continua y mediante ellas se puede determinar qué relación existe entre las tasas de cambio y variables en el tiempo.

2.15.1.3

Simulación Combinada Discreta-Continua

Simulación en la que las variables cambian continua e instantáneamente en periodos separados con respecto al tiempo. Es una simulación en la cual interactúan variables discretas y continuas.

2.15.1.4

Simulación Determinística y/o Estocástica

Una simulación determinística es aquella que utiliza únicamente datos de entrada determinísticos (valores conocidos necesarios para realizar los cálculos que producen las salidas), no utiliza ningún dato de entrada al azar. Un modelo de simulación estocástico incorpora datos probabilísticos (cantidades cuyos valores son inciertos pero necesarios para obtener las salidas de la simulación)

2.15.1.5

Simulación estática y dinámica

En este tipo de simulación el tiempo no es un factor primordial a diferencia de la dinámica en la que el tiempo si cumple una función muy importante.

2.15.1.6

Simulación con orientación hacia los eventos

Se basa en los sucesos que ocurren en un tiempo determinado. Se registra el estado de cada evento así como de las entidades, así el modelo tendrá registro de los sucesos en todo momento.

2.15.1.7

Simulación con orientación hacia procesos

73 En este tipo de simulaci贸n la l贸gica del modelo se basa en las entidades, mas espec铆ficamente en los procesos que estas siguen. Se determinada el esquema de modelaje mediante un flujograma de procesos en el que se determina que procesos debe cumplir la entidad.

74

3. METODOLOGÍA En este capítulo se explica en qué consisten los tipos, métodos y técnicas de investigación y la aplicación de los mismos para la realización de nuestro proyecto.

3.1 TIPOS, MÉTODOS Y FUENTES DE INVESTIGACIÓN 3.1.1 Tipos de investigación 3.1.1.1

Investigación Bibliográfica

Es la primera etapa de la investigación de nuestro proyecto, consiste en la búsqueda y análisis de información secundaria en la web, en textos, monografías y revistas, para la adquisición de conocimiento en un área particular, constituye el principal apoyo para el desarrollo del trabajo investigativo.

Aplicación: Se utilizó la investigación bibliográfica como base en la búsqueda de información para realizar las siguientes actividades: 

Investigar en internet y libros sobre el funcionamiento de las tecnologías GSM y GPRS para el envío de mensajes de texto corto.



Investigar en internet y libros sobre la aplicación de las redes neuronales artificiales en MATLAB

3.1.1.2

Investigación Descriptiva

Este método describe las situaciones y eventos, además mide diversos aspectos del fenómeno a investigar. El estudio descriptivo se desarrolla bajo los parámetros suscitados en los eventos, es decir cómo se manifiesta el fenómeno a investigar. El objetivo que persigue es describir propiedades importantes del problema en general.

Aplicación: Se tomó en consideración la investigación descriptiva para la elección del modelo de la red neuronal y el algoritmo de aprendizaje.

3.1.1.3

Investigación Exploratoria

Este tipo de investigación pone en contacto al investigador con la realidad que se va a estudiar, con la finalidad de obtener información.

75 Aplicación: Para la investigación de campo se utilizaron: 

Encuestas dirigidas a usuarios de telefonía móvil.



Entrevistas con técnicos de telefonía móvil.

3.1.2 Métodos de Investigación 3.1.2.1

Método Experimental

Es un método completo y eficaz en el que se experimenta con el ente para someterlo a situaciones controladas, con el fin de modificar las condiciones para obtener óptimos resultados. El experimento sirve para relacionar las propiedades y las condiciones necesarias del objeto que son de utilidad para la investigación.

Aplicación: Mediante el método experimental se pudo entrenar la red neuronal seleccionada utilizando MATLAB.

3.1.2.2

Método Analítico

El método analítico implica el análisis o descomposición de un todo en sus partes o en sus elementos constitutivos para conocer lo más relevante del objeto de estudio. Una vez terminada la descomposición se realiza la síntesis que es la unión de todas las partes.

Aplicación: Se utilizó el método analítico para el estudio de la información obtenida a partir de las investigaciones realizadas en el desarrollo del proyecto.

Las actividades desarrolladas bajo este método son las siguientes: 

Seleccionar información relevante sobre envío de SMS en redes GSM y GPRS



Seleccionar información sobre el tipo de red neuronal a ser utilizados en la aplicación.



Discusión de los resultados.

76

3.1.2.3

Método Estadístico

Este método se utiliza para poder realizar operaciones estadísticas, el procedimiento que maneja es a partir de datos numéricos

para obtener resultados mediante

determinadas reglas y operaciones.

Aplicación: Se utilizó el método estadístico con la finalidad de tabular los datos que se obtuvieron en las entrevistas y encuestas a través de tablas y gráficos, que facilitaron el análisis de los mismos.

3.1.3

Fuentes de Investigación

3.1.3.1

Fuentes Primarias

Las fuentes primarias son aquellas que se elaboran en el desarrollo del acontecimiento que se quiere conocer, presenta información original que no ha sido sujeta a cambios. Ejemplos de fuentes primarias son la encuesta, fotografías, artículos científicos, reportes de investigación, tesis, etc.

3.1.3.1.1 Encuesta Es la técnica de recolección de datos que consiste en obtener información de los usuarios sujetos a la encuesta, a través de cuestionarios elaborados previamente cuya finalidad es recoger información de una muestra (Una porción de la población bajo estudio).

Para el diseño de la encuesta se utilizan: Preguntas abiertas: se utiliza para obtener información amplia acerca de un determinado tema, da la apertura al encuestado a dar su opinión.

Ejemplo 

¿Por qué siente así?



¿Cuál es su opinión?

Preguntas cerradas: se utilizan para limitar la respuesta del encuestado

77 

¿Está de acuerdo?



¿Es usted usuario?

Preguntas dicótomas: se utilizan para que el encuestado de sólo dos posibles alternativas, Si o No. Ejemplo 

¿Es casado?



¿Está vivo?

Preguntas de batería: que contienen varias preguntas relacionadas entre sí dependientes una de la otra.

Ejemplo: 

¿Cómo se llama el rio?



¿Qué poblaciones están en sus riveras?

Preguntas de respuestas múltiples: que proporcionan varias alternativas al encuestado Ejemplo: 

¿Cómo cree que fue la atención?

Mal

Bien

Muy bien

Excelente

La estructura y diseño de la encuesta depende de la información que el entrevistador desee conocer.

3.1.3.1.2 Determinación de la Población y tamaño de la muestra 3.1.3.1.2.1

Población y características

Entidad: Objeto a participar de la encuesta.

Actividad: Actividad realizada por el objeto que participa en la encuesta.

78 Ubicación: Ubicación geográfica que localiza el objeto que participa en la encuesta. Área: Área o situación que es motivo de la encuesta.

Población: Población a ser encuestada.

3.1.3.1.2.2

Tamaño de la muestra

La muestra es una parte de la población que será objeto de estudio. Mediante el estudio del tamaño de la muestra se obtienen resultados para formular conclusiones.

Se pueden presentar los siguientes casos: 

Cuando la población es finita: la muestra es igual al tamaño de la población.



Cuando una población es infinita: la muestra se determina mediante la siguiente ecuación matemática:

(

)

Donde: n= Tamaño de la muestra.

N= Universo o población. d = varianza de la población (0.5).

N-1 = corrección utilizada para muestras mayores a 30 personas.

E = límite aceptable de error (1% y 9%).

Z = valor obtenido mediante niveles de confianza (95% = 1,96).

Se puede obtener el tamaño de la muestra utilizando las siguientes técnicas:

79 -

Muestreo probabilístico: todas las muestras tiene la misma probabilidad para ser seleccionadas.

-

Muestreo intencional: se basa en el criterio de un individuo que debe seleccionar la muestra procurando que sea representativa.

-

Muestreo sin norma: se toma la muestra sin tomar en cuenta ningún parámetro, siendo la muestra representativa si la población es homogénea y no se producen sesgos de selección.

Aplicación: Se realizó una encuesta en el cantón Santo Domingo dirigida a los usuarios de telefonía móvil Claro. Durante el proceso de la elaboración y aplicación de la encuesta se realizaron las siguientes actividades:

3.1.3.2



Diseño de la encuesta.



Determinación de la población y tamaño de la muestra.

Fuentes Secundarias

Son textos elaborados en base a fuentes primarias que contienen una síntesis sobre diferentes temas. Las fuentes secundarias se realizan con la finalidad de proporcionar a los lectores información que pueda solventar sus necesidades. Ejemplos de fuentes secundarias son enciclopedias, libros, revistas, diccionarios, resúmenes, internet, etc.

3.1.3.2.1 Libros Un libro es documento impreso o en formato digital que contiene información sobre un tema en particular creado con la intención de proporcionar información al lector.

Aplicación: La lectura de libros fue una fuente importante de información para comprender los diferentes conceptos y procesos que se desarrollaron en el proceso de elaboración del simulador.

3.1.3.2.2 Internet El Internet es una red informática mundial descentralizada, que permite la conexión entre computadoras mediante un conjunto de protocolos denominados TCP/IP que opera a través de un protocolo de comunicaciones.

80 Aplicación: El internet formo parte de una de las fuentes más importantes para la recolección de información por su variedad de contenido.

3.1.4 Metodología del diseño del Simulador de detección de Fraude Para el desarrollo del diseño del simulador se utilizó la metodología DSDM (Dynamic Systems Development Method - Método de Desarrollo de Sistemas Dinámico) que es una metodología que se basa en un enfoque iterativo e incremental que requiere de la participación continua del usuario.

“DSDM fue desarrollado en Reino Unido en los 90 por el DSDM Consortium, una asociación de vendedores y expertos en el campo de la ingeniería creado con el objetivo de desarrollar y promover conjuntamente un marco de trabajo RAD (Desarrollo Rápido de Aplicaciones.- consiste en un ciclo de desarrollo corto basado en: requisitos, diseño y construcción) independiente combinando sus propias experiencias”9.

Las etapas para diseñar y desarrollar el simulador según el método DSDM son:

3.1.4.1



Estudio de Viabilidad



Estudio de negocio



Itera



Iteración del diseño y construcción



Construcción e implementación

ción del modelo funcional

Estudio de Viabilidad

En esta sección se establecen las necesidades; es necesaria la comunicación con los clientes para determinar la viabilidad del proyecto.

Se siguen las siguientes etapas: -

9

Aplicabilidad de la metodología

Ingeniería de Software – DSDM – Pág. 68

81 Se refiere a la probabilidad de aplicar la metodología DSDM resolviendo interrogantes propias de dicha metodología.

-

Factibilidad Tecnológica Se refiere a la capacidad del individuo, midiendo las capacidades, conocimientos y habilidades en el manejo de métodos, procedimientos y funciones que se requieren para el desarrollo e implantación del proyecto. Se indica además si se cuenta con el equipo y herramientas necesarias para llevarlo a cabo, de no ser así, estudia la posibilidad de generarlos o crearlos.

-

Análisis de Riesgo Se trata de localizar los riesgos que no permitan la normal ejecución de la herramienta en desarrollo. Para el análisis se organizan en grupos de acuerdo a las posibles soluciones.



Entorno: Corresponde al ambiente en el que se desarrolla el proyecto.

Básicamente se refiere a factores como el ambiente, incendios, fallos de energía, entre otros.



Aplicaciones: Es el software que coexiste con una aplicación específica dentro de un mismo hardware. Se hace un análisis de las amenazas de aplicaciones que puedan afectar a la ejecución normal del sistema.



Sistema Operativo: Es el sistema base que alberga a una o más aplicaciones. Se hace el análisis de compatibilidad, requisitos para la instalación del software y riesgos comunes en aplicaciones semejantes.



Motor de Base de Datos: Es un servicio que sirve para almacenar, procesar y proteger un conjunto de datos pertenecientes a un mismo contexto. Se toma en cuenta las posibles fallas del motor de base de datos a la hora de almacenar los datos.



Operador / Usuario: El operador o usuario es la persona que administra parte o todo un sistema de información, básicamente es la persona que hace uso de una aplicación específica. Luego del análisis se determina la capacitación del usuario

82 que deriva en el buen uso de la aplicación. 

Almacenamiento, Respaldo y Recuperación: Procesos por medio de los cuales el sistema administra los datos para su posterior recuperación. Se analizan los posibles factores que afecten al rendimiento de los ítems en cuestión.

Aplicación: El estudio de viabilidad se hizo a través: 

De la encuesta a los usuarios de telefonía móvil.



Del análisis del acuerdo CAMPUS AGREEMENT que la PUCE SD mantiene con Microsoft para el estudio de la viabilidad tecnológica



3.1.4.2

De la entrevista a las operadoras

Estudio de negocio

En esta fase es donde se analizan las características generales de tecnología y negocio. Se obtiene un modelo de procesos con la finalidad de identificar correctamente los usuarios claves en cada uno de ellos.

Se siguen las siguientes etapas: 

Roles del los miembros del equipo. La metodología DSDM propone en la etapa del estudio de negocio definir los roles que desempeñara cada uno de los miembros del equipo.



Observaciones periódicas. Se

deben realizar observaciones periódicas de los

distintos cambios que se puedan presentar en el entorno de la aplicación.

Aplicación: Se elaboró una tabla de roles de acuerdo a las funciones de cada uno de los participantes así como también la observación periódica de los posibles cambios de los patrones que puedan afectar al entrenamiento de la red neuronal.

3.1.4.3

Iteración del modelo funcional

En esta fase se plantea un modelo o esquema que brinde una solución previa y aceptable a los problemas, es la etapa de diseño del sistema.

83 Después de la recolección y análisis de los diferentes datos, se deben tomar en cuenta las soluciones existentes, por ejemplo, si las soluciones existentes satisfacen determinados requerimientos de los usuarios pero limitan la prestación de servicios deseables, si no hay solución apropiada, es recomendable crear una nueva solución.

Aplicación: Las actividades que se realizaron durante el diseño de la solución se dividieron en atapas descritas a continuación:

3.1.4.4



Componentes del Sistema



Diseño conceptual y técnico



Diagrama de flujos



Diseño de la Base de Datos



Construcción de la interfaz de usuario

Iteración del diseño y construcción

En esta etapa se empieza a programar los módulos que integran el sistema de información o software, de acuerdo a un enfoque de calidad; desarrollo de manuales de sistema y manuales del usuario.

El desarrollador debe encontrar un compromiso entre la complejidad, integridad y eficiencia del código. La complejidad del código soporta la reutilización de código simple que permite facilitar el mantenimiento.

Aplicación: El desarrollo de código y configuraciones se realizó sobre las emulaciones de las tecnologías GSM y GPRS que integran la red para envío de SMS con el fin de lograr la detección de fraude a través de la función de activación del perceptrón multicapa. Las actividades que se ejecutaron durante esta etapa son las siguientes: 

Programación de los módulos del simulador en Visual Basic .NET de acuerdo al entrenamiento de la red neuronal.

3.1.4.5

Construcción e implementación

84 Se considera la fase final del proceso de desarrollo de sistemas. En esta etapa se prueban los equipos o software producto de un análisis y diseño hecho antes, es decir es la entrega del sistema al cliente o usuario final.

Se comprueba la operatividad del sistema luego de la implementación juntamente con el usuario final. Se comprueba que los requerimientos del análisis hecho previamente se hayan solventado..

Las pruebas garantizan que las entradas del sistema produzcan los resultados que realmente se requieren.

3.1.4.5.1 Pruebas Unitarias y de Integración El objetivo de la prueba unitaria es asegurar que el código se implemente correctamente al diseño, que los programadores hayan escrito el código que los diseñadores hayan pedido. 

Prueba de Función

Una prueba de función verifica que el simulador integrado realice las funciones especificadas en los requerimientos. 

Prueba de aceptación

La prueba de aceptación asegura al grupo de desarrollo que los usuarios aceptan que el sistema que reciben funciona y lo hace de acuerdo con las especificaciones. 

Prueba de Instalación

La prueba de instalación permite que los usuarios manejen las funciones del simulador y documenten todos los posibles problemas adicionales.

Aplicación: Las pruebas se realizaron para comprobar la funcionalidad del simulador, es decir, que cumpla con los requerimientos. Se realizaron las siguientes actividades: 

Pruebas



Entrega e instalación del sistema final o simulador.

85

4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN En este capítulo se da a conocer los resultados que se obtuvieron en el desarrollo del simulador de detección de fraude en telefonía celular usando redes neuronales emitiendo el respectivo análisis y discusión en cada resultado obtenido.

4.1 ENCUESTA DIRIGIDA A LOS USUARIOS DE TELEFONÍA MÓVIL Para este resultado se aplicó la metodología descrita en el capítulo anterior, se elaboró la encuesta, se realizó la determinación de la población y aplicación de la encuesta como técnica de investigación para la obtención de fuentes primarias de investigación.

Se presenta la realización, el análisis y la discusión de los resultados de la encuesta dirigida a los usuarios de telefonía móvil CLARO de la ciudad de Santo Domingo.

4.1.1

Determinación de la Población Las características de la población son las siguientes: Entidad: CLARO, Santo Domingo.

Actividad: Prestación de servicios de telefonía móvil.

Ubicación: Centro Comercial Paseo Shopping. Área: Sector Centro de Santo Domingo.

Población: Usuarios de telefonía móvil de Claro en el Cantón Santo Domingo.

Para la obtención de la muestra se procede a utilizar la técnica del Muestreo sin Norma. Debido a que el tamaño de la población es infinita, se concluye que el tamaño de la muestra se debe obtener mediante la ecuación descrita en el capítulo anterior, obteniendo el siguiente resultado: Usuarios

2000

86 Tabla 1 - Determinación de la Población Fuente: Investigación Propia

4.1.1.1

Cálculo de la Muestra

Mediante la siguiente fórmula se obtuvo el tamaño de la muestra:

(

)

Aplicando los valores a la ecuación de nuestra investigación tenemos: ( (

)( )(

) ( )

(

) ) (

)

4.1.2 Diseño de la Encuesta De acuerdo a la metodología sugerida para el diseño de la encuesta, se obtuvo como resultado

una

encuesta estructurada

mediante

preguntas

dicotómicas

(dos

alternativas) y de selección múltiple (varias alternativas), con las cuales se obtendrá datos confiables y veraces de los encuestados. (Ver Anexo 1)

4.1.3 Aplicación de la encuesta Para la aplicación de la encuesta y la toma de los datos se aplico la Investigación Exploratoria descrita en la metodología del capítulo anterior. Se realizó la encuesta a cada uno de los usuarios activos de telefonía móvil de acuerdo a la delimitación con los factores antes descritos.

87

4.1.4 Tabulación y Diagnóstico de las Encuestas.

Aplicando el Método Estadístico descrito en la Metodología del capítulo anterior se procedió con la información obtenida a realizar la tabulación para hacer un análisis posterior: PREGUNTA 1: ¿Posee Ud. un teléfono celular con una línea activa?

ALTERNATIVAS

CANTIDAD

PORCENTAJE

SI

103

91,96%

NO

9

8,04%

TOTAL

112

100%

Tabla 2 - Tabulación de los datos obtenidos en la pregunta 1 Fuente: Usuarios de Telefonía Móvil de Porta en Santo Domingo

Cantidad Encuestados

150 103 100 50 0 Cantidad

9 SI

NO

103

9

Gráfico 1 - Representación porcentual de los datos de la pregunta 1 Fuente: Usuarios de Telefonía Móvil de Porta en Santo Domingo Análisis Existen usuarios de telefonía celular que sobrepasan el 90%, notando así que por cada 10 personas, aproximadamente 9 de ellas tienen un celular con línea activa.

PREGUNTA 2: ¿Ha recibido alguna vez mensajes de texto indicándole que ha sido ganador de algún tipo de premio sin sorteo alguno?

88 ALTERNATIVAS

CANTIDAD

PORCENTAJE

SI

83

74,11%

NO

29

25,89%

TOTAL

112

100%

Tabla 3 - Tabulación de los datos obtenidos en la pregunta 2 Fuente: Usuarios de Telefonía Móvil de Porta en Santo Domingo

Cantidad 100 Encuestados

80 60 40 20 0 Cantidad

SI

NO

83

29

Gráfico 2 - Representación porcentual de los datos de la pregunta 2 Fuente: Usuarios de Telefonía Móvil de Porta en Santo Domingo Análisis El 74.11% de los usuarios de telefonía celular con una línea activa han recibido mensajes con algún síntoma de fraude, lo cual significa que existe en gran dimensión intentos de fraude a través de mensajes de texto.

PREGUNTA 3: ¿Cuáles de las siguientes palabras o relación con la palabra, contenía el mensaje de texto?

PALABRA Sorteo

CANTIDAD

PORCENTAJE

70

70%

89 Premio

65

65%

Número

33

33%

Llamar

45

45%

Comunicarse

67

67%

Responder

28

28%

Enviar

80

80%

Información

47

47%

Reclamar

57

57%

Felicitaciones

23

23%

Gratis

77

77%

Ganador

79

79%

Tabla 4 - Tabulación de los datos obtenidos en la pregunta 3 Fuente: Usuarios de Telefonía Móvil de Porta en Santo Domingo

Encuestados

Cantidad 100 80 60 40 20 0

Cantidad

Com Resp Infor Felici Sorte Prem Num Llam Envia Recla Grati Gana unica onde maci tacio o io ero ar r mar s dor rse r ón nes 70

65

33

45

67

28

80

47

57

23

77

79

Gráfico 3 - Representación porcentual de los datos de la pregunta 3 Fuente: Usuarios de Telefonía Móvil de Porta en Santo Domingo

90 Análisis Los patrones que sobrepasan el 50% muestran que son los más frecuentes para fraudes en SMS, obteniendo de esta manera información para el entrenamiento de la red.

PREGUNTA 4: ¿En el proceso de reclamo del supuesto premio ganado se ha percatado de que el mensaje ha sido fraudulento?

ALTERNATIVAS CANTIDAD

PORCENTAJE

Si

32

33,33%

No

80

66,67%

TOTAL

112

100%

Tabla 5 - Tabulación de los datos obtenidos en la pregunta 4 Fuente: Usuarios de Telefonía Móvil de Porta en Santo Domingo

Cantidad Encuestados

100 80 60 40 20 0 Cantidad

SI

NO

32

80

Gráfico 4 - Representación porcentual de los datos de la pregunta 4 Fuente: Usuarios de Telefonía Móvil de Porta en Santo Domingo Análisis En el 66,67% de los casos no se ha detectado que los mensajes son de dudosa procedencia.

91 PREGUNTA 5: ¿Cree Ud. que se debería iniciar alguna investigación de seguridad en la telefonía celular para detectar posibles mensajes fraudulentos?

ALTERNATIVAS

CANTIDAD

PORCENTAJE

Si

99

88,39%

No

12

11,61%

TOTAL

112

100%

Tabla 6 - Tabulación de los datos de la pregunta 5 Fuente: Usuarios de Telefonía Móvil de Porta en Santo Domingo

Cantidad 120 Encuestados

100 80 60 40 20 0 Cantidad

SI

NO

99

13

Gráfico 5 - Representación porcentual de los datos de la pregunta 5 Fuente: Usuarios de Telefonía Móvil de Porta en Santo Domingo Análisis El 88,39% de los encuestados está de acuerdo con que se inicie una investigación para el desarrollo de una herramienta que permita la detección de posibles mensajes fraudulentos.

4.1.5 Análisis del resultado de las encuestas Los resultados de la encuesta nos dieron la pauta para definir con claridad los problemas y necesidades de los usuarios de telefonía celular con respecto al fraude

92 mediante SMS. Con los datos obtenidos se iniciara el proceso de investigación y desarrollo del simulador.

4.2 ENTREVITAS CON TÉCNICOS DE TELEFONÍA MÓVIL Se realizó el trámite respectivo en la PUCE SD para que se enviaran oficios a los Jefes de departamento técnico de las portadoras móviles CLARO y MOVISTAR para obtener una entrevista con el objetivo de recopilar información del funcionamiento del envío y recepción de SMS y conocer de esta manera de manera práctica la estructura física de las tecnologías GSM y GPRS. Por parte de la PUCE SD se extendieron los documentos necesarios para oficiar la entrevista como se puede observar en el ANEXO 2 y ANEXO 3 respectivamente, de tal forma que se realizó un viaje a Quito a la casa matriz de estas operadoras móviles, entregando los documentos como se puede apreciar en el ANEXO 4.

Las personas encargadas de recibir los oficios acordaron llamar en cuanto tuvieran el visto bueno de sus superiores, pero tal hecho no sucedió. Al no obtener una respuesta por parte de las portadoras se procedió a insistir de manera telefónica, no obteniendo de igual forma respuesta alguna. Se puede apreciar en el ANEXO 5 el corte de llamadas a las portadoras CLARO y MOVISTAR.

4.3 INVESTIGACIÓN DEL FUNCIONAMIENTO DE LA TECNOLOGÍA GSM Y GPRS PARA EL ENVÍO DE SMS En el desarrollo de este resultado se utilizó la investigación bibliográfica como metodología para la obtención de información sobre envío de SMS en redes GSM y GPRS, el método analítico y sintético ayudó en la elaboración del informe sobre el funcionamiento de los mismos.

4.3.1 INFORME DE INVESTIGACIÓN DE LA TECNOLOGÍA GSM PARA EL ENVÍO DE SMS El presente informe destaca cómo funciona el envío de SMS a través de las redes GSM y GPRS en el simulador.

93 FUNCIONAMIENTO: Para comprender el funcionamiento se muestra en la Figura 18 la arquitectura para SMS en redes GSM:

Mobile Equipment (ME) El ME contiene la transmision de radio, la pantalla y el procesador de señal digital

Base Station Controller (BSC) El BSC maneja los recursos de la radio para uno o mas BTSs

Home Location Register (HLR) La base de datos del HLR contiene al la información administrativa acerca de cada usuario

Mobile Switching Centre (MSC) EL MSC realiza funciones como el registro, autenticación, ubicación del usuario, etc.

HLR TE

ME

BTS BSC

MSC

Telefonía Pública

BTS

SIM

SMSC

EMAIL GATEWAY

Internet

Base Station Subsystem

Terminal Equipment (TE) El TE es un dispositivo es un dispositivo como un asistente personal digital conectado a la ME

Email Gateway Asegura la interconexión entre SMS y los correos electrónicos del internet

Base Transceiver Station (BTS) El BTS contiene las emisoras de radio para la comunicación con la MS

Suscriber Identity Module (SIM) La SIM permite a la red identificar al usuario. La SIM puede almacenar una aplicación

SMS Centre (SMSC) Maneja la entrega y recepción de los mensajes

Figura Nº 18 - Arquitectura de Redes GSM para envío de SMS Fuente: http://seguridadengprs.galeon.com/tema2.htm Para el envío de SMS con la tecnología GSM se utiliza el SMSC (Short Message Service Center - Centro de Mensajes Cortos) El proceso de envío de mensajes en la tecnología GSM consta de dos partes: MO-SM (Mobile Originated – Short Message / Mensajes Cortos Originados en el móvil): Son los mensajes que se originan en el terminal del usuario.

MT-SM (Mobile Terminated – Short Message / Mensajes Cortos Terminados en el móvil): Son los mensajes que se llegan al usuario.

Cuando un usuario genera un SMS, este realiza el siguiente recorrido:

94 El proceso del MO-SM se realiza en el siguiente orden: El HLR es una base de datos que guarda información de la posición del usuario dentro de la red de telefonía móvil. Verifica si está conectado o no y las características de su abonado. Si esta todo en orden pasa a la siguiente fase. 

El MSC recibe el mensaje, envía la información al VLR para su tarificación y este lo remite al SMSC de origen;



El SMSC donde se originan el SMS lo envía al SMSC de destino, el MO-SM se convierte en MT-SM.

El proceso del MT-SM se realiza en el siguiente orden: El SMSC recibe el SMS y lo almacena para acto seguido gestionar a la VLR del usuario la información necesaria para la entrega.

El SMSC recibe la respuesta de VLR y si el usuario está activo, se envía un mensaje al MSC indicando la localización para su entrega.

El VLR recibe un informe del BSC que en ese momento contiene al usuario destino informándole que se va a entregar el mensaje; El VLR envía un informe al dispositivo móvil y verifica si está dentro de una zona de cobertura.

El MSC recibe un informe del MSC indicando el estado del usuario (operativo o no);

4.3.2



El MSC entrega el mensaje al usuario.



El MSC informa al SMSC que el mensaje fue entregado.



El SMSC lo borra de su base de datos.

INFORME DE INVESTIGACIÓN DE LA TECNOLOGÍA GPRS PARA EL ENVÍO DE SMS

Para comprender el funcionamiento se muestra en la Figura N° 19 la arquitectura para SMS en sistemas GSM/GPRS:

95 MSS

BSS

NSS Abis

BTS

SMS-GMSC

A

BSC

ISDN/PSTN

MSC/VLR

Um Gd EIR

Gb

Gs

f G

MS SGSN

Gr HLR

AUC

Internet Gc Router

Gn

GGSN

Gn Otros operadores GSM/GPRS

Gi FW

BG

Red IP Backbone

Red Corporativa

Figura Nº 19 - Arquitectura de Redes GSM/GPRS para envío de SMS Fuente: http://www.melodiasmoviles.com/documentacion/gprs.php En el sistema GSM/GPRS existen dos tipos de SMS: los SMS puros y los MMS (Multimedia Messaging Service - Servicio de Mensajería Multimedia) del cual se derivan la IM (Instant Messenger - Mensajería Instantánea).

1.- Para el envío de SMS puros se utiliza los pasos que se mostraron en el apartado anterior referente al envío de SMS con tecnología GSM. 2.-Para el envío de MMS se genera el siguiente recorrido, dividido en dos tramos: Recorrido de un MMS saliente (del terminal hacia la red) El envío de un mensaje MMS realiza el recorrido siguiente: 

Al enviar un MMS, el terminal genera un archivo SMIL (Synchronized Multimedia Integration Language – Lenguaje de Integración Multimedia Sincronizado) que contiene los objetos insertados en el MMS preparándose para el envío.



El terminal realiza la gestión para el envío con el MMSC por medio el del perfil WAP con el que cada operador cuenta. Esta operación se la realiza en la red núcleo de GPRS.

96 

El MMSC conjuntamente con la red núcleo GPRS verifican si el cliente tiene el servicio mediante el VLR.



Finalmente se trasmite el MMS al MMSC de origen y mediante este al MMSC de destino.

Recorrido de un MMS entrante (de la red/MMSC al terminal) La siguiente operación detalla las acciones del MMSC una vez que ha recibido el MMS. El proceso realizado es el que sigue: 

El MMSC realiza un proceso de comprobación de disponibilidad de servicio multimedia del terminal del abonado valiéndose del HLR en el que se encuentra el usuario al que se envía el MMS.



Una vez realizado el proceso de comprobación, en caso de que el terminal receptor no soporte MMS se envía al SMSC un mensaje que contiene una página web y una clave para para el usuario pueda ver el mensaje.



En caso de que el terminal soporte MMS, se envía al SMSC un mensaje de tipo WAP Push que contiene la información de este.



En caso de ser necesario se realiza un proceso de conversión del contenido del mensaje de acuerdo a la estación móvil que recibe el MMS. Este proceso es controlado por la MMSC.



El dispositivo móvil recibe un SMS que notifica la recepción del MMS en caso de estar activo.



El terminal inicia una sesión GPRS de forma automática mediante un perfil WAP que es gratuito para los servicios MMS. Este proceso es transparente para el usuario.

4.3.3 Discusión del Resultado de los informes de GSM y GPRS El presente informe sirvió para comprender el funcionamiento de los SMS tanto en las tecnologías GSM como GPRS así como las posibles alternativas por las cuales se pueden enviar SMS. Se obtuvo conocimiento de la estructura de la red, de tal forma que para la elaboración del simulador ya se cuenta con la pauta del diseño.

97

4.4 SELECCIÓN DE SIMULADOR

HERRAMIENTAS

PARA

EL

DESARROLLO

DEL

Aplicando la técnica de Investigación Exploratoria descrita en el capitulo anterior; la selección de herramientas para el desarrollo del simulador se fijó basándose en el acuerdo CAMPUS AGREEMENT que la PUCE SD mantiene con Microsoft, acordando la arquitectura, lenguaje de programación y base de datos que se va a utilizar en el proceso de elaboración del simulador.

A continuación se detallan los aspectos relevantes de cada una de las herramientas seleccionadas:

4.4.1 Microsoft Visual Studio 2008 Microsoft Visual Studio 2008 es una herramienta de Microsoft para aplicaciones inteligentes por permitir a los desarrolladores crear rápidamente aplicaciones seguras, confiables y administrables. Es una herramienta para la fácil captura y análisis de información; por lo tanto permite tomar decisiones más efectivas.

Visual Studio 2008 ofrece avances clave para desarrolladores en función de las siguientes características: 

Desarrollo fácil de aplicaciones



Trabajo en equipo eficiente.



Nuevas experiencias para los usuarios.

El Front-End del simulador fue desarrollado mediante esta herramienta porque facilita la programación orientada a objetos, presenta una interfaz gráfica amigable y brinda muchos beneficios al trabajar conjuntamente con Oracle 10g XE.

4.4.2 Oracle 10g Express Edition Oracle es conocido como RDBMS (Relational Data Base Management System Sistema de Gestión de Base de Datos Relacional) desarrollado por Oracle Corporation.

98 Oracle, por su potencia y solidez es considerado un sistema gestor de base de datos más fuertes del mercado. Entre sus principales características tenemos: 

Soporte de transacciones.



Estabilidad.



Escalabilidad.



Soporte multiplataforma.

El desarrollo del Back-End, se lo realizó bajo este sistema de gestión de base de datos gracias a su integridad, confiabilidad y seguridad la que permitirá adaptarse a nuevos cambios estructurales y tecnológicos.

4.4.3 MATLAB TRIAL MATLAB (MATrix LABoratory - Laboratorio de Matrices) es una aplicación que permite realizar cálculos matemáticos. Cuenta con un lenguaje de programación y entorno de desarrollo integrado.

Entre sus beneficios principales tenemos: -

Tratamiento de matrices

-

Gestión de datos y funciones

-

Desarrollo de algoritmos

-

Diseño de interfaces de usuario

-

La comunicación con otros lenguajes de programación

-

La comunicación con dispositivos hardware.

Se seleccionó esta herramienta por ser un software potente para el diseño y entrenamiento de la red neuronal artificial.

4.4.4 Discusión del Resultado Se llegó a la conclusión de utilizar como lenguaje de programación, Visual Basic.Net 2008 con Oracle10G XE como base de datos. Estas herramientas fueron seleccionadas basándose en una característica principal como las licencias, ya que la

99 institución cuenta con ellas. Para la creación y entrenamiento de la Red Neuronal se aplicó MATLAB TRIAL que es un software para realizar cálculos numéricos.

4.5 INVESTIGACIÓN DE MATLAB PARA EL ENTRENAMIENTO DE LA RED Aplicando la técnica de Investigación Bibliográfica descrita en el capítulo anterior se obtuvo el siguiente resultado:

4.5.1 Introducción MATLAB se considera como un lenguaje de programación de alto nivel orientado al Cálculo Numérico por lo tanto se puede resolver problemas lineales y no lineales, además de ello se puede desarrollar experimentos numéricos.

MATLAB es hoy en día una herramienta competitiva por el hecho de que ha sido desarrollado por una comunidad de ingenieros y científicos capacitados.

El presente informe destaca cómo se utiliza MATLAB para el entrenamiento de la Red.

4.5.2 Selección de la red neuronal Para proceder a la selección de la red neuronal que se ajuste a las condiciones del simulador se aplicó la Investigación Descriptiva y el Método Analítico, como se vio en el capítulo anterior.

Tomando en cuenta las características de cada red neuronal; como se describe en el Marco Teórico; se llegó a la conclusión de que el Perceptrón Multicapa es el adecuado (Ver anexo 6), obteniendo así de esta manera la Red Neuronal que se aplicara para el desarrollo del Simulador.

4.5.3 Selección del algoritmo de aprendizaje Aplicando la Investigación Descriptiva, como se vio en el capítulo anterior y tomando en cuenta las características expuestas en el Marco Teórico, se llegó a la conclusión de que el Algoritmo Back Propagation es el adecuado (Ver anexo 7), obteniendo así

100 de esta manera el algoritmo que se aplicará para el entrenamiento de la Red Neuronal Seleccionada.

4.5.4 Creación y entrenamiento de la red neuronal con MATLAB Aplicando el Método Experimental, como se vio en el capítulo anterior, se obtuvo el resultado de acuerdo al siguiente detalle:

4.5.4.1

Creación de la Red Neuronal

4.5.4.1.1 Ensamblar el paquete de datos Para poder obtener una aproximación óptima de la detección del error, se eligió cuidadosamente los patrones a emplear, se incluyó en el modelo de la red neuronal los patrones que realmente predigan la variable dependiente (variable que contiene el resultado del posible fraude, expuesta al cambio continuo), pero que a su vez no interfieran entre sí.

Se seleccionaron un conjunto de 12 categorías de patrones en base al levantamiento de información, que a su vez están compuestas por variables que permiten evaluar diferentes aspectos de los mensajes de texto, susceptibles de poder predecir el acto fraudulento del mensaje. En la Tabla 7 se proporciona una descripción de las 12 categorías.

Categorías

FRAUDE 1

FRAUDE 2

FRAUDE 3

Posibles Resultados

SORTEO

Si=1 , No=-1

SORTEADA

Si=1 , No=-1

SORTEADO

Si=1 , No=-1

PREMIO

Si=1 , No=-1

PREMIOS

Si=1 , No=-1

PREMIADA

Si=1 , No=-1

PREMIADO

Si=1 , No=-1

NUMERO

Si=1 , No=-1

LÍNEA

Si=1 , No=-1

MENSAJE

Si=1 , No=-1

101

FRAUDE 4

FRAUDE 5

FRAUDE 6

FRAUDE 7

FRAUDE 8

FRAUDE 9

FRAUDE 10

LLAMAR

Si=1 , No=-1

LLAME

Si=1 , No=-1

LLAMA

Si=1 , No=-1

RESPONDER

Si=1 , No=-1

RESPONDE

Si=1 , No=-1

COMUNÍQUESE

Si=1 , No=-1

COMUNICARSE

Si=1 , No=-1

COMUNÍCATE

Si=1 , No=-1

CONTÁCTATE

Si=1 , No=-1

CONTACTARSE

Si=1 , No=-1

COMUNICACIÓN

Si=1 , No=-1

ENVIAR

Si=1 , No=-1

ENVÍAS

Si=1 , No=-1

ENVIÉ

Si=1 , No=-1

SALIÓ

Si=1 , No=-1

SALIENDO

Si=1 , No=-1

SIDO

Si=1 , No=-1

INFORMACIÓN

Si=1 , No=-1

NOTIFICACIÓN

Si=1 , No=-1

INFORMA

Si=1 , No=-1

INFORMAR

Si=1 , No=-1

INF.

Si=1 , No=-1

MINUTOS

Si=1 , No=-1

LIBRE

Si=1 , No=-1

LIBRES

Si=1 , No=-1

GRATIS

Si=1 , No=-1

GANADOR

Si=1 , No=-1

GANADO

Si=1 , No=-1

GANA

Si=1 , No=-1

ACREEDOR

Si=1 , No=-1

102

FRAUDE 11

FRAUDE 12

FAVORECIDO

Si=1 , No=-1

CANJEAR

Si=1 , No=-1

RECLAMAR

Si=1 , No=-1

FELICITACIONES Si=1 , No=-1 FELICIDADES

Si=1 , No=-1

TELÉFONO

Si=1 , No=-1

MENSAJE

Si=1 , No=-1

DIRECCIÓN WEB

Si=1 , No=-1

CIFRA

Si=1 , No=-1

DINERO

Si=1 , No=-1

Tabla 7 - Categorías de Patrones Fuente: Investigación Propia El paquete de datos para el proyecto es un conjunto de patrones que forman un vector de 12 posiciones con el cual se entrenará la red neuronal. En la Figura 20 observamos el modelo de la capa de entrada de la red neuronal que representa al mensaje de texto de la trama capturada. Todos los mensajes para el entrenamiento son representados de esta forma por lo que el conjunto total de datos estará definido por una matriz

de 12 X 300 representando los 12 conjuntos de patrones y los 300

mensajes utilizados para el entrenamiento de la red neuronal.

103

-1

Patrón 1

1

Patrón 2

1

Patrón 3

1

Patrón 4

-1

Patrón 5

1

Patrón 5

-1

Patrón 6

1

Patrón 7

1

Patrón 8

-1

Patrón 9

1

Patrón 10

-1

Patrón 11

1

Patrón 12

Figura Nº 20 - Modelo del mensaje en la capa de entrada de la red neuronal Fuente: Investigación Propia El mensaje de la figura 20 se encuentra representado por el vector de 12 caracteres [1 1 1 1 -1 1 -1 1 1 -1 1 1], que como se verá posteriormente corresponde a un vector de entrada para el entrenamiento de nuestra red neuronal.

4.5.4.1.2 Definición de la red neuronal En la etapa práctica del proyecto, se utilizo la herramienta MATLAB que permite definir, entrenar y simular una red neuronal.

104 Para la herramienta MATLAB se elaboró un conjunto de patrones, compuesto de 12 valores o variables (variables entre el rango [-1,1]) que son representados por un vector que posteriormente son almacenados en una matriz para su respectivo entrenamiento. Por su parte, la variable dependiente, estado del mensaje de texto, fue codificado como: -1 no fraudulento y 1 fraudulento en la capa de salida de la red neuronal.

El primer paso es llamar al conjunto de datos de entrenamiento, que se encuentra almacenado en el siguiente archivo: ProySimFraud = [Fraudentrada, Fraudsalida] Con la que se guardará la matriz de entrada en la variable Fraudentrada y la matriz de destino posible en la variable Fraudsalida. Posteriormente se deberá definir la red neuronal, por medio de la siguiente instrucción, que luego será objeto de entrenamiento: net = newff(minmax(Fraudentrada),[S1 S2],{’logsig’‘purelin’},’traingd’); Donde: S1=20  20 Neuronas Ocultas; el número de neuronas en la capa oculta ha sido determinado por prueba y error, mostrando la mayor eficiencia.

S2 = 1 1 Neurona de Salida.

La instrucción newff

define la creación de una nueva red del tipo Perceptrón

Multicapa. El primer argumento minmax (Fraudentrada) hace referencia a los valores mínimos y máximos del conjunto de datos de entrada, las variables S1 y S2 hacen referencia al número de neuronas en la capa oculta y de salida respectivamente, las variables ‘logsig’ ‘purelin’ indican el tipo de neuronas que se usarán en cada capa que en este caso nos indican funciones de activación del tipo sigmoidal y lineal respectivamente. Y por último el argumento traingd nos indica el tipo de entrenamiento que se efectuará en la red el cual para este caso es el entrenamiento backpropagation con el que queda definida nuestra red, y almacenada en la variable net.

105

4.5.4.2

Entrenamiento de la Red

El modelo de red definido anteriormente se entrenará como indica en la Figura 21:

Patrón 1

Patrón 2

Patrón 3

Patrón 3

Capa Oculta

Patrón 4

Patrón 5

1 = Fraudulento Capa de Salida

Patrón 6

- 1 = No Fraudulento Patrón 7

Patrón 8

Patrón 9

Patrón 10

Patrón 11

Patrón 12

106 Figura Nº 21 - Proceso de entrenamiento del perceptrón multicapa Fuente: Base de datos Se obtuvieron tres conjuntos de datos, como se muestra en la Tabla 8 mediante una recopilación de antecedentes cuyas cantidades se obtuvieron mediante el método experimental aplicando un proceso de prueba y error.

Cantidad de datos utilizados

300

Entrenamiento

Validación

Test

180

60

60

Tabla 8 - Cantidad de mensajes utilizados para el entrenamiento, validación y test Fuente: Investigación Propia El entrenamiento de la red neuronal se lleva a cabo por medio de la siguiente instrucción: [net]= train(net,Fraudentrada, Fraudsalida); La que nos devuelve una red entrenada con el vector de entradas Fraudentrada ajustado a los destinos de la variable Fraudsalida por medio del algoritmo de entrenamiento seleccionado anteriormente.

El resultado del entrenamiento se puede ver en la Figura 22:

107

Figura Nº 22 – Resultado del entrenamiento de la Red Neuronal Fuente: Base de datos Donde: -

MSE (Mean Square Error - Error Medio Cuadrático): que es el menor error en la estimación

-

Epochs: determina el número máximo de iteraciones que llevara a cabo el algoritmo de entrenamiento backpropagation.

-

Train – Entrenamiento: Es la línea azul que da como resultado de los 180 mensajes utilizados para el entrenamiento.

-

Validation – Validación: Es la línea verde que da como resultado de los 60 mensajes utilizados para el entrenamiento

-

Test – Prueba: Es la línea roja que da como resultado de los 60 mensajes utilizados para el entrenamiento

En la grafica se puede apreciar como el error medio cuadrático va disminuyendo, es decir como la red neuronal va a aprendiendo el comportamiento a seguir. El gráfico muestra 3 líneas, estas se deben a que los 300 patrones de entrada son divididos en 3 conjuntos. El 60% de la muestra se emplea para realizar un entrenamiento, el 20%

108 son empleadas para validar la red entrenada y el otro 20% restante sirven para realizar el test.

Sin embargo, la importancia de las redes neuronales no se encuentra únicamente en aproximar los datos con los que ha sido entrenada, sino generalizar este error mínimo para datos de la misma naturaleza que nunca haya visto la red, o a los que nunca haya sido expuesta, de manera que la red pueda efectuar la clasificación adecuada en base a los conocimientos que previamente tiene del modelo ideal de datos con el que fue entrenada.

El objetivo del entrenamiento es que una vez que la red ha sido entrenada con los datos del modelo ideal de los patrones, la red pueda identificar los patrones que se acerquen al modelo ideal.

4.5.5

Discusión del Resultado

Con el procedo de selección y entrenamiento se obtuvo la Red Neuronal como tal, lista para ser aplicada a la interfaz de usuario.

4.6 DISEÑO Y CREACIÓN DEL SIMULADOR En el presente apartado se muestran los resultados obtenidos en cada etapa aplicando la metodología DSDM descrita en el capítulo anterior para el desarrollo del Simulador de Detección de Fraude en Telefonía Celular utilizando Redes Neuronales.

4.6.1 Estudio de Factibilidad Para obtener el resultado de la factibilidad del proyecto se deben seguir los pasos descritos a continuación:

4.6.1.1

Aplicabilidad de la Metodología DSDM

Para el estudio de la factibilidad del proyecto se resolvieron interrogantes que se refieren a características propias de la metodología DSDM. 

¿Será la funcionalidad razonablemente visible en la interfaz del usuario?

109 El envío de SMS a través de la red GSM o GPRS se muestra en detalle capa por capa, de tal forma que la funcionalidad del sistema es visible en la interfaz de usuario. 

¿Se pueden identificar todas las clases de usuarios finales?

Se tienen dos tipos de usuarios, el administrador y el cliente, de tal forma que la interrogante tiene una respuesta positiva.



¿Es la aplicación computacionalmente compleja?

El proyecto de disertación se desarrolla en un ambiente que implica una complejidad computacional media.



¿Es la aplicación potencialmente grande?

Debido al campo de aplicación y naturaleza del software se proyecta como una aplicación con visión de crecimiento.



Si la aplicación es potencialmente grande, ¿puede ser particionada en componentes funcionales más pequeños?

Debido a la estructura de la aplicación y la aparición de nuevas tecnologías es factible la división del proyecto en módulos más pequeños.



¿Está el proyecto realmente acotado en el tiempo?

El proyecto se desarrolla por etapas en tiempos establecidos.

Al contestar asertivamente a las interrogantes propuestas por la Metodología DSDM, se concluye que es el método adecuado para el desarrollo del proyecto

4.6.1.2

Factibilidad Tecnológica

Tomando en cuenta que el proyecto es un simulador, se cuenta con las herramientas y los conocimientos necesarios para la elaboración del proyecto. En conclusión, se determinó que el proyecto es factible desde el punto de vista tecnológico.

110

4.6.1.3

Análisis de Riesgos

En el desarrollo del proyecto se consideraron escenarios que se desarrollaron a partir de los componentes del simulador. Para identificar los riesgos se analizaron amenazas aplicables a este proyecto desde un enfoque de usuario y administrador. Luego del análisis se elaboro una Matriz de Riesgos que se genera a partir de los escenarios descritos en el análisis de riesgos emitiendo criterios sobre los posibles controles que se pueden implementar para contrarrestar los efectos de cada riesgo como se detalla a continuación:

ESCENARIO

RIESGO

Terremotos, tormentas eléctricas Entorno

e incendios

CONTROL

Tiene estrecha relación con la seguridad de las instalaciones

Configurar con los permisos Bloqueo por firewalls y antivirus.

Aplicaciones

necesarios

Búsqueda Incompatibilidad con la versión

de

posibles

actualizaciones

Sistema Operativo

Requerimiento de componentes de adicionales

Motor de Base de

Fallos en la ejecución normal

Instalación necesarios

Automatización de conexión

Administrar Usuario

componentes

del SGBD

Datos

Operador

de

/

Instalación de software

usuario

cuentas

de

111

Diseño de manuales

Mal manejo de procesos

Definición de requerimientos Espacio de almacenamiento

de almacenamiento

Almacenamiento, Respaldo

y

Recuperación

Respaldo Pérdidas de datos por SGBD

continuo

información

Tabla 9 - Matriz de Riesgos Fuente: Metodología DSDM

4.6.1.4

Estudio del Negocio

El estudio del negocio implica seguir las etapas descritas a continuación:

4.6.1.4.1 Roles de los miembros del equipo La siguiente tabla muestra la descripción de los roles:

ROL

USUARIO

Carlos Robayo Coordinador Técnico

Carlos Robayo Programador

Cristian Lopez

Carlos Robayo Verificador

Cristian Lopez

Tabla 10 - Roles de los miembros

de

la

112 Fuente: Metodología DSDM

4.6.1.4.2 Observaciones Periódicas Se procedió con las observaciones periódicas en el medio de los distintos tipos de patrones que puedan aparecer con el tiempo para ajustarlos al entrenamiento de la red neuronal:

4.6.2 Iteración del modelo funcional Para la fase de la iteración del modelo funcional se establecieron las siguientes etapas:  Componentes del Sistema  Diseño conceptual y técnico  Diagrama de flujos  Diseño de la Base de Datos  Construcción de la interfaz de usuario

4.6.2.1

Componentes del Sistema

La tabla 11 muestra los componentes necesarios para la instalación del simulador Sistema Operativo

Microsoft Windows XP o superior

Base de Datos

Oracle Database 10g XE

Tabla 11 - Especificaciones de Software para Simulador Fuente: Investigación Propia Las especificaciones de hardware y software son producto de la evaluación de los requerimientos que necesita Oracle 10G XE. Vel. Procesador

1GHz o superior

Memoria Ram

512MB - 1GB (recomendado).

Espacio de Disco

5GB - 6GB (recomendado)

113 Componentes

DVD-RW, Disco Duro de respaldo

Tabla 12 - Especificaciones de hardware de Simulador Fuente: Investigación Propia

4.6.2.2

Diseño conceptual y técnico

Se procedió a la elaboración del diseño conceptual y técnico tomando en cuenta que funciones realiza el sistema.

Figura Nº 23 - Diseño conceptual y técnico Fuente: Requerimientos del Sistema

4.6.2.3

Diagramas de flujos de datos

Los diagramas de flujo de información correspondientes a los procesos que realiza el simulador son:

114

Inicio

Mensaje

Capa de entrada

Capa oculta

Activa la funciรณn sigmoidal

Asigna pesos y umbral

Capa de salida

Activa la funciรณn de error

Cumple condiciรณn

Fin

Figura Nยบ 24 - Entrenamiento del Perceptrรณn multicapa Fuente: Requerimientos del Sistema

115

Inicio

Registro de mensajes

Decodificaci贸n

Codificaci贸n

An谩lisis de fraude

Alarma

Fin

Figura N潞 25 - Registro de SMS Fuente: Requerimientos del Sistema

116

Inicio

Mensaje

Transformar a mayúsculas

Separar palabras

Comparar cada patrón

Pasa nivel de aceptación

No es fraudulento

Alarma

Fraudulento

Fin

Figura Nº 26 - Proceso de detección de fraude Fuente: Requerimientos del Sistema

117

Inicio

Consulta de mensajes

Despliegue de mensajes

Fin

Figura Nยบ 27 - Consulta de mensajes Fuente: Requerimientos del Sistema

118

Inicio

Reporte de mensajes

Impresi贸n de mensajes

Fin

Figura N潞 28 - Reporte de mensajes Fuente: Requerimientos del Sistema

4.6.2.4

Diagrama de procesos

La ilustraci贸n representa el proceso a seguir durante el proceso de detecci贸n de fraude. El encargado de este proceso es el usuario del sistema.

119

Inicio

Base de Datos Oracle 10g

Ingreso de mensaje

Proceso de conversion de menssaje

Base de Datos Oracle 10g

Proceso de detecci贸n de fraude en el perceptr贸n

Resultado

Fin

Figura N潞 29 - Proceso de detecci贸n de fraude Fuente: Requerimientos del Sistema

120

4.6.2.5

Dise帽o base de datos

Para almacenar toda la informaci贸n se utiliza una Base de Datos relacional, compuesta por 6 tablas como se muestra en la Figura 30. Cada tabla de la Base de Datos posee un identificador primario A continuaci贸n se detallan las tablas con sus campos y el tipo de datos que les corresponde:

Nombre

Tipo

ID_ORIGENMENSAJE

VARCHAR2 (4)

DESCRIPCIONORIGEN

VARCHAR2 (20)

Tabla 13 - Lista de columnas de la tabla TBL_ORIGENMENSAJE Fuente: Base de datos

Nombre

C贸digo

COD_MENSAJE

VARCHAR2 (4)

TEXTOMENSAJE

VARCHAR2 (160)

EMISOR

VARCHAR2 (15)

DESTINATARIO

VARCHAR2 (15)

ID_ORIGENMENSAJE

VARCHAR2 (4)

FRAUDE

NUMBER

FECHAIN

DATE

Tabla 14 - Lista de columnas de la tabla TBL_MENSAJE Fuente: Base de datos

121

Nombre

C贸digo

COD_FRAUDE

VARCHAR2(10)

ARGUMENTO

VARCHAR2(30)

Tabla 15 - Lista de columnas de la tabla TBL_OPEFRAUDES Fuente: Base de datos

Nombre

C贸digo

ID_MCC_MNC

VARCHAR2(3)

MCC

VARCHAR2(3)

MNC

VARCHAR2(3)

EMPRESAPAIS

VARCHAR2(50)

Tabla 16 - Lista de columnas de la tabla TBL_MCC_MNC Fuente: Base de datos

Nombre

C贸digo

ID_USUARIO

VARCHAR2(10)

NOMBRES

VARCHAR2(50)

DIRECCION

VARCHAR2(30)

ID_TELEFONO

VARCHAR2(15)

Tabla 17 - Lista de columnas de la tabla TBL_USUARIO Fuente: Base de datos

Nombre

C贸digo

122 ID_TELEFONO

VARCHAR2(15)

ID_MCC_MNC

VARCHAR2(3)

IMEI

VARCHAR2(20)

MARCA

VARCHAR2(20)

Tabla 18 - Lista de columnas de la tabla TB_TELEFONOS Fuente: Base de datos

4.6.2.5.1 Diseño relacional Podemos apreciar las relaciones que tiene la BDD en la Figura 30

Figura Nº 30 - Diseño relacional de la Base de Datos Fuente: Base de Datos

4.6.2.6

Construcción de la Interfaz de usuario

123 El simulador está diseñado con interfaces gráficas amigables y flexibles para el usuario, permitiendo así, una fácil utilización y entendimiento. Está compuesto por las siguientes interfaces:

4.6.2.6.1 Administración de mensajes En esta interfaz se pueden administrar

los mensajes, realizar consultas y sacar

reportes. Consta de de tres menús: 

Menú Inicio



Menú Herramientas



Menú About

Figura Nº 31 - Interfaz de administración de mensajes Fuente: Simulador de Detección de Fraude

4.6.2.6.1.1

Interfaz de Inicio

Este menú consta de las siguientes opciones:

124

Figura Nº 32 - Menú Inicio Fuente: Simulador de Detección de Fraude

4.6.2.6.1.2

Enviar

Figura Nº 33 - Interfaz de detección de fraude Fuente: Simulador de Detección de Fraude

125

4.6.2.6.1.3

Consultas

Figura N潞 34 - Interfaz de consultas de SMS Fuente: Simulador de Detecci贸n de Fraude

4.6.2.6.1.4

Reportes

Figura N潞 35 - Interfaz de Reportes de SMS Fuente: Simulador de Detecci贸n de Fraude

126

4.6.3 Iteración de Diseño y construcción En esta etapa se procede a la codificación de los módulos que componen el simulador, se siguen las siguientes etapas:

4.6.3.1

Conectividad Interna del Sistema

El simulador está desarrollado bajo el modelo de multicapas, divididas en: -

Capa de Presentación que consiste en la interfaz del usuario

-

Capa de Acceso a Datos que se encarga de la conexión y la interacción con la base de datos.

Figura Nº 36 - Estructura de conexión interna Fuente: Simulador de Detección de Fraude

4.6.3.2

Captura de la trama de los SMS en la capa de transferencia de la tecnología GSM y GPRS

Para la captura de la trama de los SMS en la capa de transferencia se siguieron los siguientes pasos: o

Abrir y leer la BDD.

o

Copiar los datos según su formato

127 o

Aplicar la red neuronal previamente entrenada

4.6.3.2.1 Abrir y leer la base de datos Luego de ingresar el mensaje por medio de la interfaz, estos se guardan en la base de datos en campos diseñados para cada uno de ellos. Como primer paso para el proceso de la captura de la trama del mensaje en la capa de transferencia y posterior aplicación de la red neuronal entrenada se lee la información de la base de datos (mensaje, origen, fecha, etc).

4.6.3.2.2 Codificar los datos según su formato Se configuran los datos según el formato que especifica el protocolo (SMMO), para ello se captura el campo de la trama UD de la capa de transferencia que es la portadora del contenido del mensaje de texto. Se transforma el contenido capturado a letras mayúsculas para ser comparada con los patrones de la red neuronal.

Se codifica el mensaje de texto, en 7 bits para que pueda viajar la trama por la capa de trasferencia. Finalmente se arma el paquete de capa de transferencia con los PDU correspondientes y se envía a la capa de enlace de datos.

4.6.3.2.3 Aplicar la red neuronal previamente entrenada Luego que el campo del mensaje texto UD es extraído de la trama de la capa de transferencia, el mensaje de texto es introducido a la red neuronal previamente diseñada y entrenada, para ser comparado con los patrones de predicción ya establecidos en la capa de entrada de la red neuronal, una vez que el mensaje de texto ha sido procesado por la red neuronal, posteriormente se emitirá un mensaje de salida en caso de que el mensaje de texto no sea fraudulento o una alarma en caso de que el mensaje de texto sea fraudulento.

4.6.3.2.4 Capa de presentación Esta capa contiene los objetos que se encuentran en la interfaz de usuario como son capa de administración de datos e impresión, también hace referencia a la Capa de datos.

128

4.6.3.2.5 Capa de Datos Se encarga del acceso y manipulación de la información contenida en la base de datos, hace referencia a Oracle Data Access el cual es un componente de Oracle para .Net que permite realizar la conexión entre las dos herramientas. En el sistema esta capa se la conoce como “CadenaDeConexion”.

4.6.3.3

Codificación del Simulador

Para el desarrollo del simulador se crearon diferentes objetos y capas, realizando el respectivo proceso de codificación dependiendo del tipo de objeto y la funcionalidad que desempeñe.

4.6.4 Implementación del Sistema 4.6.4.1

Instalación de componentes y software

El proceso de instalación de los componentes y software necesario para el funcionamiento del simulador se puede observar en el Anexo 8 (Instalación de Oracle XE) y en el Anexo 9 (Instalación de MATLAB).

4.6.4.2

Pruebas Unitarias y de Integración

4.6.4.2.1 Prueba de Instalación Previamente de deben instalar las herramientas Oracle 10g XE y MatLab como lo indican los Anexos 8 y 9 respectivamente. Se procedió al empaquetamiento del Simulador para realizar las pruebas de instalación. Se siguieron los siguientes pasos:

-

Se ejecuta el archivo de instalación

-

Se muestra la pantalla de Bienvenida y se da clic en Siguiente

129

Figura Nº 37 – Prueba de Instalación (Pantalla de Bienvenida) Fuente: Simulador de Detección de Fraude -

Se procede a Aceptar los términos de la licencia y clic en Siguiente

Figura Nº 38 – Prueba de Instalación (Acuerdo de Licencia) Fuente: Simulador de Detección de Fraude -

Se procede a llenar la información de usuario

130

Figura Nº 39 – Prueba de Instalación (Información de Usuario) Fuente: Simulador de Detección de Fraude -

Se selecciona la Carpeta de instalación

Figura Nº 40 – Prueba de Instalación (Carpeta de Instalación) Fuente: Simulador de Detección de Fraude -

Se selecciona la carpeta de accesos directos

131

Figura Nº 41 – Prueba de Instalación (Carpeta de accesos directos) Fuente: Simulador de Detección de Fraude -

Finalmente se procede a la instalación del Simulador

Figura Nº 42 – Prueba de Instalación (Inicio de instalación) Fuente: Simulador de Detección de Fraude

132

Figura Nº 43 – Prueba de Instalación (Instalación completa) Fuente: Simulador de Detección de Fraude

4.6.4.2.2 Prueba de función Se procedieron con las respectivas pruebas de función del Simulador una vez instalado. Se presentaron algunos inconvenientes los que se detallan a continuación:

Figura Nº 44 – Prueba de Función (Error en ejecución) Fuente: Simulador de Detección de Fraude Descripción:

133 Stopped working Firma con problemas: Nombre del evento de problema:

CLR20r3

Firma del problema 01: simtext.exe Firma del problema 02: 1.0.0.0 Firma del problema 03: 510401fe Firma del problema 04: SimText Firma del problema 05: 1.0.0.0 Firma del problema 06: 510401fe Firma del problema 07: 39 Firma del problema 08: e9 Firma del problema 09: System.InvalidOperationException Versión del sistema operativo: 6.1.7601.2.1.0.256.1 Id. de configuración regional:

12298

Solución: Se debe instalar en la unidad c:\archivos de programa\ necesariamente.

Una vez solucionado el problema el software debe correr normalmente.

En la obtención de reportes y consultas se presento el siguiente error:

Figura Nº 45 – Prueba de Función (Error en consulta)

134 Fuente: Simulador de Detección de Fraude

Figura Nº 46 – Prueba de Función (Error en reporte) Fuente: Simulador de Detección de Fraude Solución: Instalación del motor de BDD Oracle 10g XE con su respectivo respaldo.

4.6.4.3

Instalación del Simulador

El proceso de instalación del Simulador se detalla en el Anexo 10. Se utilizó el siguiente esquema:

Figura Nº 38 - Esquema de instalación del Simulador Fuente: Investigación Propia

4.7 Discusión del Resultado La creación del simulador para la detección de fraude en telefonía celular usando redes neuronales artificiales tuvo el éxito esperado al reaccionar de manera lógica y

135 precisa ante la presencia de patrones de posible fraude en los SMS. De esta manera queda demostrada la validez de la herramienta para el apoyo docente en la materia de Inteligencia Artificial. Ademรกs es un incentivo para futuras investigaciones y aplicaciones de redes neuronales artificiales.

136

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES CONCLUSIONES Del análisis de la estructura de las redes móviles GSM y GPRS, se concluye que la detección de fraude debe estar en el SMSC (Message Service Center - Central de Servicio de Mensajes Cortos), debido que el SMSC gestiona el envío y recepción de los SMS. La Red Neuronal Artificial Perceptrón Multicapa con el algoritmo Backpropagation se adapta al entrenamiento de fraudes SMS, debido a que reduce el error medio cuadrático.

Para un óptimo aprendizaje de la red se debe utilizar 180 mensajes

para el

Entrenamiento, 60 mensajes para la Validación y 60 mensajes para el Test.

Las encuestas permiten obtener información relevante de los proyectos, para el caso del presente proyecto permitió estructurar los patrones de texto que se usan para cometer los fraudes en telefonía celular mediante SMS El Simulador de Detección de Fraude en Telefonía Celular

servirá como material de

apoyo para la materia de Inteligencia Artificial ya que aplica redes neuronales

RECOMENDACIONES Se recomienda utilizar el Simulador de Detección de Fraude en Telefonía Celular como apoyo de la materia de Inteligencia Artificial de la Carrera de Ingeniería en Sistemas de la PUCE SD para que mediante ella se enseñe de forma visual el funcionamiento de las redes neuronales artificiales.

Se recomienda utilizar el proyecto de investigación como base para

investigaciones

futuras en el campo de redes móviles y redes neuronales artificiales Revisar el manual de usuario para conocer cómo obtener los resultados generados a partir de los procesos que se pueden realizar en la aplicación.

137

BIBLIOGRAFÍA Libros Rodríguez J., Mosquera J. (2003). Programación avanzada con Microsoft Visual Basic .NET. España, Edigrafos S.A, Primera edición en español.

Kevin, Loney. (2004), Oracle Database 10g: The Complete Reference. London, McGrawHill/Osborne, Novena edición.

Michael, Halvorson. (2008) Microsoft Visual Basic 2008 Step by Step.U.S.A, Microsoft Press, Segunda edición.

Flores, Raquel (2003), Las Redes Neuronales Artificiales, España, Primera Edición Lahoz, Rafael (1990) Bioinformatica, España, Primera edición.

Raul, Gomez, (2001), Introduccion a la Inteligencia Artificial, España, primera edición.

España, Maria Carmen, (2003), Servicios Avanzados de Telecomunicación. España, Segunda Edición

Soporte electrónico Siegmund M. Redl, Matthias K. Weber, Malcolm W. Oliphant: "An Introduction to GSM", Artech House, March 1995, ISBN 978-0-89006-785-7 Recuperado de: http://www.wikipedia.org/ Redes de Neuronas Artificiales, UC3M, RAI 2012.

Recuperado de: http://laboratorios.fi.uba.ar/ Alessandro Andreadis,Giovanni Giambene,Bernardo Marzucchi,David Sennati Recuperado de: http://biblioteca.universia.net/ Entrenamiento de redes neuronales artificiales basado en algoritmos evolutivos, Luis Federico Berton, Noviembre 2005.

138 Recuperado de: http://www.monografias.com/ Diseño automático de redes de neuronas artificiales para la predicción de series temporales, Peralta Donate, Juan Tomado de: http://www.tesisenred.net/ Redes de distribución neuronales (Susana Ochoa Rodríguez, 2003) FC 45 Oleoductos en Colombia (Sebastián Vásquez Puerta, 2003) Recuperado de: http://fluidos.eia.edu.co/ Cómo crear clases y objetos en Visual Basic .NET Recuperado de: http://msdn.microsoft.com/ Redes Neuronales Artificiales Recuperado de: http://www.academia.edu/ http://www.mathworks.com/products/MATLAB

139 GLOSARIO AF: Audio Frequency - Audio Frecuencia, que es responsable de la conversión de las señales de Frecuencias Intermedias provenientes del modulo de RF en señales de voz que se puedan oír en el receptor del teléfono celular.

Aprendizaje: proceso mediante el cual se entrena a una Red Neuronal Artificial para que cumpla con las funciones para las que fueron creadas. Área de Cobertura: radio en el que dos dispositivos pueden intercambiar información con calidad y ofrecer un buen rendimiento.

ARFCN: Absolute Radio-Frequency Channel Number - Número de Canal de Radio Frecuencia Absoluta, especifica la radiofrecuencia usada para la envío y la recepción dentro de redes de telefonía.

AUC: Authentication Center - Centro de Autenticación de clientes, sirve para controlar la identidad de cada usuario sobre la HLR la cual contienen el registro de los abonados locales.

Avance Tecnológico: Son mejoras a tecnologías ya existentes o creaciones de nuevas tecnologías para beneficio de los seres humanos.

Base de datos: Conjunto de archivos de datos que reagrupan toda la información disponible en uno o varios campos para su consulta externa. Durante estos últimos años, muchos organismos privados y estatales han desarrollado su propio banco de datos.

Bandas de Frecuencia: Se definen como intervalos de frecuencias del espectro electromagnético a los que se asignan diferentes usos en las radiocomunicaciones. La Unión Internacional de Telecomunicaciones regula el uso de estas y varía según el lugar.

El espacio que se agina a cada banda enmarca el espectro de radiofrecuencia así como parte del de microondas y se divide en sectores.

BSC: Base Station Controllers - Controles de Estación Base, está encargado de las operaciones de transferencia del control de las llamadas así como también de vigilar las

140 señales entre las BTS (Base Transceiver Station) Estaciones de Transmisión Base y las MS. BSS: Base Station Subsystem - Sub Sistema de Estación Base, este sistema permite el acceso a la red central de GSM, NSS(Network Sub System) Subsistema de Red. BTS: Base Transceiver Station - Estaciones de Transmisión Base, son las encargadas de realizar las funciones radio además proporcionan conectividad entre la red y la MS a través del interfaz aéreo.

By Pass: Tipo de fraude que permitía enlazar un tráfico telefónico de comunicación internacional ilegal. Este fraude se implementa con una línea telefónica fija para poder intercambiar llamadas de origen internacional como llamadas locales.

Call Back (Llamada Revertida): Fraude que hace que una llamada realizada desde un sitio se convierta en una llamada internacional entrante, de tal forma que el tiempo de consumo no facture a la persona que realizo esta llamada si no a la que la recibió.

Campos: En informática, un campo es en donde se almacena un dato. En las bases de datos, un campo es la mínima unidad de información; un conjunto de campos componen un registro, donde pueden existir campos en blanco, siendo éste un error del sistema que debe ser controlado.

Canales de Transmisión: Es el medio de transmisión por el que viajan las señales portadoras de la información emisor y receptor. Conocido también como Canal de Datos.

CDMA: Code Division Multiple Access - Acceso múltiple por división de códigos, mediante esta técnica se transmite a través de todo el ancho de banda del que se dispone.

Celdas: En telefonía celular una celda es un área en la que está ubicada una estación repetidora.

Comunicación Inalámbrica: Es aquella en la que extremos de la comunicación (emisor/receptor) no se encuentran unidos por un medio de propagación físico, sino que se utiliza la modulación de ondas electromagnéticas a través del espacio.

141 Detección de Fraude: Proceso mediante el cual se detecta anomalías en el comportamiento habitual de los usuarios.

DSP: Digital Signal Processor - Procesador de Señal Digital realiza operaciones de compresión, descompresión, procesa todas las tareas del teclado, gestiona los comandos, controla las señales, envía la información a la pantalla para ser mostrada, de manera similar a lo que hace un microprocesador en un computador Dirección Web: Es una secuencia de caracteres, de acuerdo a un formato modélico y estándar, que se usa para nombrar recursos en Internet para su localización o identificación.

EIR: Equipment Identity Register - Registro de Identidad de Equipos, es la encargada de almacenar los datos de los IMEI (Internacional Mobile Equipment Identity) Identificadores Internacionales de Equipos Móviles, para controlar el acceso a la red de los equipos móviles.

Encriptación: Es el proceso de codificación de la información de archivos con la finalidad de no ser descifrado si por alguna razón llegara a perderse por métodos informáticos de los hacker.

Estación Repetidora: Es un dispositivo electrónico que se utiliza en la telefonía móvil cuyo objetivo es recibir una señal débil y retransmitirla o convertirla a una seña más fuerte cubriendo así distancias más amplias.

Estación de Trabajo: Es un equipo informático que cuenta con tiempos de respuesta extremadamente bajos por poseer características de potencia, es precisamente por esto que se lo utiliza en el área técnica o científica.

FDMA: Frequency Division Multiple Access - Acceso múltiple por división de frecuencia, separa el espectro electromagnético en diferentes canales de voz, al dividir el ancho de banda en varios canales uniformemente según las frecuencias de transmisión.

Función de activación: Son las responsables de determinar la forma y la intensidad de variación de los valores transmitidos de una neurona a otra.

142 Función de ponderación: La función de ponderación transforma las diferentes entradas que provienen de la sinapsis en la parte potencial o vital de la neurona.

GSM: Global System for Mobile Communication - Sistema Global para Comunicaciones Móviles, es un sistema de telefonía estándar para que una red digital de teléfono móvil soporte voz, datos, mensajes de texto y roaming en varios países.

Herramientas Informáticas: Se refiere al equipamiento lógico o soporte lógico de un computador personal. Enmarca el contexto de los componentes que se necesitan para realizar una tarea en específico. Dichos componentes lógicos incluyen aplicaciones informáticas como procesadores de textos, los que permiten al usuario realizar tareas que se refieren a la edición de texto; software de sistema, tal como un sistema operativo, el que se podría considerar como el software que hace al resto de los programas funcionar, facilitando la interacción con los componentes físicos y el resto de las aplicaciones, también provee una interfaz ante el usuario.

HLR: Home Location Register - Registro de Localización de Abonado, es una base de datos que contiene en forma permanente el perfil del usuario y la localización del mismo.

Un HLR administra la información de los suscriptores.

Información: Son datos con significado para cada área en específico. La información es un parte fundamental para las personas porque mediante ella se desarrolla un proceso cognitivo continuo para adiestrar a nuestros sentidos para la toma de decisiones que luego que dan lugar a las acciones.

Ingeniería Social: En el campo de la seguridad informática, ingeniería social es la práctica de obtener información confidencial a través de la manipulación de usuarios legítimos.

Inteligencia Artificial: Es una rama de las Ciencias de la Computación dedicada a la investigación y desarrollo de entes racionales no vivos. Se entiende a un ente como algo capaz de percibir el entorno en el que se encuentra, procesarlas y reaccionar de acuerdo a la información percibida. Se entiende a la racionalidad como una característica que posee una elección de ser correcta o no, más en detalle, de tender a maximizar un resultado que se espera.

143 LCD: Liquid Crystal Display - Pantalla de Cristal Líquido, se caracteriza por ser delgada y plana. Está formada por píxeles en color o monocromos que se encuentran delante de una fuente de luz o reflectora. Se suele utilizar en dispositivos electrónicos de pilas porque utiliza cantidades muy pequeñas de energía eléctrica.

MATLAB: MATLAB (MATrix LABoratory - Laboratorio de Matrices) es una aplicación que permite realizar cálculos matemáticos. Cuenta con un lenguaje de programación y entorno de desarrollo integrado.

MMS: Multimedia Messaging System - Sistema de Mensajería Multimedia, es un estándar de mensajería que le permite a los teléfonos móviles enviar y recibir contenidos multimedia tales como como fotografías, video y sonido. Con el avance de la tecnología será posible insertar cualquier otro contenido disponible en el futuro.

MSC: Mobile Switching Centre - Central de Conmutación Móvil, es una central que realiza todas las funciones de señalización y conmutación requeridas para el manejo de los servicios de circuitos conmutados hacia y desde las MS localizadas en una determinada área geográfica.

MSSC: Mobile Services Switching Center - Centro de Conmutación de Servicios Móviles, tiene la función de conectar a la red móvil con otras redes a través de otros Operadores.

La función más importante de una MSC es la de enrutar las llamadas entrantes/salientes y la asignación de los canales de usuario.

Microprocesador: Es un circuito integrado constituido por millones de componentes electrónicos integrados. Es el circuito integrado central y más complejo Microsoft visual studio.net 2008: Visual Basic .NET (VB.NET) es un lenguaje de programación orientado a objetos que se puede considerar una evolución de Visual Basic implementada sobre el framework .NET. Módulo: En programación un módulo es una parte de un programa de ordenador. De las varias tareas que debe realizar un programa para cumplir con su función u objetivos, un módulo realizará una de dichas tareas (o quizá varias en algún caso).

144 Monocromático: indica que se tiene un solo color que está encendido o apagado o también que tiene tonos intermedios, por lo que tiene la misma ambigüedad que blanco y negro.

Neurona Artificial: La neurona artificial es la unidad básica de las Redes Neuronales Artificiales, esta neurona artificial simula funciones básicas de las neuronas biológicas.

Neurona Biológica: Es el elemento principal o básico del cerebro humano. No se regeneran. Se asume que estas células son las que nos proveen las capacidades de recordar, pensar, y aplicar experiencias anteriores a cada una de nuestras acciones.

Ondas de Radio: Porción menos energética del espectro electromagnético, situada entre unos 3 Hz y unos 300 GHz. El Hertz es la unidad de medida de la frecuencia de las ondas, y corresponde a un ciclo por segundo.

Oracle10g: Es un sistema de base de datos poderoso. Se caracteriza por administrar grandes cantidades de datos. Se utilizan en intranets y sistemas de gran tamaño.

Perceptrón: Es la forma más simple de una red neuronal usada para la clasificación de patrones linealmente separables (Por ejemplo: patrones que se encuentran en lados Pishing: Término informático que denomina un tipo de delito encuadrado dentro del ámbito de las estafas cibernéticas, y que se comete mediante el uso de un tipo de ingeniería social caracterizado por intentar adquirir información confidencial de forma fraudulenta Red de Comunicación: Proceso mediante el cual se puede compartir la información entre grupos de computadoras y sus usuarios; un componente vital de la era de la información.

Red Neuronal Artificial: Es la representación de lo más cercano al funcionamiento del cerebro del hombre, por medio de sistemas de procesamiento de datos, que intentan interactuar con objetos del mundo real de la misma forma como lo hacen los sistemas biológicos humanos.

Red Neuronal Biológica: Es el conjunto de Neuronas Biológicas.

145 RF: Radio Frequency - Radio Frecuencia: que está encargado de administrar todas las señales que ingresan o salen del teléfono celular RSS Radio Sub System - Sub Sistema de Radio, es el encargado de cubrir la comunicación entre las MS (Movil Station) Estaciones Móviles y las BS (Base Station) Estaciones Base.

SIM: Suscriber Identify Module - Módulo de Identificación del Suscriptor, se define como una tarjeta inteligente que se puede desmontar y se usa en teléfonos móviles y módems USB. En las SIM se almacena de forma segura la clave de servicio del suscriptor que se usa para identificarse con la red, de tal forma que al cambiar la tarjeta de un terminal a otro la línea pase al nuevo terminal.

Simulador: Puede referirse a hardware o software

que trata de recrear hechos o

comportamientos que suceden en el entorno.

Sistema: Es un conjunto de funciones, virtualmente referenciada sobre ejes, bien sean estos reales o abstractos.

SM-AL Short Message Aplication Layer - Capa de Aplicación de mensajes Cortos, se ejecuta dentro de las SMEs mediante aplicaciones de software los cuales reciben, envían y traducen todo el contenido del mensaje.

SME: Short Messanging Entity - Entidad de Mensajes Cortos, es un dispositivo que permite el envío y la recepción de mensajes cortos, que se puede encontrar en una estación móvil, en una red fija u otro centro de servicio.

SMS: Short Message Service - Servicio de de Mensajes de Cortos, procedimiento de envío y recepción de mensajes escritos de pequeño tamaño a través del teclado y la pantalla de los teléfonos móviles.

SMS-IWMSC: SMS Inter-Working Movil Switching Center - Centro de Conmutación móvil entre el Servicio de Mensajes Cortos, esta interfaz es capaz de recibir el mensaje de texto desde el MSC/VLR. Para luego enviar el mensaje de texto al SMSC que después es entregado al destinario final.

146 SMS-GMSC: SMS Gateway Movil Switching Center - Centro de Conmutación Móvil del Servicio de Mensaje Corto, es una interfaz que permite recibir los SMS desde una SMSC. SMSC: Short Message Service Center - Centro de Servicio de Mensajes Cortos, es un elemento de la red de telefonía móvil cuya función es la de enviar/recibir mensajes SMS. Smishing: Es un término informático para denominar un nuevo tipo de delito o actividad criminal usando técnicas de ingeniería social empleando mensajes de texto dirigidos a los usuarios de telefonía móvil.

Spam: Se define como mensaje basura o correo no deseado a los mensajes que no han solicitado, o de remitente desconocido. Habitualmente son de tipo publicitario, que se envían en grandes cantidades y perjudican de alguna forma al receptor.

Tablas: Una tabla en las BDDs, se refiere al tipo de modelado de datos, donde se almacenan los datos que se recogen por un programa. Su estructura general básicamente se parece a un programa de hoja de cálculo.

Tarjetas Prepago: Método por el cual que se anticipa el importe del consumo que se realizará con la tarjeta. Se efectúa una carga de dinero en la tarjeta y pueden realizarse operaciones hasta consumir el importe cargado.

TDMA: Time Division Multiple Access - Acceso múltiple por división de tiempo, es una técnica digital que divide el canal de transmisión en particiones de tiempo. Los usuarios comparten el mismo canal de frecuencia, pero en diferentes intervalos de tiempo.

Telecomunicaciones: Es una técnica consistente en transmitir un mensaje desde un punto a otro, normalmente con el atributo típico adicional de ser bidireccional. El término telecomunicación cubre todas las formas de comunicación a distancia, incluyendo radio, telegrafía, televisión, telefonía, transmisión de datos e interconexión de computadoras a nivel de enlace.

Telefonía Celular: Es un servicio de telecomunicaciones que nos permite a los usuarios comunicarnos desde cualquier punto en el que nos encontremos siempre y cuando exista un área de cobertura de señal.

147 Teléfono Celular: Es un dispositivo inalámbrico electrónico mediante el cual se accede a la red de telefonía celular o móvil. Se lo llama celular debido a las antenas repetidoras que integran la red, a las que se les llama células. En la actualidad existen un sin numero de marcas y modelos.

Transmisión de Datos: Es el proceso de transmitir de información entre dos o más puntos.

Transmisión Analógica: Se caracteriza por el cambio continuo de amplitud de señal. En la señal analógica el contenido de información es bastante restringido; se puede determinar tan solo el valor de la corriente y la presencia o no de esta.

Transmisión Digital: Se transmite en paquetes discretos por ende las señales no cambian continuamente. No se interpreta inmediatamente hasta que el receptor la decodifique.

Virus Troyano: Conocido también como caballo de Troya. Es un software de tipo malicioso que se presenta al usuario como un programa con características de un software original e inofensivo pero que al ejecutarlo ocasiona daños.

VLR: Visitor Location Register - Registro de Posición de Visitantes, es una base de datos que contiene información relativa al perfil del usuario que está internamente contenido en el HLR (Home Location Register) Registro de Localización de Abonado.

VPN: Virtual Private Network - Red Privada Virtual, es una tecnología de red que permite una extensión de la red local sobre una red pública o no controlada, como por ejemplo Internet.

148

ANEXOS

ANEXO 1 ENCUESTA DIRIGIDA A USUARIOS DE TELEFONÍA MÓVIL CLARO

ANEXO 2 OFICIO PARA LA ENTREVISTA CON ENCARGADO DE DEPARTAMENTO TÉCNICO DE LA OPERADORA CLARO

ANEXO 3 OFICIO PARA LA ENTREVISTA CON ENCARGADO DE DEPARTAMENTO TÉCNICO DE LA OPERADORA MOVISTAR

ANEXO 4 FOTOGRAFÍAS DE ENTREGA DE OFICIOS EN LAS PORTADORAS MOVISTAR Y CLARO RESPECTIVAMENTE

ANEXO 5 CORTE DE LLAMADAS REALIZADAS A LAS OPERADORAS MOVISTAR Y CLARO RESPECTIVAMENTE

ANEXO 6 CUADRO COMPARATIVO DE LAS REDES NEURONALES ARTIFICIALES Se tom贸 en cuenta para la elaboraci贸n del presente cuadro comparativo a las neuronas con mayores prestaciones, de tal forma que para el 贸ptimo funcionamiento de la red se necesita una de ellas.

Se estable el siguiente cuadro de valores de acuerdo a las

necesidades del Simulador: 1. No se utiliza 2. Se utiliza ocasionalmente

Estabilidad

Tolerancia a fallos

Consistencia de los datos

Sumatoria

Perceptr贸n Multicapa Hopfield Adaline Elman

Desajuste

REDES NEURONALES

Velocidad de convergencia

3. Se utiliza en gran medida

3 2 2 2

2 2 3 2

3 2 1 1

3 1 2 3

2 3 2 1

13 10 10 9

ANEXO 7 CUADRO COMPARATIVO DE LOS ALGORITMOS DE ENTRENAMIENTO Se tom贸 en cuenta para la elaboraci贸n del presente cuadro comparativo los algoritmos con caracter铆sticas adaptativas al perceptr贸n multicapa que fue la red seleccionada para el entrenamiento de la red. Se estable el siguiente cuadro de valores de acuerdo a las necesidades del Simulador: 1. No se utiliza 2. Se utiliza ocasionalmente

Generalizacion

Sencillez

2 2 2

3 1 2

3 3 2

3 1 2

3 3 2

Sumatoria

Independencia

Backpropagation Gradiente descendente Tiempo Real

Robustez

ALGORITMOS DE ENTRENAMIENTO

Eficacia

3. Se utiliza en gran medida

14 10 10

ANEXO 8 MANUAL DE INSTALACIÓN DE ORACLE 10G XE

Simulador de Detección de Fraude en Telefonía Celular usando Redes Neuronales

Manual de Instalación de Oracle 10g XE

ÍNDICE DE CONTENIDOS

1. ASPECTOS TÉCNICOS............................................................................................... 163 2. INSTALACIÓN .............................................................................................................. 163 3. EXPORTACIÓN DE LA BASE DE DATOS.................................................................. 169 4. IMPORTACIÓN DE LA BASE DE DATOS ................................................................. 171

ÍNDICE DE FIGURAS Figura N° 1 - Pantalla de inicio de instalación de Oracle 10g XE ..................................... 164 Figura N° 2 – Términos de acuerdo de licencia de Oracle 10g XE ................................... 164 Figura N° 3 – Ubicación de la instalación de Oracle 10g XE ............................................ 165 Figura N° 4 – Contraseña de usuario SYS o SYSTEM de Oracle 10g XE ...................... 165 Figura N° 5 – Resumen del proceso de instalación de Oracle 10g XE............................. 166 Figura N° 6 – Estado de instalación de Oracle 10g XE ..................................................... 167 Figura N° 7 – Autoconfiguración de la BDD de Oracle 10g XE......................................... 167 Figura N° 8 – Instalación completa de Oracle 10g XE ...................................................... 168 Figura N° 9 – Pagina Web de Administración de Oracle 10g XE ..................................... 169 Figura N° 10 – Pagina de Administración de Oracle 10g XE ............................................ 169 Figura N° 11 – Ventana de comandos de Windows .......................................................... 170 Figura N° 12 – Ventana de comandos de Windows (Exportación de la BDD) ................. 171 Figura N° 13 – Ventana de comandos de Windows (Importación de la BDD) ................. 171

1.1

ASPECTOS TÉCNICOS Tomar en cuenta los siguientes aspectos para Instalar la Base de Datos: Requerimientos de Software Sistema Operativo

Microsoft Windows XP o superior

Fuente: Investigación Propia Por la cantidad de

información a almacenar se recomienda una PC con los

siguientes requerimientos mínimos de hardware: Requerimientos mínimos de Hardware Vel. Procesador

1GHz o superior.

Memoria Ram

512MB - 1GB (recomendado).

Espacio de Disco

5GB - 6GB (recomendado)

Componentes

DVD-RW, Disco Duro de respaldo Fuente: Investigación Propia

1.2

INSTALACIÓN Contando con los requisitos establecidos para hardware y software se siguen los siguientes pasos: 1. Ejecutar el instalador de Oracle 10G XE, pulsar el botón Siguiente

Figura N° 1 - Pantalla de inicio de instalación de Oracle 10g XE Fuente: Oracle 10g XE 2. Aceptar el contrato de licencia y pulsar Siguiente:

Figura N° 2 – Términos de acuerdo de licencia de Oracle 10g XE Fuente: Oracle 10g XE 3. Marcar Oracle Database 10g Express Edition y especificar la ruta de instalación de Oracle, pulsando el botón Examinar se podrá cambiar la ruta por defecto: C:/oraclexe:

Figura N° 3 – Ubicación de la instalación de Oracle 10g XE Fuente: Oracle 10g XE 4. Introducir la contraseña para el usuario SYS y para el usuario SYSTEM y pulsar Siguiente:

Figura N° 4 – Contraseña de usuario SYS o SYSTEM de Oracle 10g XE Fuente: Oracle 10g XE

5. Aparecerá una ventana con las opciones de instalación elegidas, pulsar Instalar para iniciar el proceso:

Figura N° 5 – Resumen del proceso de instalación de Oracle 10g XE Fuente: Oracle 10g XE Carpeta de Destino: C:/oraclexe/ Puerto para 'Listener de Base de Datos Oracle': 1521 Puerto para 'Oracle Services para Microsoft Transaction Server': 2030 Puerto para Listener HTTP: 8080 Se inicia el proceso de copia de ficheros:

Figura N° 6 – Estado de instalación de Oracle 10g XE Fuente: Oracle 10g XE El proceso de configuración automática de la base de datos. Por defecto, el instalador de Oracle 10g Express Edition, crea y configura una base de datos:

Figura N° 7 – Autoconfiguración de la BDD de Oracle 10g XE Fuente: Oracle 10g XE 6. Tras la finalización del proceso de creación de la base de datos, el asistente permite iniciar la página de configuración de la base de datos, pulsar Terminar:

Figura N° 8 – Instalación completa de Oracle 10g XE Fuente: Oracle 10g XE

Aparece la página web para administrar Oracle 10g Express Edition, accesible introduciendo en el explorador de Internet: http://127.0.0.1:8080/apex. En Username se introduce el nombre del usuario (system ó sys) y en Password se introduce la contraseña especificada en el paso 4 de este manual.

Figura N° 9 – Pagina Web de Administración de Oracle 10g XE Fuente: Oracle 10g XE Aparecerá una ventana de administración (limitada con respecto las versiones completas) con varias opciones: Administration (para configurar las opciones de almacenamiento, memoria, usuarios y monitorización), Object Browser (para visualizar,

modificar

y

crear

tablas,

vistas,

índices,

funciones,

triggers,

procedimientos, paquetes, secuencias, etc), SQL (para ejecutar consultas SQL, scripts, etc), Utilities (exportación, importación, papelera de reciclaje, informes, generación de sentencias DDL, etc).

Figura N° 10 – Pagina de Administración de Oracle 10g XE Fuente: Oracle 10g XE 1.3

EXPORTACIÓN DE LA BASE DE DATOS El proceso de exportación de la BDD se la realizó para las pruebas de Instalación.

Se siguieron los siguientes pasos:

1. Crear una carpeta en C:\ORACLEXE\ en la que se almacenará el respaldo de la BDD 2. Entrar a la línea de comandos del Windows presionando las teclas Windows + R. En la ventana que nos aparece escribir cmd

Figura N° 11 – Ventana de comandos de Windows Fuente: Windows 7 3. En esta ventana, entrar a la carpeta que se creó para el respaldo con la instrucción cd

C:\ORACLEXE\CARPETACREADA y ejecutar la siguiente

instrucción: exp hr/hr file=backup.dmp log=backup.log owner=hr

Figura N° 12 – Ventana de comandos de Windows (Exportación de la BDD) Fuente: Windows 7 1.4

IMPORTACIÓN DE LA BASE DE DATOS Luego de la instalación de Oracle 10g XE en la PC donde se almacenará la información que genere el simulador, el Administrador deberá realizar los pasos de la exportación hasta colocar la instrucción de importación. Se debe además habilitar el usuario HR que por defecto se encuentra bloqueado. imp hr/hr file=nombre_archivo.dmp log=nombre_archivo.log fromuser=hr

Figura N° 13 – Ventana de comandos de Windows (Importación de la BDD) Fuente: Windows 7

ANEXO 9 MANUAL DE INSTALACIÓN

Simulador de Detección de Fraude en Telefonía Celular usando Redes Neuronales

Manual de Instalación

ÍNDICE DE CONTENIDOS

1. INTRODUCCIÓN .......................................................................................................... 174 2. PROCESO DE INSTALACIÓN..................................................................................... 174 3. ACCESO DIRECTO ..................................................................................................... 177

ÍNDICE DE FIGURAS Figura N° 1 - Pantalla de Bienvenida ................................................................................. 174 Figura N° 2 - Acuerdo de Licencia ..................................................................................... 175 Figura N° 3 - Información de Usuario ................................................................................ 175 Figura N° 4 - Carpeta de Instalación .................................................................................. 176 Figura N° 5 - Carpeta de accesos directos ........................................................................ 176 Figura N° 6 - Inicio de instalación ...................................................................................... 177 Figura N° 7 - Instalación completa ..................................................................................... 177 Figura N° 8 - Pantalla de Bienvenida ................................................................................. 178

1. INTRODUCCIÓN Previamente se deben instalar las herramientas Oracle 10g XE y MatLab Trial como lo indican los Anexos 8 y 9 respectivamente. Adicionalmente se debe realizar el proceso de importación del la BDD tal como se menciona en el Anexo 8 (Instalación de Oracle 10g XE). Se siguieron los siguientes pasos:

2. PROCESO DE INSTALACIÓN

-

Se ejecuta el archivo de instalación

-

Se muestra la pantalla de Bienvenida y se da clic en Siguiente

Figura N° 14 - Pantalla de Bienvenida Fuente: Simulador de Detección de Fraude -

Se procede a Aceptar los términos de la licencia y clic en Siguiente

Figura N° 15 - Acuerdo de Licencia Fuente: Simulador de Detección de Fraude -

Se procede a llenar la información de usuario

Figura N° 16 - Información de Usuario Fuente: Simulador de Detección de Fraude -

Se selecciona la Carpeta de instalación

Figura N° 17 - Carpeta de Instalación Fuente: Simulador de Detección de Fraude -

Se selecciona la carpeta de accesos directos

Figura N° 18 - Carpeta de accesos directos Fuente: Simulador de Detección de Fraude -

Finalmente se procede a la instalación del Simulador

Figura N° 19 - Inicio de instalación Fuente: Simulador de Detección de Fraude

Figura N° 20 - Instalación completa Fuente: Simulador de Detección de Fraude

3. ACCESO DIRECTO Con la instalación se generan un acceso directo en el escritorio que contiene el icono:

Al darle doble clic, se ejecuta el Simulador, presentando la siguiente pantalla.

Figura N掳 21 - Pantalla de Bienvenida Fuente: Simulador de Detecci贸n de Fraude

ANEXO 10 MANUAL DE USUARIO

Simulador de Detecci贸n de Fraude en Telefon铆a Celular usando Redes Neuronales

Manual de Usuario

ÍNDICE DE CONTENIDOS

1. INTRODUCCIÓN .......................................................................................................... 181 2. MÓDULO DE ADMINISTRACIÓN DE DATOS ............................................................ 181 2.1 OPCION ENVIAR ......................................................................................................... 182 2.1.1

ENVÍO DE MENSAJE .......................................................................................... 183

2.2 OPCIÓN CONSULTAS................................................................................................. 185 2.3 OPCIÓN DE REPORTES ............................................................................................. 186

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura N° 1 – Pantalla de Introducción .............................................................................. 181 Figura N° 2 – Menú Principal ............................................................................................. 182 Figura N° 3 – Opción Enviar............................................................................................... 183 Figura N° 4 – Simulación de envío de SMS ...................................................................... 183 Figura N° 5 – Llenado de campos de la simulación .......................................................... 184 Figura N° 6 – Proceso de descomposición del SMS ......................................................... 185 Figura N° 7 – Opción Consultas ......................................................................................... 185 Figura N° 8 – Consulta de SMS ......................................................................................... 186 Figura N° 9 – Pantalla de Reportes ................................................................................... 186 Figura N° 10 – Parámetros de Reportes............................................................................ 187 Figura N° 11 – Resultado de Reportes .............................................................................. 187

1. INTRODUCCIÓN El presente manual brinda la información necesaria para que el usuario del sistema manipule adecuadamente el simulador SimText.

Figura N° 22 – Pantalla de Introducción Fuente: Simulador de Detección de Fraude El Simulador de Fraude consta del módulo de Administración de Datos el que está formado por varias ventanas que más adelante las iremos describiendo detenidamente.

2. MÓDULO DE ADMINISTRACIÓN DE DATOS Menú Principal El menú principal se compone de tres opciones que a continuación se detalla: 

Enviar



Consultas



Reportes

Figura N° 23 – Menú Principal Fuente: Simulador de Detección de Fraude 2.1 OPCION ENVIAR Esta opción permite la simulación del envío de mensaje de texto corto y la detección de fraude luego del envío correspondiente.

Figura N° 24 – Opción Enviar Fuente: Simulador de Detección de Fraude 2.1.1

Envío de Mensaje Permite simular el envío de un mensaje de texto desde un teléfono móvil.

Figura N° 25 – Simulación de envío de SMS

Fuente: Simulador de Detección de Fraude Aquí se puede ingresar el número del destinatario e ingresar el mensaje de texto puro.

Figura N° 26 – Llenado de campos de la simulación Fuente: Simulador de Detección de Fraude Luego del ingreso del número destinatario y el mensaje de texto puro, se realiza el proceso de envío, iniciando de esta manera la simulación de la detección. Se descompone el SMS en sus respectivos campos, indicando de manera grafica el proceso.

Figura N° 27 – Proceso de descomposición del SMS Fuente: Simulador de Detección de Fraude

2.2 OPCIÓN CONSULTAS

Figura N° 28 – Opción Consultas Fuente: Simulador de Detección de Fraude Esta opción permite visualizar todos los mensajes de texto aplicando filtro como rango de fechas y tipos de mensajes (fraudulento o no fraudulento) como se muestra en la Figura 8:

Figura N° 29 – Consulta de SMS Fuente: Simulador de Detección de Fraude 2.3 OPCIÓN DE REPORTES

Figura N° 30 – Pantalla de Reportes Fuente: Simulador de Detección de Fraude

Esta opción permite generar reportes de los mensajes de texto.

Figura N° 31 – Parámetros de Reportes Fuente: Simulador de Detección de Fraude En esta pantalla nos da la opción a generar reportes de todos los mensajes, mensajes fraudulentos y mensajes no fraudulentos.

Figura N° 32 – Resultado de Reportes Fuente: Simulador de Detección de Fraude