Американской полиции запретили использовать поддельные базовые станции сотовой связи

Может, к тому времени, финансирование прибавили? Смотрел сериал на одном дыхании.

Поясню свою мысль:
Последние несколько веков роль государства в жизни человека росла.
В 21 веке, с развитием IT, государство приобрело способности вмешиваться в самые интимные стороны жизни человека.

На мой взгляд, для того, чтобы общество серьезно осознало эту проблему, необходимо, чтобы его прижало так, чтоб дышать было сложно.
Тем или иным путем все равно к этому придем, но чем жестче это произойдет, тем более качественным и долгим будет откат к "нормальному" состоянию, где у человека есть право на личную жизнь.

как телефон подключается к такой базовой станции

Если представить ситуацию, когда телефон только включился или впервые обнаружил сеть (или был сделан IMSI detach — www.blackhat.com/presentations/bh-asia-01/gadiax.ppt), то свежих списков БС нет и телефон будет подключаться к наиболее мощной БС своей сети (а это просто номер MCC / MNC ).

И, вроде, у станции должна быть какая-то цифровая подпись оператора, нет?

Нет, в 2G (GSM) телефон не проверяет сеть: https://en.wikipedia.org/wiki/IMSI-catcher
"The GSM specification requires the handset to authenticate to the network, but does not require the network to authenticate to the handset. This well-known security hole is exploited by an IMSI catcher.[4]… IMSI-catcher subjects the phones in its vicinity to a man-in-the-middle attack, acting to them as a preferred base station in terms of signal strength. With the help of a SIM, it simultaneously logs into the GSM network as a mobile station."

В 3G ситуация лучше, есть проверка, что шифрование с точки зрения абонента и сети оператора одинаково, т.е. атакующий не может выставить на ложной БС более низкий уровень шифрования (поставить еще более слабый A5/2) — www.blackhat.com/presentations/bh-asia-01/gadiax.ppt "3G: Integrity protection of critical signalling messages protects against this attack. More specifically, data authentication and replay inhibition of the de-registration request allows the serving network to verify that the de-registration request is legitimate.… Integrity protection of critical message may however help to prevent some denial of service attacks, which are induced by modifying certain messages.… 3G: A mandatory cipher mode command with message authentication and replay inhibition allows the mobile to verify that encryption has not been suppressed by an attacker.… 3G: A mobile station classmark with message authentication and replay inhibition allows the network to verify that encryption has not been suppressed by an attacker.… 3G vs. GSM A change was made to defeat the false base station attack. The security mechanisms include a sequence number that ensures that the mobile can identify the network."
http://www.netlab.tkk.fi/opetus/s38153/k2003/Lectures/g42UMTS_security.pdf "3G Security Features (1) „ Mutual Authentication … The mobile user and the serving network authenticate each other"
www.it.uu.se/edu/course/homepage/sakdat/ht05/assignments/pm/programme/Mobile_Telephony.pdf " 3G Security Features • Mutual Authentication — The mobile user and the serving network authenticate each other. The user and the mobile station share a secret key, PIN.… Network-to-Network Security — Secure communication between serving networks "