В последнее время появилось много «разоблачающих» публикаций о взломе какого-либо очередного протокола или технологии, компрометирующего безопасность беспроводных сетей. Так ли это на самом деле, чего стоит бояться, и как сделать, чтобы доступ в вашу сеть был максимально защищен? Слова WEP, WPA, 802.1x, EAP, PKI для вас мало что значат? Этот небольшой обзор поможет свести воедино все применяющиеся технологии шифрования и авторизации радио-доступа. Я попробую показать, что правильно настроенная беспроводная сеть представляет собой непреодолимый барьер для злоумышленника (до известного предела, конечно).

Основы

Любое взаимодействие точки доступа (сети), и беспроводного клиента, построено на:

• Аутентификации - как клиент и точка доступа представляются друг другу и подтверждают, что у них есть право общаться между собой;
• Шифровании - какой алгоритм скремблирования передаваемых данных применяется, как генерируется ключ шифрования, и когда он меняется.

Параметры беспроводной сети, в первую очередь ее имя (SSID), регулярно анонсируются точкой доступа в широковещательных beacon пакетах. Помимо ожидаемых настроек безопасности, передаются пожелания по QoS, по параметрам 802.11n, поддерживаемых скорости, сведения о других соседях и прочее. Аутентификация определяет, как клиент представляется точке. Возможные варианты:

• Open - так называемая открытая сеть, в которой все подключаемые устройства авторизованы сразу
• Shared - подлинность подключаемого устройства должна быть проверена ключом/паролем
• EAP - подлинность подключаемого устройства должна быть проверена по протоколу EAP внешним сервером

Открытость сети не означает, что любой желающий сможет безнаказанно с ней работать. Чтобы передавать в такой сети данные, необходимо совпадение применяющегося алгоритма шифрования, и соответственно ему корректное установление шифрованного соединения. Алгоритмы шифрования таковы:

• None - отсутствие шифрования, данные передаются в открытом виде
• WEP - основанный на алгоритме RC4 шифр с разной длиной статического или динамического ключа (64 или 128 бит)
• CKIP - проприетарная замена WEP от Cisco, ранний вариант TKIP
• TKIP - улучшенная замена WEP с дополнительными проверками и защитой
• AES/CCMP - наиболее совершенный алгоритм, основанный на AES256 с дополнительными проверками и защитой

Комбинация Open Authentication, No Encryption широко используется в системах гостевого доступа вроде предоставления Интернета в кафе или гостинице. Для подключения нужно знать только имя беспроводной сети. Зачастую такое подключение комбинируется с дополнительной проверкой на Captive Portal путем редиректа пользовательского HTTP-запроса на дополнительную страницу, на которой можно запросить подтверждение (логин-пароль, согласие с правилами и т.п).

Шифрование WEP скомпрометировано, и использовать его нельзя (даже в случае динамических ключей).

Широко встречающиеся термины WPA и WPA2 определяют, фактически, алгоритм шифрования (TKIP либо AES). В силу того, что уже довольно давно клиентские адаптеры поддерживают WPA2 (AES), применять шифрование по алгоритму TKIP нет смысла.

Разница между WPA2 Personal и WPA2 Enterprise состоит в том, откуда берутся ключи шифрования, используемые в механике алгоритма AES. Для частных (домашних, мелких) применений используется статический ключ (пароль, кодовое слово, PSK (Pre-Shared Key)) минимальной длиной 8 символов, которое задается в настройках точки доступа, и у всех клиентов данной беспроводной сети одинаковым. Компрометация такого ключа (проболтались соседу, уволен сотрудник, украден ноутбук) требует немедленной смены пароля у всех оставшихся пользователей, что реалистично только в случае небольшого их числа. Для корпоративных применений, как следует из названия, используется динамический ключ, индивидуальный для каждого работающего клиента в данный момент. Этот ключ может периодический обновляться по ходу работы без разрыва соединения, и за его генерацию отвечает дополнительный компонент - сервер авторизации, и почти всегда это RADIUS-сервер.

Все возможные параметры безопасности сведены в этой табличке:

Свойство	Статический WEP	Динамический WEP	WPA	WPA 2 (Enterprise)
Идентификация	Пользователь, компьютер, карта WLAN	Пользователь, компьютер	Пользователь, компьютер	Пользователь, компьютер
Авторизация	Общий ключ	EAP	EAP или общий ключ	EAP или общий ключ
Целостность	32-bit Integrity Check Value (ICV)	32-bit ICV	64-bit Message Integrity Code (MIC)	CRT/CBC-MAC (Counter mode Cipher Block Chaining Auth Code - CCM) Part of AES
Шифрование	Статический ключ	Сессионный ключ	Попакетный ключ через TKIP	CCMP (AES)
РАспределение ключей	Однократное, вручную	Сегмент Pair-wise Master Key (PMK)	Производное от PMK	Производное от PMK
Вектор инициализации	Текст, 24 бита	Текст, 24 бита	Расширенный вектор, 65 бит	48-бит номер пакета (PN)
Алгоритм	RC4	RC4	RC4	AES
Длина ключа, бит	64/128	64/128	128	до 256
Требуемая инфраструктура	Нет	RADIUS	RADIUS	RADIUS

Если с WPA2 Personal (WPA2 PSK) всё ясно, корпоративное решение требует дополнительного рассмотрения.

WPA2 Enterprise

Здесь мы имеем дело с дополнительным набором различных протоколов. На стороне клиента специальный компонент программного обеспечения, supplicant (обычно часть ОС) взаимодействует с авторизующей частью, AAA сервером. В данном примере отображена работа унифицированной радиосети, построенной на легковесных точках доступа и контроллере. В случае использования точек доступа «с мозгами» всю роль посредника между клиентов и сервером может на себя взять сама точка. При этом данные клиентского суппликанта по радио передаются сформированными в протокол 802.1x (EAPOL), а на стороне контроллера они оборачиваются в RADIUS-пакеты.

Применение механизма авторизации EAP в вашей сети приводит к тому, что после успешной (почти наверняка открытой) аутентификации клиента точкой доступа (совместно с контроллером, если он есть) последняя просит клиента авторизоваться (подтвердить свои полномочия) у инфраструктурного RADIUS-сервера:

Использование WPA2 Enterprise требует наличия в вашей сети RADIUS-сервера. На сегодняшний момент наиболее работоспособными являются следующие продукты:

• Microsoft Network Policy Server (NPS), бывший IAS - конфигурируется через MMC, бесплатен, но надо купить винду
• Cisco Secure Access Control Server (ACS) 4.2, 5.3 - конфигурируется через веб-интерфейс, наворочен по функционалу, позволяет создавать распределенные и отказоустойчивые системы, стоит дорого
• FreeRADIUS - бесплатен, конфигурируется текстовыми конфигами, в управлении и мониторинге не удобен

При этом контроллер внимательно наблюдает за происходящим обменом информацией, и дожидается успешной авторизации, либо отказа в ней. При успехе RADIUS-сервер способен передать точке доступа дополнительные параметры (например, в какой VLAN поместить абонента, какой ему присвоить IP-адрес, QoS профиль и т.п.). В завершении обмена RADIUS-сервер дает возможность клиенту и точке доступа сгенерировать и обменяться ключами шифрования (индивидуальными, валидными только для данной сеcсии):

EAP

Сам протокол EAP является контейнерным, то есть фактический механизм авторизации дается на откуп внутренних протоколов. На настоящий момент сколько-нибудь значимое распространение получили следующие:

• EAP-FAST (Flexible Authentication via Secure Tunneling) - разработан фирмой Cisco; позволяет проводить авторизацию по логину-паролю, передаваемому внутри TLS туннеля между суппликантом и RADIUS-сервером
• EAP-TLS (Transport Layer Security). Использует инфраструктуру открытых ключей (PKI) для авторизации клиента и сервера (суппликанта и RADIUS-сервера) через сертификаты, выписанные доверенным удостоверяющим центром (CA). Требует выписывания и установки клиентских сертификатов на каждое беспроводное устройство, поэтому подходит только для управляемой корпоративной среды. Сервер сертификатов Windows имеет средства, позволяющие клиенту самостоятельно генерировать себе сертификат, если клиент - член домена. Блокирование клиента легко производится отзывом его сертификата (либо через учетные записи).
• EAP-TTLS (Tunneled Transport Layer Security) аналогичен EAP-TLS, но при создании туннеля не требуется клиентский сертификат. В таком туннеле, аналогичном SSL-соединению браузера, производится дополнительная авторизация (по паролю или как-то ещё).
• PEAP-MSCHAPv2 (Protected EAP) - схож с EAP-TTLS в плане изначального установления шифрованного TLS туннеля между клиентом и сервером, требующего серверного сертификата. В дальнейшем в таком туннеле происходит авторизация по известному протоколу MSCHAPv2
• PEAP-GTC (Generic Token Card) - аналогично предыдущему, но требует карт одноразовых паролей (и соответствующей инфраструктуры)

Все эти методы (кроме EAP-FAST) требуют наличия сертификата сервера (на RADIUS-сервере), выписанного удостоверяющим центром (CA). При этом сам сертификат CA должен присутствовать на устройстве клиента в группе доверенных (что нетрудно реализовать средствами групповой политики в Windows). Дополнительно, EAP-TLS требует индивидуального клиентского сертификата. Проверка подлинности клиента осуществляется как по цифровой подписи, так (опционально) по сравнению предоставленного клиентом RADIUS-серверу сертификата с тем, что сервер извлек из PKI-инфраструктуры (Active Directory).

Поддержка любого из EAP методов должна обеспечиваться суппликантом на стороне клиента. Стандартный, встроенный в Windows XP/Vista/7, iOS, Android обеспечивает как минимум EAP-TLS, и EAP-MSCHAPv2, что обуславливает популярность этих методов. С клиентскими адаптерами Intel под Windows поставляется утилита ProSet, расширяющая доступный список. Это же делает Cisco AnyConnect Client.

Насколько это надежно

В конце концов, что нужно злоумышленнику, чтобы взломать вашу сеть?

Для Open Authentication, No Encryption - ничего. Подключился к сети, и всё. Поскольку радиосреда открыта, сигнал распространяется в разные стороны, заблокировать его непросто. При наличии соответствующих клиентских адаптеров, позволяющих прослушивать эфир, сетевой трафик виден так же, будто атакующий подключился в провод, в хаб, в SPAN-порт коммутатора.
Для шифрования, основанного на WEP, требуется только время на перебор IV, и одна из многих свободно доступных утилит сканирования.
Для шифрования, основанного на TKIP либо AES прямое дешифрование возможно в теории, но на практике случаи взлома не встречались.

Конечно, можно попробовать подобрать ключ PSK, либо пароль к одному из EAP-методов. Распространенные атаки на данные методы не известны. Можно пробовать применить методы социальной инженерии, либо

В последнее время появилось много «разоблачающих» публикаций о взломе какого-либо очередного протокола или технологии, компрометирующего безопасность беспроводных сетей. Так ли это на самом деле, чего стоит бояться, и как сделать, чтобы доступ в вашу сеть был максимально защищен? Слова WEP, WPA, 802.1x, EAP, PKI для вас мало что значат? Этот небольшой обзор поможет свести воедино все применяющиеся технологии шифрования и авторизации радио-доступа. Я попробую показать, что правильно настроенная беспроводная сеть представляет собой непреодолимый барьер для злоумышленника (до известного предела, конечно).

Основы

Любое взаимодействие точки доступа (сети), и беспроводного клиента, построено на:

• Аутентификации - как клиент и точка доступа представляются друг другу и подтверждают, что у них есть право общаться между собой;
• Шифровании - какой алгоритм скремблирования передаваемых данных применяется, как генерируется ключ шифрования, и когда он меняется.

Параметры беспроводной сети, в первую очередь ее имя (SSID), регулярно анонсируются точкой доступа в широковещательных beacon пакетах. Помимо ожидаемых настроек безопасности, передаются пожелания по QoS, по параметрам 802.11n, поддерживаемых скорости, сведения о других соседях и прочее. Аутентификация определяет, как клиент представляется точке. Возможные варианты:

• Open - так называемая открытая сеть, в которой все подключаемые устройства авторизованы сразу
• Shared - подлинность подключаемого устройства должна быть проверена ключом/паролем
• EAP - подлинность подключаемого устройства должна быть проверена по протоколу EAP внешним сервером

Открытость сети не означает, что любой желающий сможет безнаказанно с ней работать. Чтобы передавать в такой сети данные, необходимо совпадение применяющегося алгоритма шифрования, и соответственно ему корректное установление шифрованного соединения. Алгоритмы шифрования таковы:

• None - отсутствие шифрования, данные передаются в открытом виде
• WEP - основанный на алгоритме RC4 шифр с разной длиной статического или динамического ключа (64 или 128 бит)
• CKIP - проприетарная замена WEP от Cisco, ранний вариант TKIP
• TKIP - улучшенная замена WEP с дополнительными проверками и защитой
• AES/CCMP - наиболее совершенный алгоритм, основанный на AES256 с дополнительными проверками и защитой

Комбинация Open Authentication, No Encryption широко используется в системах гостевого доступа вроде предоставления Интернета в кафе или гостинице. Для подключения нужно знать только имя беспроводной сети. Зачастую такое подключение комбинируется с дополнительной проверкой на Captive Portal путем редиректа пользовательского HTTP-запроса на дополнительную страницу, на которой можно запросить подтверждение (логин-пароль, согласие с правилами и т.п).

Шифрование WEP скомпрометировано, и использовать его нельзя (даже в случае динамических ключей).

Широко встречающиеся термины WPA и WPA2 определяют, фактически, алгоритм шифрования (TKIP либо AES). В силу того, что уже довольно давно клиентские адаптеры поддерживают WPA2 (AES), применять шифрование по алгоритму TKIP нет смысла.

Разница между WPA2 Personal и WPA2 Enterprise состоит в том, откуда берутся ключи шифрования, используемые в механике алгоритма AES. Для частных (домашних, мелких) применений используется статический ключ (пароль, кодовое слово, PSK (Pre-Shared Key)) минимальной длиной 8 символов, которое задается в настройках точки доступа, и у всех клиентов данной беспроводной сети одинаковым. Компрометация такого ключа (проболтались соседу, уволен сотрудник, украден ноутбук) требует немедленной смены пароля у всех оставшихся пользователей, что реалистично только в случае небольшого их числа. Для корпоративных применений, как следует из названия, используется динамический ключ, индивидуальный для каждого работающего клиента в данный момент. Этот ключ может периодический обновляться по ходу работы без разрыва соединения, и за его генерацию отвечает дополнительный компонент - сервер авторизации, и почти всегда это RADIUS-сервер.

Все возможные параметры безопасности сведены в этой табличке:

Свойство	Статический WEP	Динамический WEP	WPA	WPA 2 (Enterprise)
Идентификация	Пользователь, компьютер, карта WLAN	Пользователь, компьютер	Пользователь, компьютер	Пользователь, компьютер
Авторизация	Общий ключ	EAP	EAP или общий ключ	EAP или общий ключ
Целостность	32-bit Integrity Check Value (ICV)	32-bit ICV	64-bit Message Integrity Code (MIC)	CRT/CBC-MAC (Counter mode Cipher Block Chaining Auth Code - CCM) Part of AES
Шифрование	Статический ключ	Сессионный ключ	Попакетный ключ через TKIP	CCMP (AES)
РАспределение ключей	Однократное, вручную	Сегмент Pair-wise Master Key (PMK)	Производное от PMK	Производное от PMK
Вектор инициализации	Текст, 24 бита	Текст, 24 бита	Расширенный вектор, 65 бит	48-бит номер пакета (PN)
Алгоритм	RC4	RC4	RC4	AES
Длина ключа, бит	64/128	64/128	128	до 256
Требуемая инфраструктура	Нет	RADIUS	RADIUS	RADIUS

Если с WPA2 Personal (WPA2 PSK) всё ясно, корпоративное решение требует дополнительного рассмотрения.

WPA2 Enterprise

Здесь мы имеем дело с дополнительным набором различных протоколов. На стороне клиента специальный компонент программного обеспечения, supplicant (обычно часть ОС) взаимодействует с авторизующей частью, AAA сервером. В данном примере отображена работа унифицированной радиосети, построенной на легковесных точках доступа и контроллере. В случае использования точек доступа «с мозгами» всю роль посредника между клиентов и сервером может на себя взять сама точка. При этом данные клиентского суппликанта по радио передаются сформированными в протокол 802.1x (EAPOL), а на стороне контроллера они оборачиваются в RADIUS-пакеты.

Применение механизма авторизации EAP в вашей сети приводит к тому, что после успешной (почти наверняка открытой) аутентификации клиента точкой доступа (совместно с контроллером, если он есть) последняя просит клиента авторизоваться (подтвердить свои полномочия) у инфраструктурного RADIUS-сервера:

Использование WPA2 Enterprise требует наличия в ваше сети RADIUS-сервера. На сегодняшний момент наиболее работоспособными являются следующие продукты:

• Microsoft Network Policy Server (NPS), бывший IAS - конфигурируется через MMC, бесплатен, но надо купить винду
• Cisco Secure Access Control Server (ACS) 4.2, 5.3 - кинфигурируется через веб-интерфейс, наворочен по функционалу, позволяет создавать распределенные и отказоустойчивые системы, стоит дорого
• FreeRADIUS - бесплатен, конфигурируется текстовыми конфигами, в управлении и мониторинге не удобен

При этом контроллер внимательно наблюдает за происходящим обменом информацией, и дожидается успешной авторизации, либо отказа в ней. При успехе RADIUS-сервер способен передать точке доступа дополнительные параметры (например, в какой VLAN поместить абонента, какой ему присвоить IP-адрес, QoS профиль и т.п.). В завершении обмена RADIUS-сервер дает возможность клиенту и точке доступа сгенерировать и обменяться ключами шифрования (индивидуальными, валидными только для данной сеcсии):

EAP

Сам протокол EAP является контейнерным, то есть фактический механизм авторизации дается на откуп внутренних протоколов. На настоящий момент сколько-нибудь значимое распространение получили следующие:

• EAP-FAST (Flexible Authentication via Secure Tunneling) - разработан фирмой Cisco; позволяет проводить авторизацию по логину-паролю, передаваемому внутри TLS туннеля между суппликантом и RADIUS-сервером
• EAP-TLS (Transport Layer Security). Использует инфраструктуру открытых ключей (PKI) для авторизации клиента и сервера (суппликанта и RADIUS-сервера) через сертификаты, выписанные доверенным удостоверяющим центром (CA). Требует выписывания и установки клиентских сертификатов на каждое беспроводное устройство, поэтому подходит только для управляемой корпоративной среды. Сервер сертификатов Windows имеет средства, позволяющие клиенту самостоятельно генерировать себе сертификат, если клиент - член домена. Блокирование клиента легко производится отзывом его сертификата (либо через учетные записи).
• EAP-TTLS (Tunneled Transport Layer Security) аналогичен EAP-TLS, но при создании туннеля не требуется клиентский сертификат. В таком туннеле, аналогичном SSL-соединению браузера, производится дополнительная авторизация (по паролю или как-то ещё).
• PEAP-MSCHAPv2 (Protected EAP) - схож с EAP-TTLS в плане изначального установления шифрованного TLS туннеля между клиентом и сервером, требующего серверного сертификата. В дальнейшем в таком туннеле происходит авторизация по известному протоколу MSCHAPv2
• PEAP-GTC (Generic Token Card) - аналогичено предыдущему, но требует карт одноразовых паролей (и соответствующей инфраструктуры)

Все эти методы (кроме EAP-FAST) требуют наличия сертификата сервера (на RADIUS-сервере), выписанного удостоверяющим центром (CA). При этом сам сертификат CA должен присутствовать на устройстве клиента в группе доверенных (что нетрудно реализовать средствами групповой политики в Windows). Дополнительно, EAP-TLS требует индивидуального клиентского сертификата. Проверка подлинности клиента осуществляется как по цифровой подписи, так (опционально) по сравнению предоставленного клиентом RADIUS-серверу сертификата с тем, что сервер извлек из PKI-инфраструктуры (Active Directory).

Поддержка любого из EAP методов должна обеспечиваться суппликантом на стороне клиента. Стандартный, встроенный в Windows XP/Vista/7, iOS, Android обеспечивает как минимум EAP-TLS, и EAP-MSCHAPv2, что обуславливает популярность этих методов. С клиентскими адаптерами Intel под Windows поставляется утилита ProSet, расширяющая доступный список. Это же делает Cisco AnyConnect Client.

Насколько это надежно

В конце концов, что нужно злоумышленнику, чтобы взломать вашу сеть?

Для Open Authentication, No Encryption - ничего. Подключился к сети, и всё. Поскольку радиосреда открыта, сигнал распространяется в разные стороны, заблокировать его непросто. При наличии соответствующих клиентских адаптеров, позволяющих прослушивать эфир, сетевой трафик виден так же, будто атакующий подключился в провод, в хаб, в SPAN-порт коммутатора.
Для шифрования, основанного на WEP, требуется только время на перебор IV, и одна из многих свободно доступных утилит сканирования.
Для шифрования, основанного на TKIP либо AES прямое дешифрование возможно в теории, но на практике случаи взлома не встречались.

Конечно, можно попробовать подобрать ключ PSK, либо пароль к одному из EAP-методов. Распространенные атаки на данные методы не известны. Можно пробовать применить методы социальной инженерии, либо терморектальный криптоанализ .

Получить доступ к сети, защищенной EAP-FAST, EAP-TTLS, PEAP-MSCHAPv2 можно, только зная логин-пароль пользователя (взлом как таковой невозможен). Атаки типа перебора пароля, или направленные на уязвимости в MSCHAP также не возможны либо затруднены из-за того, что EAP-канал «клиент-сервер» защищен шифрованным туннелем.

Доступ к сети, закрытой PEAP-GTC возможен либо при взломе сервера токенов, либо при краже токена вместе с его паролем.

Доступ к сети, закрытой EAP-TLS возможен при краже пользовательского сертификата (вместе с его приватным ключом, конечно), либо при выписывании валидного, но подставного сертификата. Такое возможно только при компрометации удостоверяющего центра, который в нормальных компаниях берегут как самый ценный IT-ресурс.

Поскольку все вышеозначенные методы (кроме PEAP-GTC) допускают сохранение (кэширование) паролей/сертификатов, то при краже мобильного устройства атакующий получает полный доступ без лишних вопросов со стороны сети. В качестве меры предотвращения может служить полное шифрование жесткого диска с запросом пароля при включении устройства.

Запомните: при грамотном проектировании беспроводную сеть можно очень хорошо защитить; средств взлома такой сети не существует (до известного предела)

WPA2 (Wireless Protected Access ver. 2.0) – это вторая версия набора алгоритмов и протоколов обеспечивающих защиту данных в беспроводных сетях Wi-Fi. Как предполагается, WPA2 должен существенно повысить защищенность беспроводных сетей Wi-Fi по сравнению с прежними технологиями. Новый стандарт предусматривает, в частности, обязательное использование более мощного алгоритма шифрования AES (Advanced Encryption Standard) и аутентификации 802.1X.

На сегодняшний день для обеспечения надежного механизма безопасности в корпоративной беспроводной сети необходимо (и обязательно) использование устройств и программного обеспечения с поддержкой WPA2. Предыдущие поколения протоколов - WEP и WPA содержат элементы с недостаточно сильными защитой и алгоритмами шифрования. Более того, для взлома сетей с защитой на основе WEP уже разработаны программы и методики, которые могут быть легко скачаны из сети Интернет и с успехом использованы даже неподготовленными хакерами-новичками.

Протоколы WPA2 работают в двух режимах аутентификации: персональном (Personal) и корпоративном (Enterprise). В режиме WPA2-Personal из введенной открытым текстом парольной фразы генерируется 256-разрядный ключ PSK (PreShared Key). Ключ PSK совместно с идентификатором SSID (Service Set Identifier) используются для генерации временных сеансовых ключей PTK (Pairwise Transient Key), для взаимодействия беспроводных устройств. Как и статическому протоколу WEP, протоколу WPA2-Personal присуще определенные проблемы, связанные с необходимостью распределения и поддержки ключей на беспроводных устройствах сети, что делает его более подходящим для применения в небольших сетях из десятка устройств, в то время как для к орпоративных сетей оптимален WPA2-Enterprise .

В режиме WPA2-Enterprise решаются проблемы, касающиеся распределения статических ключей и управления ими, а его интеграция с большинством корпоративных сервисов аутентификации обеспечивает контроль доступа на основе учетных записей. Для работы в этом режиме требуются такие регистрационные данные, как имя и пароль пользователя, сертификат безопасности или одноразовый пароль, аутентификация же осуществляется между рабочей станцией и центральным сервером аутентификации. Точка доступа или беспроводной контроллер проводят мониторинг подключений и направляют аутентификационные запросы на соответствующий сервер аутентификации (как правило, это сервер RADIUS, например Cisco ACS). Базой для режима WPA2-Enterprise служит стандарт 802.1X, поддерживающий аутентификацию пользователей и устройств, пригодную как для проводных коммутаторов, так и для беспроводных точек доступа.

В отличие от WPA, используется более стойкий алгоритм шифрования AES. По аналогии с WPA, WPA2 также делится на два типа: WPA2-PSK и WPA2-802.1x.

Предусматривает новые, более надежные механизмы обеспечения целостности и конфиденциальности данных:

Протокол CCMP (Counter-Mode-CBC-MAC Protocol), основанный на режиме Counter Cipher-Block Chaining Mode (CCM) алгоритма шифрования Advanced Encryption Standard (AES). CCM объединяет два механизма: Counter (CTR) для обеспечения конфиденциальности и Cipher Block Chaining Message Authentication Code (CBC-MAC) для аутентификации.

Протокол WRAP (Wireless Robust Authentication Protocol), основанный на режиме Offset Codebook (OCB) алгоритма шифрования AES.

Протокол TKIP для обеспечения обратной совместимости с ранее выпускавшимся оборудованием. Взаимная аутентификация и доставка ключей на основе протоколов IEEE 802.1x/EAP. Безопасный Independent Basic Service Set (IBSS) для повышения безопасности в сетях Ad-Hoc. Поддержка роуминга.

Вклад в обеспечение безопасности беспроводных сетей механизм CCMP и стандарт IEEE 802.11i. Последний вводит понятие надежно защищенной сети (Robust Security Network, RSN) и надежно защищенного сетевого соединения (Robust Security Network Association, RSNA), после чего делит все алгоритмы на:

RSNA-алгоритмы (для создания и использования RSNA);

Pre-RSNA-алгоритмы.

К Pre-RSNA-алгоритмам относятся:

существующая аутентификация IEEE 802.11 (имеется в виду аутентификация, определенная в стандарте редакции 1999 г.).

То есть к данным типам алгоритмов относятся аутентификация Open System с WEP-шифрованием или без (точнее, отсутствие аутентификации) и Shared Key.

К RSNA-алгоритмам относятся:

TKIP; CCMP; процедура установления и терминации RSNA (включая использование IEEE 802.1x аутентификации); процедура обмена ключами.

При этом алгоритм CCMP является обязательным, а TKIP – опциональным и предназначен для обеспечения совместимости со старыми устройствами.

Стандартом предусмотрены две функциональные модели: с аутентификацией по IEEE 802.1x, т. е. с применением протокола EAP, и с помощью заранее предопределенного ключа, прописанного на аутентификаторе и клиенте (такой режим называется Preshared Key, PSK). В данном случае ключ PSK выполняет роль ключа PMK, и дальнейшая процедура их аутентификации и генерации ничем не отличается.

Так как алгоритмы шифрования, использующие процедуру TKIP, уже принято называть WPA, а процедуру CCMP – WPA2, то можно сказать, что способами шифрования, удовлетворяющими RSNA, являются: WPA-EAP (WPA-Enterprise), WPA-PSK (WPA-Preshared Key, WPA-Personal), WPA2-EAP (WPA2-Enterprise), WPA2-PSK (WPA2-Preshared Key, WPA2-Personal).

Процедура установления соединения и обмена ключами для алгоритмов TKIP и CCMP одинакова. Сам CCMP (Counter mode (CTR) with CBC-MAC (Cipher-Block Chaining (CBC) with Message Authentication Code (MAC) Protocol) так же, как и TKIP, призван обеспечить конфиденциальность, аутентификацию, целостность и защиту от атак воспроизведения. Данный алгоритм основан на методе CCM-алгоритма шифрования AES, который определен в спецификации FIPS PUB 197. Все AES-процессы, применяемые в CCMP, используют AES со 128-битовым ключом и 128-битовым размером блока.

Последним нововведением стандарта является поддержка технологии быстрого роуминга между точками доступа с использованием процедуры кэширования ключа PMK и преаутентификации.

Процедура кэширования PMK заключается в том, что если клиент один раз прошел полную аутентификацию при подключении к какой-то точке доступа, то он сохраняет полученный от нее ключ PMK, и при следующем подключении к данной точке в ответ на запрос о подтверждении подлинности клиент пошлет ранее полученный ключ PMK. На этом аутентификация закончится, т. е. 4-стороннее рукопожатие (4-Way Handshake) выполняться не будет.

Процедура преаутентификации заключается в том, что после того, как клиент подключился и прошел аутентификацию на точке доступа, он может параллельно (заранее) пройти аутентификацию на остальных точках доступа (которые он «слышит») с таким же SSID, т. е. заранее получить от них ключ PMK. И если в дальнейшем точка доступа, к которой он подключен, выйдет из строя или ее сигнал окажется слабее, чем какой-то другой точки с таким же именем сети, то клиент произведет переподключение по быстрой схеме с закэшированным ключом PMK.

Появившаяся в 2001 г. спецификация WEP2, которая увеличила длину ключа до 104 бит, не решила проблемы, так как длина вектора инициализации и способ проверки целостности данных остались прежними. Большинство типов атак реализовывались так же просто, как и раньше.

Заключение

В заключении я бы хотел подытожить всю информацию и дать рекомендации по защите беспроводных сетей.

Существует три механизма защиты беспроводной сети: настроить клиент и AP на использование одного (не выбираемого по умолчанию) SSID, разрешить AP связь только с клиентами, MAC-адреса которых известны AP, и настроить клиенты на аутентификацию в AP и шифрование трафика. Большинство AP настраиваются на работу с выбираемым по умолчанию SSID, без ведения списка разрешенных MAC-адресов клиентов и с известным общим ключом для аутентификации и шифрования (или вообще без аутентификации и шифрования). Обычно эти параметры документированы в оперативной справочной системе на Web-узле изготовителя. Благодаря этим параметрам неопытный пользователь может без труда организовать беспроводную сеть и начать работать с ней, но одновременно они упрощают хакерам задачу проникновения в сеть. Положение усугубляется тем, что большинство узлов доступа настроено на широковещательную передачу SSID. Поэтому взломщик может отыскать уязвимые сети по стандартным SSID.

Первый шаг к безопасной беспроводной сети - изменить выбираемый по умолчанию SSID узла доступа. Кроме того, следует изменить данный параметр на клиенте, чтобы обеспечить связь с AP. Удобно назначить SSID, имеющий смысл для администратора и пользователей предприятия, но не явно идентифицирующий данную беспроводную сеть среди других SSID, перехватываемых посторонними лицами.

Следующий шаг - при возможности блокировать широковещательную передачу SSID узлом доступа. В результате взломщику становится сложнее (хотя возможность такая сохраняется) обнаружить присутствие беспроводной сети и SSID. В некоторых AP отменить широковещательную передачу SSID нельзя. В таких случаях следует максимально увеличить интервал широковещательной передачи. Кроме того, некоторые клиенты могут устанавливать связь только при условии широковещательной передачи SSID узлом доступа. Таким образом, возможно, придется провести эксперименты с этим параметром, чтобы выбрать режим, подходящий в конкретной ситуации.

После этого можно разрешить обращение к узлам доступа только от беспроводных клиентов с известными MAC-адресами. Такая мера едва ли уместна в крупной организации, но на малом предприятии с небольшим числом беспроводных клиентов это надежная дополнительная линия обороны. Взломщикам потребуется выяснить MAC-адреса, которым разрешено подключаться к AP предприятия, и заменить MAC-адрес собственного беспроводного адаптера разрешенным (в некоторых моделях адаптеров MAC-адрес можно изменить).

Выбор параметров аутентификации и шифрования может оказаться самой сложной операцией защиты беспроводной сети. Прежде чем назначить параметры, необходимо провести инвентаризацию узлов доступа и беспроводных адаптеров, чтобы установить поддерживаемые ими протоколы безопасности, особенно если беспроводная сеть уже организована с использованием разнообразного оборудования от различных поставщиков. Некоторые устройства, особенно старые AP и беспроводные адаптеры, могут быть несовместимы с WPA, WPA2 или ключами WEP увеличенной длины.

Еще одна ситуация, о которой следует помнить, - необходимость ввода пользователями некоторых старых устройств шестнадцатеричного числа, представляющего ключ, а в других старых AP и беспроводных адаптерах требуется ввести фразу-пароль, преобразуемую в ключ. В результате трудно добиться применения одного ключа всем оборудованием. Владельцы подобного оборудования могут использовать такие ресурсы, как WEP Key Generator, для генерации случайных ключей WEP и преобразования фраз-паролей в шестнадцатеричные числа.

В целом WEP следует применять лишь в случаях крайней необходимости. Если использование WEP обязательно, стоит выбирать ключи максимальной длины и настроить сеть на режим Open вместо Shared. В режиме Open в сети аутентификация клиентов не выполняется, и установить соединение с узлами доступа может каждый. Эти подготовительные соединения частично загружают беспроводной канал связи, но злоумышленники, установившие соединение в AP, не смогут продолжать обмен данными, так как не знают ключа шифрования WEP. Можно блокировать даже предварительные соединения, настроив AP на прием соединений только от известных MAC-адресов. В отличие от Open, в режиме Shared узел доступа использует ключ WEP для аутентификации беспроводных клиентов в процедуре запрос-отклик, и взломщик может расшифровать последовательность и определить ключ шифрования WEP.

Если можно применить WPA, то необходимо выбрать между WPA, WPA2 и WPA-PSK. Главным фактором при выборе WPA или WPA2, с одной стороны, и WPA-PSK - с другой, является возможность развернуть инфраструктуру, необходимую WPA и WPA2 для аутентификации пользователей. Для WPA и WPA2 требуется развернуть серверы RADIUS и, возможно, Public Key Infrastructure (PKI). WPA-PSK, как и WEP, работает с общим ключом, известным беспроводному клиенту и AP. WPA-PSK можно смело использовать общий ключ WPA-PSK для аутентификации и шифрования, так как ему не присущ недостаток WEP.

Список используемой литературы

1. Горальски В. Технологии xDSL. М.: Лори, 2006, 296 с.

2. www.vesna.ug.com;

3. www.young.shop.narod.com;

7. www.opennet.ru

8. www.pulscen.ru

9. www.cisco.com

10. Барановская Т.П., Лойко В.И. Архитектура компьютерных систем и сетей. М.: Финансы и статистика, 2003, 256 с.

11. Манн С., Крелл М. Linux. Администрирование сетей TCP/IP. М.: Бином-Пресс, 2004, 656с.

12. Смит Р. Сетевые средства Linux. М.: Вильямс, 2003, 672 с.

13. Кульгин М. Компьютерные сети. Практика построения. СПб.: Питер, 2003, 464 с.

14. Таненбаум Э. Компьютерные сети. СПб.: Питер, 2005, 992 с.

15. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Основы Сетей передачи данных. Курс лекций. М.: Интернет-Университет Информационных Технологий, 2003, 248 с.

16. Вишневский В.М. Теоретические основы проектирования компьютерных сетей. М.: Техносфера, 2003, 512 с.

Существует множество опасных рисков, связанных с беспроводными протоколами и методами шифрования. Таким образом, для их минимизации используется надежная структура различных протоколов беспроводной безопасности. Эти протоколы беспроводной безопасности обеспечивают предотвращение несанкционированного доступа к компьютерам путем шифрования передаваемых данных в беспроводной сети.

Разница между WPA2, WPA, WEP протоколами Wi-Fi

Большинство точек беспроводного доступа имеют возможность включить один из трех стандартов беспроводного шифрования:

1. WEP (Wired Equivalent Privacy)
2. WPA2

WEP или Wired Equivalent Privacy

Первой беспроводной сетью безопасности был WEP или Wired Equivalent Privacy протокол. Он начался с 64-битного шифрования (слабый) и в итоге прошел весь путь до 256-битного шифрования (сильный). Наиболее популярной реализацией в маршрутизаторах по-прежнему является 128-битное шифрование (промежуточное). Это было рассмотрено как возможное решение, пока исследователи безопасности не обнаружили несколько уязвимостей в нем, что позволило хакерам взломать ключ WEP в течение нескольких минут. Он использовал CRC или Cyclic Redundancy Check .

WPA или защищенный доступ Wi-Fi

Чтобы устранить недостатки WEP, WPA был разработан как новый стандарт безопасности для беспроводных протоколов. Для обеспечения целостности сообщений он использовал протокол целостности TKIP или Temporal Key Integrity . Это было отличным от WEP в некотором смысле, который использовал CRC или Cyclic Redundancy Check. Считалось, что TKIP намного сильнее, чем CRC. Его использование обеспечивало передачу каждого пакета данных с помощью уникального ключа шифрования. Комбинация клавиш увеличила сложность декодирования ключей и тем самым уменьшила количество вторжений из вне. Однако, как и WEP, WPA тоже имел недостаток. Таким образом, WPA был расширен в WPA 2.

WPA2

WPA 2 в настоящее время признан самым безопасным протоколом. Одним из наиболее важных изменений, видимых между WPA и WPA2, является обязательное использование алгоритмов AES (Advanced Encryption Standard ) и введение CCMP (режим Counter Cipher Mode с протоколом кода проверки подлинности с цепочкой блоков) в качестве замены TKIP. Режим CCM сочетает в себе режим конфиденциальности (CTR) и аутентификацию кода цепочки (CBC-MAC) для проверки подлинности. Эти режимы широко изучены и, как оказалось, имеют хорошо понятные криптографические свойства, которые обеспечивают хорошую безопасность и производительность в программном или аппаратном обеспечении на сегодняшний день.

Сегодня не назовешь чем-то из ряда вон выходящим. Однако при этом многие юзеры (особенно владельцы мобильных устройств) сталкиваются с проблемой, какую систему защиты использовать: WEP, WPA или WPA2-PSK. Что это за технологии, мы сейчас и посмотрим. Однако наибольшее внимание будет уделено именно WPA2-PSK, поскольку именно эта протекция является сегодня наиболее востребованной.

WPA2-PSK: что это?

Скажем сразу: это система защиты любого локального подключения к беспроводной сети на основе WI-Fi. К проводным системам на основе сетевых карт, использующих непосредственное соединение при помощи Ethernet, это не имеет никакого отношения.

С применением технологии WPA2-PSK сегодня является наиболее «продвинутой». Даже несколько устаревающие методы, требующие запрос логина и пароля, а также предполагающие шифрование конфиденциальных данных при приеме-передаче, выглядят, мягко говоря, детским лепетом. И вот почему.

Разновидности зашиты

Итак, начнем с того, что еще недавно самой безопасной технологией защиты соединения считалась структура WEP. Она использовала проверку целостности ключа при беспроводном подключении любого девайса и являлась стандартом IEEE 802. 11i.

Защита WiFi-сети WPA2-PSK работает, в принципе, почти так же, однако проверку ключа доступа осуществляет на уровне 802. 1X. Иными словами, система проверяет все возможные варианты.

Однако есть и более нова технология, получившая название WPA2 Enterprise. В отличие от WPA, она предусматривает не только затребование персонального ключа доступа, но и наличие предоставляющего доступ сервера Radius. При этом такой алгоритм проверки подлинности может работать одновременно в нескольких режимах (например, Enterprise и PSK, задействовав при этом шифрование уровня AES CCMP).

Основные протоколы защиты и безопасности

Равно как и уходящие в прошлое, современные методы защиты используют один и тот же протокол. Это TKIP (система защиты WEP, основанная на обновлении программного обеспечения и алгоритме RC4). Все это предполагает ввод временного ключа для доступа к сети.

Как показало практическое использование, сам по себе такой алгоритм особой защищенности подключения в беспроводной сети не дал. Именно поэтому были разработаны новые технологии: сначала WPA, а затем WPA2, дополненные PSK (персональный ключ доступа) и TKIP (временный ключ). Кроме того, сюда же были включены данных при приеме-передаче, сегодня известные как стандарт AES.

Устаревшие технологии

Тип безопасности WPA2-PSK появился относительно недавно. До этого, как уже было сказано выше, использовалась система WEP в сочетании с TKIP. Защита TKIP есть не что иное, как средство увеличения разрядности ключа доступа. На данный момент считается, что базовый режим позволяет увеличить ключ с 40 до 128 бит. При всем этом можно также сменить один-единственный ключ WEP на несколько отличных, генерируемых и отсылаемых в автоматическом режиме самим сервером, производящим аутентификацию пользователя при входе.

Кроме того, сама система предусматривает использование строгой иерархии распределения ключей, а также методики, позволяющей избавиться от так называемой проблемы предсказуемости. Иными словами, когда, допустим, для беспроводной сети, использующей защиту WPA2-PSK, пароль задается в виде последовательности типа «123456789», нетрудно догадаться, что те же программы-генераторы ключей и паролей, обычно называемые KeyGen или чем-то вроде этого, при вводе первых четырех знаков могут автоматически сгенерировать четыре последующих. Тут, как говорится, не нужно быть уникумом, чтобы угадать тип используемой секвенции. Но это, как, наверное, уже понято, самый простой пример.

Что касается даты рождения пользователя в пароле, это вообще не обсуждается. Вас запросто можно вычислить по тем же регистрационным данным в социальных сетях. Сами же цифровые пароли такого типа являются абсолютно ненадежными. Уж лучше использовать совместно цифры, литеры, а также символы (можно даже непечатаемые при условии задания сочетания «горячих» клавиш) и пробел. Однако даже при таком подходе взлом WPA2-PSK осуществить можно. Тут нужно пояснить методику работы самой системы.

Типовой алгоритм доступа

Теперь еще несколько слов о системе WPA2-PSK. Что это такое в плане практического применения? Это совмещение нескольких алгоритмов, так сказать, в рабочем режиме. Поясним ситуацию на примере.

В идеале секвенция исполнения процедуры защиты подключения и шифрования передающейся или принимающейся информации сводится к следующему:

WPA2-PSK (WPA-PSK) + TKIP + AES.

При этом здесь главную роль играет общий ключ (PSK) длиной от 8 до 63 символов. В какой именно последовательности будут задействованы алгоритмы (то ли сначала произойдет шифрование, то ли после передачи, то ли в процессе с использованием случайных промежуточных ключей и т. д.), не суть важно.

Но даже при наличии защиты и системы шифрования на уровне AES 256 (имеется в виду разрядность ключа шифра) взлом WPA2-PSK для хакеров, сведущих в этом деле, будет задачей хоть и трудной, но возможной.

Уязвимость

Еще в 2008 году на состоявшейся конференции PacSec была представлена методика, позволяющая взломать беспроводное соединение и прочитать передающиеся данные с маршрутизатора на клиентский терминал. Все это заняло около 12-15 минут. Однако взломать обратную передачу (клиент-маршрутизатор) так и не удалось.

Дело в том, что при включенном режиме маршрутизатора QoS можно не только прочитать передаваемую информацию, но и заменить ее поддельной. В 2009 году японские специалисты представили технологию, позволяющую сократить время взлома до одной минуты. А в 2010 году в Сети появилась информация о том, что проще всего взламывать модуль Hole 196, присутствующий в WPA2, с использованием собственного закрытого ключа.

Ни о каком вмешательстве в генерируемые ключи речь не идет. Сначала используется так называемая атака по словарю в сочетании с «брут-форс», а затем сканируется пространство беспроводного подключения с целью перехвата передаваемых пакетов и их последующей записью. Достаточно пользователю произвести подключение, как тут же происходит его деавторизация, перехват передачи начальных пакетов (handshake). После этого даже нахождение поблизости от основной точки доступа не требуется. Можно преспокойно работать в режиме оффлайн. Правда, для совершения всех этих действий понадобится специальное ПО.

Как взломать WPA2-PSK?

По понятным причинам, здесь полный алгоритм взлома соединения приводиться не будет, поскольку это может быть использовано как некая инструкция к действию. Остановимся только на главных моментах, и то - только в общих чертах.

Как правило, при непосредственном доступе к роутеру его можно перевести в так называемый режим Airmon-NG для отслеживания трафика (airmon-ng start wlan0 - переименование беспроводного адаптера). После этого происходит захват и фиксация трафика при помощи команды airdump-ng mon0 (отслеживание данных канала, скорость маяка, скорость и метод шифрования, количество передаваемых данных и т. д.).

Далее задействуется команда фиксации выбранного канала, после чего вводится команда Aireplay-NG Deauth с сопутствующими значениями (они не приводятся по соображениям правомерности использования таких методов).

После этого (когда пользователь уже прошел авторизацию при подключении) юзера можно просто отключить от сети. При этом при повторном входе со взламывающей стороны система повторит авторизацию входа, после чего можно будет перехватить все пароли доступа. Далее возникнет окно с «рукопожатием» (handshake). Затем можно применить запуск специального файла WPAcrack, который позволит взломать любой пароль. Естественно, как именно происходит его запуск, никто и никому рассказывать не будет. Заметим только, что при наличии определенных знаний весь процесс занимает от нескольких минут до нескольких дней. К примеру, процессор уровня Intel, работающий на штатной тактовой частоте 2,8 ГГц, способен обрабатывать не более 500 паролей за одну секунду, или 1,8 миллиона в час. В общем, как уже понятно, не стоит обольщаться.

Вместо послесловия

Вот и все, что касается WPA2-PSK. Что это такое, быть может, с первого прочтения понятно и не будет. Тем не менее основы защиты данных и применяемых систем шифрования, думается, поймет любой пользователь. Более того, сегодня с этим сталкиваются практически все владельцы мобильных гаджетов. Никогда не замечали, что при создании нового подключения на том же смартфоне система предлагает использовать определенный тип защиты (WPA2-PSK)? Многие просто не обращают на это внимания, а зря. В расширенных настройках можно задействовать достаточно большое количество дополнительных параметров с целью улучшения системы безопасности.