 |
Стандарт безопасности WPA2
|
|
|
|
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
Институт финансовой и экономической безопасности
РЕФЕРАТ
Безопасность беспроводных сетей
Выполнил:
Студент группы У05-201
Михайлов М.А.
Проверил:
Доцент кафедры
Бурцев В.Л.
Москва
2010
Содержание
Содержание
Введение
Стандарт безопасности WEP
Стандарт безопасности WPA
Стандарт безопасности WPA2
Заключение
Введение
История беспроводных технологий передачи информации началась в конце XIX века с передачей первого радиосигнала и появлением в 20-х годах ХХ века первых радиоприемников с амплитудной модуляцией. В 30-е годы появилось радио с частотной модуляцией и телевидение. В 70-е годы созданы первые беспроводные телефонные системы как естественный итог удовлетворения потребности в мобильной передаче голоса. Сначала это были аналоговые сети, а начале 80-х был разработан стандарт GSM, ознаменовавший начало перехода на цифровые стандарты, как обеспечивающие лучшее распределение спектра, лучшее качество сигнала, лучшую безопасность. С 90-x годов ХХ века происходит укрепление позиций беспроводных сетей. Беспроводные технологии прочно входят в нашу жизнь. Развиваясь с огромной скоростью, они создают новые устройства и услуги.
Обилие новых беспроводных технологий таких, как CDMA (Code Division Multiple Access, технология с кодовым разделением каналов), GSM (Global for Mobile Communications, глобальная система для мобильных коммуникаций), TDMA (Time Division Multiple Access, множественный доступ с разделением во времени), 802.11, WAP (Wireless Application Protocol, протокол беспроводных технологий), 3G (третье поколение), GPRS (General Packet Radio Service, услуга пакетной передачи данных), Bluetooth (голубой зуб, по имени Харальда Голубого Зуба – предводителя викингов, жившего в Х веке), EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution, увеличенная скорость передачи даны для GSM), i-mode и т.д. говорит о том, что начинается революция в этой области.
|
|
|
Весьма перспективно и развитие беспроводных локальных сетей (WLAN), Bluetooth (сети средних и коротких расстояний). Беспроводные сети развертываются в аэропортах, университетах, отелях, ресторанах, предприятиях. История разработки стандартов беспроводных сетей началась в 1990 году, когда был образован комитет 802.11 всемирной организацией IEEE (Институт инженеров по электричеству и электронике). Значительный импульс развитию беспроводных технологий дала Всемирная паутина и идея работы в Сети при помощи беспроводных устройств. В конце 90-х годов пользователям была предложена WAP-услуга, сначала не вызвавшая у населения большого интереса. Это были основные информационные услуги – новости, погода, всевозможные расписания и т.п. Также весьма низким спросом пользовались вначале и Bluetooth, и WLAN в основном из-за высокой стоимости этих средств связи. Однако по мере снижения цен рос и интерес населения. К середине первого десятилетия XXI века счет пользователей беспроводного Интернет – сервиса пошел на десятки миллионов. С появлением беспроводной Интернет - связи на первый план вышли вопросы обеспечения безопасности. Основные проблемы при использовании беспроводных сетей это перехват сообщений спецслужб, коммерческих предприятий и частных лиц, перехват номеров кредитных карточек, кража оплаченного времени соединения, вмешательство в работу коммуникационных центров.
Как и любая компьютерная сеть, Wi-Fi – является источником повышенного риска несанкционированного доступа. Кроме того, проникнуть в беспроводную сеть значительно проще, чем в обычную, — не нужно подключаться к проводам, достаточно оказаться в зоне приема сигнала.
|
|
|
Беспроводные сети отличаются от кабельных только на первых двух - физическом (Phy) и отчасти канальном (MAC) - уровнях семиуровневой модели взаимодействия открытых систем. Более высокие уровни реализуются как в проводных сетях, а реальная безопасность сетей обеспечивается именно на этих уровнях. Поэтому разница в безопасности тех и других сетей сводится к разнице в безопасности физического и MAC-уровней.
Хотя сегодня в защите Wi-Fi-сетей применяются сложные алгоритмические математические модели аутентификации, шифрования данных и контроля целостности их передачи, тем не менее, вероятность доступа к информации посторонних лиц является весьма существенной. И если настройке сети не уделить должного внимания злоумышленник может:
· заполучить доступ к ресурсам и дискам пользователей Wi-Fi-сети, а через неё и к ресурсам LAN;
· подслушивать трафик, извлекать из него конфиденциальную информацию;
· искажать проходящую в сети информацию;
· внедрять поддельные точки доступа;
· рассылать спам, и совершать другие противоправные действия от имени вашей сети.
Но прежде чем приступать к защите беспроводной сети, необходимо понять основные принципы ее организации. Как правило, беспроводные сети состоят из узлов доступа и клиентов с беспроводными адаптерами. Узлы доступа и беспроводные адаптеры оснащаются приемопередатчиками для обмена данными друг с другом. Каждому AP и беспроводному адаптеру назначается 48-разрядный адрес MAC, который функционально эквивалентен адресу Ethernet. Узлы доступа связывают беспроводные и проводные сети, обеспечивая беспроводным клиентам доступ к проводным сетям. Связь между беспроводными клиентами в одноранговых сетях возможна без AP, но этот метод редко применяется в учреждениях. Каждая беспроводная сеть идентифицируется назначаемым администратором идентификатором SSID (Service Set Identifier). Связь беспроводных клиентов с AP возможна, если они распознают SSID узла доступа. Если в беспроводной сети имеется несколько узлов доступа с одним SSID (и одинаковыми параметрами аутентификации и шифрования), то возможно переключение между ними мобильных беспроводных клиентов.
Наиболее распространенные беспроводные стандарты — 802.11 и его усовершенствованные варианты. В спецификации 802.11 определены характеристики сети, работающей со скоростями до 2 Мбит/с. В усовершенствованных вариантах предусмотрены более высокие скорости. Первый, 802.11b, распространен наиболее широко, но быстро замещается стандартом 802.11g. Беспроводные сети 802.11b работают в 2,4-ГГц диапазоне и обеспечивают скорость передачи данных до 11 Мбит/с. Усовершенствованный вариант, 802.11a, был ратифицирован раньше, чем 802.11b, но появился на рынке позднее. Устройства этого стандарта работают в диапазоне 5,8 ГГц с типовой скоростью 54 Мбит/с, но некоторые поставщики предлагают более высокие скорости, до 108 Мбит/с, в турборежиме. Третий, усовершенствованный вариант, 802.11g, работает в диапазоне 2,4 ГГц, как и 802.11b, со стандартной скоростью 54 Мбит/с и с более высокой (до 108 Мбит/с) в турборежиме. Большинство беспроводных сетей 802.11g способно работать с клиентами 802.11b благодаря обратной совместимости, заложенной в стандарте 802.11g, но практическая совместимость зависит от конкретной реализации поставщика. Основная часть современного беспроводного оборудования поддерживает два или более вариантов 802.11. Новый беспроводной стандарт, 802.16, именуемый WiMAX, проектируется с конкретной целью обеспечить беспроводной доступ для предприятий и жилых домов через станции, аналогичные станциям сотовой связи. Эта технология в данной статье не рассматривается.
|
|
|
Реальная дальность связи AP зависит от многих факторов, в том числе варианта 802.11 и рабочей частоты оборудования, изготовителя, мощности, антенны, внешних и внутренних стен и особенностей топологии сети. Однако беспроводной адаптер с узконаправленной антенной с большим коэффициентом усиления может обеспечить связь с AP и беспроводной сетью на значительном расстоянии, примерно до полутора километров в зависимости от условий.
Из-за общедоступного характера радиоспектра возникают уникальные проблемы с безопасностью, отсутствующие в проводных сетях. Например, чтобы подслушивать сообщения в проводной сети, необходим физический доступ к такому сетевому компоненту, как точка подсоединения устройства к локальной сети, коммутатор, маршрутизатор, брандмауэр или хост-компьютер. Для беспроводной сети нужен только приемник, такой как обычный сканер частот. Из-за открытости беспроводных сетей разработчики стандарта подготовили спецификацию Wired Equivalent Privacy (WEP), но сделали ее использование необязательным. В WEP применяется общий ключ, известный беспроводным клиентам и узлам доступа, с которыми они обмениваются информацией. Ключ можно использовать как для аутентификации, так и для шифрования. В WEP применяется алгоритм шифрования RC4. 64-разрядный ключ состоит из 40 разрядов, определяемых пользователем, и 24-разрядного вектора инициализации. Пытаясь повысить безопасность беспроводных сетей, некоторые изготовители оборудования разработали расширенные алгоритмы со 128-разрядными и более длинными ключами WEP, состоящими из 104-разрядной и более длинной пользовательской части и вектора инициализации. WEP применяется с 802.11a, 802.11b- и 802.11g-совместимым оборудованием. Однако, несмотря на увеличенную длину ключа, изъяны WEP (в частности, слабые механизмы аутентификации и ключи шифрования, которые можно раскрыть методами криптоанализа) хорошо документированы, и сегодня WEP не считается надежным алгоритмом.
|
|
|
В ответ на недостатки WEP отраслевая ассоциация Wi-Fi Alliance приняла решение разработать стандарт Wi-Fi Protected Access (WPA). WPA превосходит WEP благодаря добавлению протокола TKIP (Temporal Key Integrity Protocol) и надежному механизму аутентификации на базе 802.1x и протокола EAP (Extensible Authentication Protocol). Предполагалось, что WPA станет рабочим стандартом, который можно будет представить для одобрения комитету IEEE в качестве расширения для стандартов 802.11. Расширение, 802.11i, было ратифицировано в 2004 г., а WPA обновлен до WPA2 в целях совместимости с Advanced Encryption Standard (AES) вместо WEP и TKIP. WPA2 обратно совместим и может применяться совместно с WPA. WPA был предназначен для сетей предприятий с инфраструктурой аутентификации RADIUS (Remote Authentication Dial-In User Service — служба дистанционной аутентификации пользователей по коммутируемым линиям), но версия WPA, именуемая WPA Pre-Shared Key (WPAPSK), получила поддержку некоторых изготовителей и готовится к применению на небольших предприятиях. Как и WEP, WPAPSK работает с общим ключом, но WPAPSK надежнее WEP.
В данной работе мы подробно разберем способы защиты сетей, рассмотрим принципы действия, плюсы и минусы.
Стандарт безопасности WEP
Все современные беспроводные устройства (точки доступа, беспроводные адаптеры и маршрутизаторы) поддерживают протокол безопасности WEP (Wired Equivalent Privacy), который был изначально заложен в спецификацию беспроводных сетей IEEE 802.11. Данный протокол является своего рода аналогом проводной безопасности (во всяком случае его название переводится именно так), однако реально никакого эквивалентного проводным сетям уровня безопасности, он, конечно же, не обеспечивает.
|
|
|
Протокол WEP позволяет шифровать поток передаваемых данных на основе алгоритма RC4 с ключом размером 64 или 128 бит — эти ключи имеют так называемую статическую составляющую длиной от 40 до 104 бит и дополнительную динамическую составляющую размером 24 бита, называемую вектором инициализации (Initialization Vector, IV).
Процедура WEP-шифрования выглядит следующим образом. Первоначально передаваемые в пакете данные проверяются на целостность (алгоритм CRC-32), после чего контрольная сумма (integrity check value, ICV) добавляется в служебное поле заголовка пакета. Далее генерируется 24-битный вектор инициализации (IV), а к нему добавляется статический (40- или 104-битный) секретный ключ. Полученный таким образом 64- или 128-битный ключ и является исходным ключом для генерации псевдослучайного числа, которое используется для шифрования данных. Далее данные смешиваются (шифруются) с помощью логической операции XOR с псевдослучайной ключевой последовательностью, а вектор инициализации добавляется в служебное поле кадра. Вот, собственно, и всё.
Протокол безопасности WEP предусматривает два способа аутентификации пользователей: Open System (открытая) и Shared Key (общая). При использовании открытой аутентификации, по сути, никакой аутентификации не выполняется, то есть любой пользователь может получить доступ в беспроводную сеть. Однако даже при открытой системе допускается применение WEP-шифрования данных
Взлом беспроводной сети с протоколом WEP
Но перечисленных средств защиты не достаточно. И, чтобы это доказать, начну с инструкции по взлому беспроводных сетей стандарта 802.11b/g на базе протокола безопасности WEP.
Для взлома сети, кроме ноутбука с беспроводным адаптером, потребуется специальная утилита, например aircrack 2.4, которую можно найти в свободном доступе в Интернете.
Данная утилита поставляется сразу в двух вариантах: под Linux и под Windows. Нас интересуют только те файлы, которые размещены в директории aircrack-2.4\win32.
В этой директории имеются три небольшие утилиты (исполняемых файла): airodump.exe, aircrack.exe и airdecap.exe. Первая утилита предназначена для перехвата сетевых пакетов, вторая — для их анализа и получения пароля доступа, а третья — для расшифровки перехваченных сетевых файлов.
Конечно же, не всё так просто, как может показаться. Дело в том, что все подобные программы разработаны под конкретные модели чипов, на базе которых построены сетевые адаптеры. Таким образом, нет гарантии, что выбранный произвольно беспроводной адаптер окажется совместим с программой aircrack-2.4. Более того, даже при использовании совместимого адаптера (список совместимых адаптеров (точнее, чипов беспроводных адаптеров) можно найти в документации к программе) придется повозиться с драйверами, заменив стандартный драйвер от производителя сетевого адаптера на специализированный под конкретный чип.
Процедура взлома беспроводной сети довольно проста. Начинаем с запуска утилиты airodump.exe, которая представляет собой сетевой сниффер для перехвата пакетов. При запуске программы откроется диалоговое окно, где потребуется указать беспроводной сетевой адаптер, тип чипа сетевого адаптера (Network interface type (o/a)), номер канала беспроводной связи (Channel(s): 1 to 14, 0=all) (если номер канала неизвестен, то можно сканировать все каналы). Также задается имя выходного файла, в котором хранятся перехваченные пакеты (Output filename prefix), и указывается, требуется ли захватывать все пакеты целиком (cap-файлы) или только часть пакетов с векторами инициализации (ivs-файлы) (Only write WEP IVs (y/n)). При использовании WEP-шифрования для подбора секретного ключа вполне достаточно сформировать ivs-файл. По умолчанию ivs- или сap-файлы создаются в той же директории, что и сама программа airodump.
После настройки всех опций утилиты airodump откроется информационное окно, в котором отображаются информация об обнаруженных точках беспроводного доступа, сведения о клиентах сети и статистика перехваченных пакетов. Если точек доступа несколько, то статистика будет выдаваться по каждой из них.
Первым делом запишите MAC-адрес точки доступа, SSID беспроводной сети и MAC-адрес одного из подключенных к ней клиентов (если их несколько). Ну а затем нужно подождать, пока не будет перехвачено достаточное количество пакетов.
Количество пакетов, которые нужно перехватить для успешного взлома сети, зависит от длины WEP-ключа (64 или 128 бит) и, конечно же, от удачи. Если в сети используется 64-битный WEP-ключ, то для успешного взлома вполне достаточно захватить полмиллиона пакетов, а во многих случаях и того меньше. Время, которое для этого потребуется, зависит от интенсивности трафика между клиентом и точкой доступа, но, как правило, оно не превышает нескольких минут. В случае же применения 128-битного ключа для гарантированного взлома потребуется перехватить порядка двух миллионов пакетов. Для остановки процесса захвата пакетов (работы утилиты) используется комбинация клавиш Ctrl+C.
После того как выходной ivs-файл сформирован, можно приступать к его анализу. В принципе, это можно делать и одновременно с перехватом пакетов, но для простоты мы рассмотрим последовательное выполнение этих двух процедур. Для анализа сформированного ivs-файла потребуется утилита aircrack.exe, которая запускается из командной строки. В нашем примере применялись следующие параметры запуска:
aircrack.exe –b 00:13:46:1C:A4:5F –n 64 –i 1 out.ivs.
В данном случае –b 00:13:46:1C:A4:5F — это указание MAC-адреса точки доступа, –n 64 — указание длины используемого ключа шифрования, –i 1 — индекс ключа, а out.ivs — файл, который подвергается анализу. Полный перечень параметров запуска утилиты можно посмотреть, просто набрав в командной строке команду aircrack.exe без параметров.
В принципе, поскольку такая информация, как индекс ключа и длина ключа шифрования, обычно заранее неизвестна, традиционно применяется следующий упрощенный вариант запуска команды: aircrack.exe out.ivs.
Вот так легко и быстро проводится вскрытие беспроводных сетей с WEP-шифрованием, так что говорить о безопасности сетей в данном случае вообще неуместно. Действительно, можно ли говорить о том, чего на самом деле нет!
В самом начале статьи мы упомянули, что во всех точках доступа имеются и такие возможности, как применение режима скрытого идентификатора сети и фильтрации по MAC-адресам, которые призваны повысить безопасность беспроводной сети. Но это не спасает.
На самом деле не столь уж и невидим идентификатор сети — даже при активации этого режима на точке доступа. К примеру, уже упомянутая нами утилита airodump все равно покажет вам SSID сети, который впоследствии можно будет использовать для создания профиля подключения к сети (причем несанкционированного подключения).
А если уж говорить о такой несерьезной мере безопасности, как фильтрация по MAC-адресам, то здесь вообще все очень просто. Существует довольно много разнообразных утилит и под Linux, и под Windows, которые позволяют подменять MAC-адрес сетевого интерфейса. К примеру, для несанкционированного доступа в сеть мы подменяли MAC-адрес беспроводного адаптера с помощью утилиты SMAC 1.2. Естественно, в качестве нового MAC-адреса применяется MAC-адрес авторизованного в сети клиента, который определяется все той же утилитой airodump.
Хочется отметить, что после появления WPA, проблема WEP не потеряла актуальности. Дело в том, что в некоторых случаях для увеличения радиуса действия беспроводной сети разворачиваются так называемые распределенные беспроводные сети (WDS) на базе нескольких точек доступа. Но самое интересное заключается в том, что эти самые распределенные сети не поддерживают WPA-протокола и единственной допустимой мерой безопасности в данном случае является применение WEP-шифрования. Ну а взламываются эти WDS-сети абсолютно так же, как и сети на базе одной точки доступа.
Итак, преодолеть систему безопасности беспроводной сети на базе WEP-шифрования никакого труда не представляет. WEP никогда не предполагал полную защиту сети. Он попросту должен был обеспечить беспроводную сеть уровнем безопасности, сопоставимым с проводной сетью. Это ясно даже из названия стандарта "Wired Equivalent Privacy" - безопасность, эквивалентная проводной сети. Получение ключа WEP, если можно так сказать, напоминает получение физического доступа к проводной сети. Что будет дальше - зависит от настроек безопасности ресурсов сети.
Большинство корпоративных сетей требуют аутентификацию, то есть для получения доступа к ресурсам пользователю придётся указать имя и пароль. Серверы таких сетей физически защищены - закрыты в специальной комнате, патч-панели и коммутаторы кабельной сети заперты в шкафах. Кроме того, сети часто бывают сегментированы таким образом, что пользователи не могут добраться туда, куда не нужно.
К сожалению, пользователи ПК с операционными системами компаний Microsoft и Apple не привыкли использовать даже простейшую парольную защиту. Хотя простые домашние сети могут приносить пользу, позволяя разделить одно подключение к Интернету на несколько пользователей или обеспечивая совместный доступ к принтеру, слабая защита часто оказывается причиной заражения сети различными вирусами и "червями".
Уязвимость WEP была обнаружена достаточно быстро после выхода сетей 802.11 на широкий рынок. Для решения этой проблемы пытались реализовать механизмы ротации ключей, усиления векторов инициализации IV, а также другие схемы. Но вскоре стало понятно, что все эти методы неэффективны, и в результате многие беспроводные сети были либо полностью закрыты, либо отделены в сегменты с ограниченным доступом, где для полного доступа требуется создание туннеля VPN или использование дополнительных мер защиты.
К счастью, производители беспроводного сетевого оборудования осознали необходимость создания более стойких методов защиты беспроводных сетей, чтобы продолжать продавать оборудование корпоративным заказчикам и требовательным домашним пользователям. Ответ появился в конце осени 2002 в виде предварительного стандарта Wi-Fi Protected Access или WPA.
Стандарт безопасности WPA
WPA — это временный стандарт, о котором договорились производители оборудования, пока не вступил в силу IEEE 802.11i. По сути, WPA = 802.1X + EAP + TKIP + MIC, где:
WPA — технология защищенного доступа к беспроводным сетям (Wi-Fi Protected Access),
EAP — протокол расширяемый протокол аутентификации (Extensible Authentication Protocol),
TKIP — протокол временной целостности ключей, другой вариант перевода - протокол целостности ключей во времени (Temporal Key Integrity Protocol),
MIC — технология криптографическая проверка целостности пакетов (Message Integrity Code).
Протокол RADIUS. RADIUS- предназначен для работы в связке с сервером аутентификации, в качестве которого обычно выступает RADIUS-сервер. В этом случае беспроводные точки доступа работают в enterprise-режиме.
Если в сети отсутствует RADIUS-сервер, то роль сервера аутентификации выполняет сама точка доступа - так называемый режим WPA-PSK (pre-shared key, общий ключ). В этом режиме в настройках всех точек доступа заранее прописывается общий ключ. Он же прописывается и на клиентских беспроводных устройствах. Такой метод защиты тоже довольно секьюрен (относительно WEP), очень не удобен с точки зрения управления. PSK-ключ требуется прописывать на всех беспроводных устройствах, пользователи беспроводных устройств его могут видеть. Если потребуется заблокировать доступ какому-то клиенту в сеть, придется заново прописывать новый PSK на всех устройствах сети и так далее. Другими словами, режим WPA-PSK подходит для домашней сети и, возможно, небольшого офиса, но не более того.
Ключевыми здесь являются новые модули TKIP и MIC.
За шифрование данных в WPA отвечает протокол TKIP, который, хотя и использует тот же алгоритм шифрования - RC4 - что и в WEP, но в отличие от последнего, использует автоматически подобранные 128-битные ключи, которые создаются непредсказуемым способом и общее число вариаций которых достигает 500 миллиардов. Он применяет более длинный вектор инициализации и использует криптографическую контрольную сумму (MIC) для подтверждения целостности пакетов (последняя является функцией от адреса источника и назначения, а также поля данных). Сложная иерархическая система алгоритма подбора ключей и динамическая их замена через каждые 10 Кбайт (10 тыс. передаваемых пакетов) делают систему максимально защищенной.
Правда, TKIP сейчас не является лучшим в реализации шифрования, поскольку в силу вступают новые алгоритмы, основанные на технологии Advanced Encryption Standard (AES), которая, кстати говоря, уже давно используется в VPN.
Технология проверки целостности сообщений MIC(Message Integrity Check) обороняет от внешнего проникновения и изменения информации. Достаточно сложный математический алгоритм позволяет сверять отправленные в одной точке и полученные в другой данные. Если замечены изменения и результат сравнения не сходится, такие данные считаются ложными и выбрасываются.
Фильтрация MAC-адресов, которая поддерживается всеми современными точками доступа и беспроводными маршрутизаторами, хотя и не является составной частью стандарта 802.11, однако, как считается, позволяет повысить уровень безопасности беспроводной сети. Для реализации данной функции в настройках точки доступа создается таблица MAC-адресов беспроводных адаптеров клиентов, авторизованных для работы в данной сети.
Еще одна мера предосторожности, которую часто используют в беспроводных сетях, — режим скрытого идентификатора сети. Каждой беспроводной сети назначается свой уникальный идентификатор (SSID), который представляет собой название сети. Когда пользователь пытается войти в сеть, драйвер беспроводного адаптера прежде всего сканирует эфир на предмет наличия в ней беспроводных сетей. При применении режима скрытого идентификатора (как правило, этот режим называется Hide SSID) сеть не отображается в списке доступных и подключиться к ней можно только в том случае, если, во-первых, точно известен ее SSID, а во-вторых, заранее создан профиль подключения к этой сети.
Механизмы работы WPA
Технология WPA являлась временной мерой до ввода в эксплуатацию стандарта 802.11i. Часть производителей до официального принятия этого стандарта ввели в обращение технологию WPA2, в которой в той или иной степени используются технологии из 802.11i. Такие как использование протокола CCMP (Counter Mode with Cipher Block Chaining Message Authentication Code Protocol), взамен TKIP, в качестве алгоритма шифрования там применяется усовершенствованный стандарт шифрования AES (Advanced Encryption Standard). А для управления и распределения ключей по-прежнему применяется протокол 802.1x.
Аутентификация пользователя
Как уже было сказано выше, протокол 802.1x может выполнять несколько функций. В данном случае нас интересуют функции аутентификации пользователя и распределение ключей шифрования. Необходимо отметить, что аутентификация происходит «на уровне порта» - то есть пока пользователь не будет аутентифицирован, ему разрешено посылать/принимать пакеты, касающиеся только процесса его аутентификации (учетных данных) и не более того. И только после успешной аутентификации порт устройства (будь то точка доступа или умный коммутатор) будет открыт и пользователь получит доступ к ресурсам сети.
Стандарт WPA использует 802.1x и расширенный протокол аутификации (Extensible Authentication Protocol, EAP) в качестве основы для механизма аутентификации.
Аутентификация требует, чтобы пользователь предъявил свидетельства/ мандат (credentials) того, что ему позволено получать доступ в сеть. Для этого права пользователя проверяются по базе данных зарегистрированных пользователей. Для работы в сети пользователь должен обязательно пройти через механизм аутентификации.
База данных и система проверки в больших сетях обычно принадлежат специальному серверу - чаще всего RADIUS(централизованный сервер аутентификации).
Сервер RADIUS сначала проверяет аутентифицирующую информацию пользователя (на соответствие содержимому своей базы данных об идентификаторах и паролях пользователей) или его цифровой сертификат, а затем активизирует динамическую генерацию ключей шифрования точкой доступа и клиентской системой для каждого сеанса связи.
Однако, поскольку применение WPA подразумевается всеми категориями пользователей беспроводных сетей, стандарт имеет упрощ¨нный режим, который не требует использования сложных механизмов.
Этот режим называется Pre-Shared Key (WPA-PSK) - при его использовании необходимо ввести один пароль на каждый узел беспроводной сети (точки доступа, беспроводные маршрутизаторы, клиентские адаптеры, мосты). До тех пор, пока пароли совпадают, клиенту будет разрешен доступ в сеть.
Функции аутентификации возлагаются на протокол EAP, который сам по себе является лишь каркасом для методов аутентификации. Вся прелесть протокола в том, что его очень просто реализовать на аутентификаторе (точке доступа), так как ей не требуется знать никаких специфичных особенностей различных методов аутентификации. Аутентификатор служит лишь передаточным звеном между клиентом и сервером аутентификации. Методов же аутентификации, которых существует довольно много:
EAP методы аутентификации:
Message Digest 5 (MD5) -- процедура односторонней аутентификации саппликанта сервером аутентификации, основанная на применении хэш-суммы MD5 имени пользователя и пароля как подтверждение для сервера RADIUS. Данный метод не поддерживает ни управления ключами, ни создания динамических ключей. Тем самым исключается его применение в стандарте 802.11i и WPA.
Transport Layer Security (TLS) -- процедура аутентификации, которая предполагает использование цифровых сертификатов Х.509 в рамках инфраструктуры открытых ключей (Public Key Infrastructure -- PKI). EAP-TLS поддерживает динамическое создание ключей и взаимную аутентификацию между саппликантом и сервером аутентификации. Недостатком данного метода является необходимость поддержки инфраструктуры открытых ключей.
Tunneled TLS (TTLS) -- EAP расширяющий возможности EAP-TLS. EAP-TTLS использует безопасное соединение, установленное в результате TLS-квитирования для обмена дополнительной информацией между саппликантом и сервером аутентификации.
Так же существуют и другие методы:
EAP-SIM, EAP-AKA - используются в сетях GSM мобильной связи
LEAP - пропреоретарный метод от Cisco systems
EAP-MD5 - простейший метод, аналогичный CHAP (не стойкий)
EAP-MSCHAP V2 - метод аутентификации на основе логина/пароля пользователя в MS-сетях
EAP-TLS - аутентификация на основе цифровых сертификатов
EAP-SecureID - метод на основе однократных паролей
Кроме вышеперечисленных, следует отметить следующие два метода, EAP-TTLS и EAP-PEAP. В отличие от предыдущих, эти два метода перед непосредственной аутентификацией пользователя сначала образуют TLS-туннель между клиентом и сервером аутентификации. А уже внутри этого туннеля осуществляется сама аутентификация, с использованием как стандартного EAP (MD5, TLS), или старых не-EAP методов (PAP, CHAP, MS-CHAP, MS-CHAP v2), последние работают только с EAP-TTLS (PEAP используется только совместно с EAP методами). Предварительное туннелирование повышает безопасность аутентификации, защищая от атак типа «man-in-middle», «session hihacking» или атаки по словарю.
Протокол PPP засветился там потому, что изначально EAP планировался к использованию поверх PPP туннелей. Но так как использование этого протокола только для аутентификации по локальной сети - излишняя избыточность, EAP-сообщения упаковываются в «EAP over LAN» (EAPOL) пакеты, которые и используются для обмена информацией между клиентом и аутентификатором (точкой доступа).
Схема аутентификации
Она состоит из трех компонентов:
Supplicant - софт, запущенный на клиентской машине, пытающейся подключиться к сети
Authenticator - узел доступа, аутентификатор (беспроводная точка доступа или проводной коммутатор с поддержкой протокола 802.1x)
Authentication Server - сервер аутентификации (обычно это RADIUS-сервер)
Теперь рассмотрим сам процесс аутентификации. Он состоит из следующих стадий:
Клиент может послать запрос на аутентификацию (EAP-start message) в сторону точки доступа.
Точка доступа (Аутентификатор) в ответ посылает клиенту запрос на идентификацию клиента (EAP-request/identity message). Аутентификатор может послать EAP-request самостоятельно, если увидит, что какой-либо из его портов перешел в активное состояние.
Клиент в ответ высылает EAP-response packet с нужными данными, который точка доступа (аутентификатор) перенаправляет в сторону Radius-сервера (сервера аутентификации).
Сервер аутентификации посылает аутентификатору (точке доступа) challenge-пакет (запрос информации о подлинности клиента). Аутентификатор пересылает его клиенту.
Далее происходит процесс взаимной идентификации сервера и клиента. Количество стадий пересылки пакетов туда-сюда варьируется в зависимости от метода EAP, но для беспроводных сетей приемлема лишь «strong» аутентификация с взаимной аутентификацией клиента и сервера (EAP-TLS, EAP-TTLS, EAP-PEAP) и предварительным шифрованием канала связи.
На следующий стадии, сервер аутентификации, получив от клиента необходимую информацию, разрешает (accept) или запрещает (reject) тому доступ, с пересылкой данного сообщения аутентификатору. Аутентификатор (точка доступа) открывает порт для Supplicant-а, если со стороны RADIUS-сервера пришел положительный ответ (Accept).
Порт открывается, аутентификатор пересылает клиенту сообщение об успешном завершении процесса, и клиент получает доступ в сеть.
После отключения клиента, порт на точке доступа опять переходит в состояние «закрыт».
Для коммуникации между клиентом (supplicant) и точкой доступа (authenticator) используются пакеты EAPOL. Протокол RADIUS используется для обмена информацией между аутентификатором (точкой доступа) и RADIUS-сервером (сервером аутентификации). При транзитной пересылке информации между клиентом и сервером аутентификации пакеты EAP переупаковываются из одного формата в другой на аутентификаторе.
Типы аутентификации
TLS
Тип метода аутентификации, использующий протокол EAP и протокол безопасности, именуемый протоколом защиты транспортного уровня (Transport Layer Security - TLS). EAP-TLS использует сертификаты на основе паролей. Аутентификация EAP-TLS поддерживает динамическое управление WEP-ключом. Протокол TLS необходим для защиты и аутентификации коммуникаций в сетях общего пользования путем шифрования данных. Протокол квитирования TLS позволяет клиенту и серверу до посылки данных провести взаимную аутентификацию и выработать алгоритм и ключи шифрования.
TTLS
Эти настройки определяют протокол и идентификационную информацию, используемую для аутентификации пользователя. В аутентификации TTLS (Tunneled Transport Layer Security) клиент использует EAP-TLS для проверки подлинности сервера и создания канала между сервером и клиентом, шифрованного с помощью TLS. Клиент может использовать другой аутентификационный протокол. Обычно протоколы на основе паролей используются через необъявляемый, защищенный TLS-шифрованный канал. В настоящее время TTLS поддерживает все методы, применяемые в ЕАР, а также некоторые более старые методы (PAP, CHAP, MS-CHAP и MS-CHAP-V2). TTLS легко расширяется для работы с новыми протоколами посредством установки новых атрибутов для описания новых протоколов.
PEAP
PEAP - это новый аутентификационный протокол EAP (Extensible Authentication Protocol - EAP) стандарта IEEE 802.1X, разработанный для улучшения системы защиты EAP-Transport Layer Security (EAP-TLS) и поддержки различных методов аутентификации, включающих пароли пользователей, одноразовые пароли и карты доступа (Generic Token Cards).
LEAP
Версия протокола аутентификации Extensible Authentication Protocol (EAP). LEAP (Light Extensible Authentication Protocol) представляет собой специальный расширяемый протокол аутентификации, разработанный Cisco, который отвечает за обеспечение процедуры аутентификации "запрос/ответ" и назначение динамического ключа.
EAP-SIM
Протокол EAP-SIM (Extensible Authentication Protocol Method for GSM Subscriber Identity) - это механизм аутентификации и распространения ключей сеанса. Он использует модуль идентификации подписчика SIM (Subscriber Identity Module) системы глобального позиционирования для мобильных коммуникаций GSM (Global System for Mobile Communications). Аутентификация EAP-SIM использует динамический WEP-ключ, созданный специально для сеанса, полученный для шифрования данных от адаптера клиента или сервера RADIUS. Для EAP-SIM необходим специальный код проверки пользователя или PIN для обеспечения взаимодействия с SIM-картой (Subscriber Identity Module). SIM-карта - это специальная смарт-карта, которая используется в беспроводных цифровых сетях стандарта GSM (Global System for Mobile Communications). Описание протокола EAP-SIM представлено в документации RFC 4186.
EAP-AKA
Метод аутентификации EAP-AKA (Extensible Authentication Protocol Method for UMTS Authentication and Key Agreement) - это механизм EAP, используемый для аутентификации и сеанса распространения ключей, используемый подписчиком модуля идентификации USIM (Subscriber Identity Module) универсальной мобильной телекоммуникационной системы UMTS (Universal Mobile Telecommunications System). Карта USIM - это специальная смарт-карта, предназначенная для проверки подлинности пользователей в сотовых сетях.
Протоколы аутентификации
PAP
Протокол PAP (Password Authentication Protocol) - двусторонний протокол обмена подтверждениями, предназначенный для использования с протоколом
|
|
|
