Настройка ключа безопасности и методов шифрования для беспроводной сети. Ключ безопасности от беспроводной сети Wi-Fi
Wired Equivalent Privacy (WEP) — устаревший алгоритм для обеспечения безопасности беспроводной IEEE 802.11 сети.
Беспроводные сети с использованием радио в большей степени подвержены прослушиванию, чем проводные.
В 1999 году WEP предназначался для обеспечения конфиденциальности, сопоставимой с проводной сетью. Также WEP - необязательная характеристика стандарта IEEE 802.11, которая используется для обеспечения безопасности передачи данных. Она идентична протоколу безопасности в кабельных локальных сетях без применения дополнительных методов шифрования.
Технология WEP
Согласно стандарту 802.11, шифрование данных WEP используется в следующих целях:
1. Предотвращение несанкционированного доступа к данным при использовании беспроводных сетевых устройств.
2. Предотвращение перехвата трафика беспроводных локальных сетей.
WEP позволяет администратору беспроводной сети определять для каждого пользователя набор ключей, основанный на "строке ключей", которая обрабатывается алгоритмом WEP. Любой пользователь, не имеющий требуемого ключа, не может получить доступ в сеть.
Как указывается в спецификации, WEP использует алгоритм шифрования RC4 с 40-битным или 128-битным ключом. При включении WEP все станции (как клиентские, так и точки доступа) получают свой ключ, который применяется для шифрования данных, прежде чем последние будут переданы на передатчик. Если станция получает пакет, не зашифрованный соответствующим ключом, он исключается из трафика. Этот метод служит для защиты от несанкционированного доступа и перехвата данных.
Начиная с 2001 года ряд серьёзных недостатков, выявленных криптоаналитиками, показали, что сегодня WEP—связи можно взломать за несколько минут. Через несколько месяцев в IEEE была создана новая 802.11i целевая группа по борьбе с проблемами. В 2003 году Wi-Fi Альянс объявил о том, что WEP был заменён на WPA, который представлял собой 802.11i поправку. В 2004 году с момента полного принятия стандарта 802.11i(или WPA2) IEEE заявило что WEP-40 и WEP-104 не рекомендуются, поскольку не выполняют своих обязанностей в области обеспечения безопасности. Несмотря на свои недостатки WEP и сегодня широко используется.
Специалисты, изучающие проблему защиты информации, опубликовали подробный отчет о слабостях в методах кодирования, широко применяемых для засекречивания информации при передаче по беспроводным сетям.
Корень проблемы – имеющиеся лазейки в обеспечении секретности, возникающие от недостатков в алгоритме присвоения кода, используемом в Wired Equivalent Privacy (WEP) - протоколе, являющимся частью сетевого радио-стандарта 802.11.
Уязвимости защиты при радиопередаче данных были широко описаны и прежде, но основное отличие недавно обнаруженного недостатка заключается в том, что его гораздо проще эксплуатировать. По сообщению EE-Times, пассивный перехват зашифрованного текста с дальнейшей обработкой его по методу, предложенному исследователями, позволил бы злоумышленнику с радио LAN-подключением подбирать защитные коды менее чем за 15 минут. Увеличение длины ключа, применяемого при кодировании, не дало бы пользы при отражении нападений, основанных на использовании фундаментальной ошибки, заключающейся в самой методологии используемой техники кодирования.
Механизм шифрования WEP
Шифрование WEP (Wired Equivalent Privacy - секретность на уровне проводной связи) основано на алгоритме RC4 (Rivest’s Cipher v.4 - код Ривеста), который представляет собой симметричное потоковое шифрование. Как было отмечено ранее, для нормального обмена пользовательскими данными ключи шифрования у абонента и точки радиодоступа должны быть идентичными.
Ядро алгоритма состоит из функции генерации ключевого потока. Эта функция генерирует последовательность битов, которая затем объединяется с открытым текстом посредством суммирования по модулю два. Дешифрация состоит из регенерации этого ключевого потока и суммирования его с шифрограммой по модулю два для восстановления исходного текста. Другая главная часть алгоритма - функция инициализации, которая использует ключ переменной длины для создания начального состояния генератора ключевого потока.
RC4 - фактически класс алгоритмов, определяемых размером его блока. Этот параметр n является размером слова для алгоритма. Обычно, n = 8, но в целях анализа можно уменьшить его. Однако для повышения уровня безопасности необходимо задать большее значение этой величины. Внутреннее состояние RC4 состоит из массива размером 2n слов и двух счетчиков, каждый размером в одно слово. Массив известен как S-бокс, и далее он будет обозначаться как S. Он всегда содержит перестановку 2n возможных значений слова. Два счетчика обозначены через i и j.
Алгоритм инициализации RC4
Этот алгоритм использует ключ, сохраненный в Key и имеющий длину l байт. Инициализация начинается с заполнения массива S, далее этот массив перемешивается путем перестановок, определяемых ключом. Так как над S выполняется только одно действие, должно выполняться утверждение, что S всегда содержит все значения кодового слова.
Начальное заполнение массива:
for i = 0 to 2n – 1
Скрэмблирование :
for i = 0 to 2n – 1
j = j + S[i] + Key
Перестановка (S[i], S[j])
Генератор ключевого потока RC4 переставляет значения, хранящиеся в S, и каждый раз выбирает новое значение из S в качестве результата. В одном цикле RC4 определяется одно n-битное слово K из ключевого потока, которое в дальнейшем суммируется с исходным текстом для получения зашифрованного текста.
Инициализация:
Цикл генерации:
Перестановка (S[i], S[j])
Результат: K = S + S[j]].
Особенности WEP-протокола
Достаточно устойчив к атакам, связанным с простым перебором ключей шифрования, что обеспечивается необходимой длиной ключа и частотой смены ключей и инициализирующего вектора;
Самосинхронизация для каждого сообщения. Это свойство является ключевым для протоколов уровня доступа к среде передачи, где велико число искаженных и потерянных пакетов;
Эффективность : WEP легко реализовать;
Открытость ;
Использование WEP-шифрования не является обязательным в сетях стандарта IEEE 802.11.
Для непрерывного шифрования потока данных используется потоковое и блочное шифрование.
Потоковое шифрование
При потоковом шифровании выполняется побитовое сложение по модулю 2 (функция “исключающее ИЛИ”, XOR) ключевой последовательности, генерируемой алгоритмом шифрования на основе заранее заданного ключа, и исходного сообщения. Ключевая последовательность имеет длину, соответствующую длине исходного сообщения, подлежащего шифрованию.
Блочное шифрование
Блочное шифрование работает с блоками заранее определенной длины, не меняющейся в процессе шифрования. Исходное сообщение фрагментируется на блоки, и функция XOR вычисляется над ключевой последовательностью и каждым блоком. Размер блока фиксирован, а последний фрагмент исходного сообщения дополняется пустыми символами до длины нормального блока. Например, при блочном шифровании с 16-байтовыми блоками исходное сообщение длиной в 38 байтов фрагментируется на два блока длиной по 16 байтов и 1 блок длиной 6 байтов, который затем дополняется 10 байтами пустых символов до длины нормального блока.
Потоковое шифрование и блочное шифрование используют метод электронной кодовой книги (ECB). Метод ECB характеризуется тем, что одно и то же исходное сообщение на входе всегда порождает одно и то же зашифрованное сообщение на выходе. Это потенциальная брешь в системе безопасности, ибо сторонний наблюдатель, обнаружив повторяющиеся последовательности в зашифрованном сообщении, в состоянии сделать обоснованные предположения относительно идентичности содержания исходного сообщения.
Для устранения указанной проблемы используют:
· Векторы инициализации (Initialization Vectors - IVs).
· Обратную связь (feedback modes).
До начала процесса шифрования 40- или 104-битный секретный ключ распределяется между всеми станциями, входящими в беспроводную сеть. К секретному ключу добавляется вектор инициализации (IV).
Вектор инициализации
Вектор инициализации (Initialization Vector - IV) используется для модификации ключевой последовательности. При использовании вектора инициализации ключевая последовательность генерируется алгоритмом шифрования, на вход которого подается секретный ключ, совмещенный с IV. При изменении вектора инициализации ключевая последовательность также меняется. На рис. 8.3 исходное сообщение шифруется с использованием новой ключевой последовательности, сгенерированной алгоритмом шифрования после подачи на его вход комбинации из секретного ключа и вектора инициализации, что порождает на выходе шифрованное сообщение.
Таким образом, один и тот же нешифрованный фрейм, передаваемый многократно, каждый раз будет порождать уникальный шифрованный фрейм.
Вектор инициализации имеет длину 24 бита и совмещается с 40- или 104-битовым базовым ключом шифрования WEP таким образом, что на вход алгоритма шифрования подается 64- или 128-битовый ключ. Вектор инициализации присутствует в нешифрованном виде в заголовке фрейма в радиоканале, с тем чтобы принимающая сторона могла успешно декодировать этот фрейм. Несмотря на то, что обычно говорят об использовании шифрования WEP с ключами длиной 64 или 128 битов, эффективная длина ключа составляет лишь 40 или 104 бита по причине передачи вектора инициализации в нешифрованном виде. При настройках шифрования в оборудовании при 40-битном эффективном ключе вводятся 5 байтовых ASCII-символов (5×8=40) или 10 шестнадцатеричных чисел (10×4=40), и при 104-битном эффективном ключе вводятся 13 байтовых ASCII-символов (3×8=104) или 26 шестнадцатеричных чисел (26×4=104). Некоторое оборудование может работать со 128-битным ключом.
Слабые места WEP шифрования и примеры атак
Все атаки на WEP основаны на недостатках шифра RC4, таких, как возможность коллизий векторов инициализации и изменения кадров. Для всех типов атак требуется проводить перехват и анализ кадров беспроводной сети. В зависимости от типа атаки, количество кадров, требуемое для взлома, различно. С помощью программ, таких как Aircrack-ng, взлом беспроводной сети с WEP шифрованием осуществляется очень быстро и не требует специальных навыков.
Атака Фларера-Мантина-Шамира
Была предложена в 2001 году Скоттом Фларером, Ициком Мантином и Ади Шамиром. Требует наличия в кадрах слабых векторов инициализации. В среднем для взлома необходимо перехватить около полумиллиона кадров. При анализе используются только слабые векторы. При их отсутствии (например, после коррекции алгоритма шифрования) данная атака неэффективна.
Атака KoreK
В 2004 году была предложена хакером, называющим себя KoreK. Ее особенность в том, что для атаки не требуются слабые вектора инициализации. Для взлома необходимо перехватить несколько сотен тысяч кадров. При анализе используются только векторы инициализации.
Атака Тевса-Вайнмана-Пышкина
Была предложена в 2007 году Эриком Тевсом (Erik Tews), Ральфом-Филипом Вайнманом (Ralf-Philipp Weinmann) и Андреем Пышкиным. Использует возможность инъекции ARP запросов в беспроводную сеть. На данный момент это наиболее эффективная атака, для взлома требуется всего несколько десятков тысяч кадров. При анализе используются кадры целиком.В заключении можно напомнить, что в алгоритме есть множество слабых мест:
- механизмы обмена ключами и проверки целостности данных
- малая разрядность ключа и вектора инициализации (англ. Initialization vector)
- способ аутентификации
- алгоритм шифрования.
В 2001 году появилась спецификация WEP-104, которая, тем не менее, не решила проблемы, так как длина вектора инициализации и способ проверки целостности данных остались прежними. В 2004 году IEEE одобрил новые механизмы WPA и WPA2. С тех пор WEP считается устаревшим. В 2008 году вышел стандарт DSS (англ. Data Security Standard) комитета SSC (англ. Security Standards Council) организации PCI (англ. Payment Card Industry) в котором рекомендуется прекратить использовать WEP для шифрования после 30 июня 2010 года.
1.Введение
2.Стандарт безопасности WEP
3.Стандарт безопасности WPA
4.Стандарт безопасности WPA2
5.Заключение
6.Список используемой литературы
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.
Сегодня мы чуть глубже копнем тему защиты беспроводного соединения. Разберемся, что такое — его еще называют «аутентификацией» — и какой лучше выбрать. Наверняка при вам попадались на глаза такие аббревиатуры, как WEP, WPA, WPA2, WPA2/PSK. А также их некоторые разновидности — Personal или Enterprice и TKIP или AES. Что ж, давайте более подробно изучим их все и разберемся, какой тип шифрования выбрать для обеспечения максимальной без потери скорости.
Отмечу, что защищать свой WiFi паролем нужно обязательно, не важно, какой тип шифрования вы при этом выберете. Даже самая простая аутентификация позволит избежать в будущем довольно серьезных проблем.
Почему я так говорю? Тут даже дело не в том, что подключение множества левых клиентов будет тормозить вашу сеть — это только цветочки. Главная причина в том, что если ваша сеть незапаролена, то к ней может присосаться злоумышленник, который из-под вашего роутера будет производить противоправные действия, а потом за его действия придется отвечать вам, так что отнеситесь к защите wifi со всей серьезностью.
Шифрование WiFi данных и типы аутентификации
Итак, в необходимости шифрования сети wifi мы убедились, теперь посмотрим, какие бывают типы:
Что такое WEP защита wifi?
WEP (Wired Equivalent Privacy) — это самый первый появившийся стандарт, который по надежности уже не отвечает современным требованиям. Все программы, настроенные на взлом сети wifi методом перебора символов, направлены в большей степени именно на подбор WEP-ключа шифрования.
Что такое ключ WPA или пароль?
WPA (Wi-Fi Protected Access) — более современный стандарт аутентификации, который позволяет достаточно надежно оградить локальную сеть и интернет от нелегального проникновения.
Что такое WPA2-PSK — Personal или Enterprise?
WPA2 — усовершенствованный вариант предыдущего типа. Взлом WPA2 практически невозможен, он обеспечивает максимальную степень безопасности, поэтому в своих статьях я всегда без объяснений говорю о том, что нужно устанавливать именно его — теперь вы знаете, почему.
У стандартов защиты WiFi WPA2 и WPA есть еще две разновидности:
- Personal , обозначается как WPA/PSK или WPA2/PSK. Этот вид самый широко используемый и оптимальный для применения в большинстве случаев — и дома, и в офисе. В WPA2/PSK мы задаем пароль из не менее, чем 8 символов, который хранится в памяти того устройства, которые мы подключаем к роутеру.
- Enterprise — более сложная конфигурация, которая требует включенной функции RADIUS на роутере. Работает она по принципу , то есть для каждого отдельного подключаемого гаджета назначается отдельный пароль.
Типы шифрования WPA — TKIP или AES?
Итак, мы определились, что оптимальным выбором для обеспечения безопасности сети будет WPA2/PSK (Personal), однако у него есть еще два типа шифрования данных для аутентификации.
- TKIP — сегодня это уже устаревший тип, однако он все еще широко употребляется, поскольку многие девайсы энное количество лет выпуска поддерживают только его. Не работает с технологией WPA2/PSK и не поддерживает WiFi стандарта 802.11n.
- AES — последний на данный момент и самый надежный тип шифрования WiFi.
Какой выбрать тип шифрования и поставить ключ WPA на WiFi роутере?
С теорией разобрались — переходим к практике. Поскольку стандартами WiFi 802.11 «B» и «G», у которых максимальная скорость до 54 мбит/с, уже давно никто не пользуется — сегодня нормой является 802.11 «N» или «AC», которые поддерживают скорость до 300 мбит/с и выше, то рассматривать вариант использования защиты WPA/PSK с типом шифрования TKIP нет смысла. Поэтому когда вы настраиваете беспроводную сеть, то выставляйте по умолчанию
WPA2/PSK — AES
Либо, на крайний случай, в качестве типа шифрования указывайте «Авто», чтобы предусмотреть все-таки подключение устройств с устаревшим WiFi модулем.
При этом ключ WPA, или попросту говоря, пароль для подключения к сети, должен иметь от 8 до 32 символов, включая английские строчные и заглавные буквы, а также различные спецсимволы.
Защита беспроводного режима на маршрутизаторе TP-Link
На приведенных выше скринах показана панель управления современным роутером TP-Link в новой версии прошивки. Настройка шифрования сети здесь находится в разделе «Дополнительные настройки — Беспроводной режим».
В старой «зеленой» версии интересующие нас конфигурации WiFi сети расположены в меню «Беспроводной режим — Защита «. Сделаете все, как на изображении — будет супер!
Если заметили, здесь еще есть такой пункт, как «Период обновления группового ключа WPA». Дело в том, что для обеспечения большей защиты реальный цифровой ключ WPA для шифрования подключения динамически меняется. Здесь задается значение в секундах, после которого происходит смена. Я рекомендую не трогать его и оставлять по умолчанию — в разных моделях интервал обновления отличается.
Метод проверки подлинности на роутере ASUS
На маршрутизаторах ASUS все параметры WiFi расположены на одной странице «Беспроводная сеть»
Защита сети через руотер Zyxel Keenetic
Аналогично и у Zyxel Keenetic — раздел «Сеть WiFi — Точка доступа»
В роутерах Keenetic без приставки «Zyxel» смена типа шифрования производится в разделе «Домашняя сеть».
Настройка безопасности роутера D-Link
На D-Link ищем раздел «Wi-Fi — Безопасность »
Что ж, сегодня мы разобрались типами шифрования WiFi и с такими терминами, как WEP, WPA, WPA2-PSK, TKIP и AES и узнали, какой из них лучше выбрать. О других возможностях обеспечения безопасности сети читайте также в одной из прошлых статей, в которых я рассказываю о по MAC и IP адресам и других способах защиты.
Видео по настройке типа шифрования на маршрутизаторе
WEP (Wired Equivalent Privacy) - Защита, эквивалентная секретности) - характеристика стандарта 802.11, которая используется для обеспечения безопасности передачи данных. Шифрование данных осуществлялось с использованием алгоритма RC4 на ключе со статической составляющей от 40 до 104 бит и с дополнительной случайной динамической составляющей (вектором инициализации) размером 24 бит; в результате шифрование данных производилось на ключе размером от 64 до 128 бит. Перед WEP не стоит задача полностью скрыть передаваемую информацию, требуется лишь сделать ее недоступной для прочтения.
Эта технология была разработана специально для шифрования потока передаваемых данных в рамках локальной сети. Использует не самый стойкий алгоритм RC4 на статическом ключе. Часть WEP-ключа является статической (40 бит в случае 64-битного шифрования), а другая часть (24 бит) – динамичекая (вектор инициализации), то есть меняющаяся в процессе работы сети. Основной уязвимостью протокола WEP является то, что вектора инициализации повторяются через некоторый промежуток времени, и взломщику потребуется лишь собрать эти повторы и вычислить по ним статическую часть ключа. Для повышения уровня безопасности можно дополнительно к WEP шифрованию использовать стандарт 802.1x или VPN.
Для усиления защиты применяется так называемый вектор инициализации Initialization Vector (IV), который предназначен для рандомизации дополнительной части ключа, что обеспечивает различные вариации шифра для разных пакетов данных. Данный вектор является 24-битным. Таким образом, в результате мы получаем общее шифрование с разрядностью от 64 (40+24) до 128 (104+24) бит. Идея очень здравая, поскольку при шифровании мы оперируем и постоянными, и случайно подобранными символами.
Взломать подобную защиту можно - соответствующие утилиты присутствуют в Интернете (например, AirSnort, WEPcrack). Основное её слабое место - это как раз-таки вектор инициализации. Поскольку мы говорим о 24 битах, это подразумевает около 16 миллионов комбинаций (2 в 24 степени) - после использования этого количества ключ начинает повторяться. Хакеру необходимо найти эти повторы (от 15 минут до часа для ключа 40 бит) и за секунды взломать остальную часть ключа. После этого он может входить в сеть как обычный зарегистрированный пользователь.
Протокол безопасности wep
В том же, 1997 г., когда базовый стандарт 802.11 ратифицировали, в IEEE был одобрен механизм Wired Equivalent Privacy (WEP), который использует шифрование в качестве средства обеспечения безопасности в беспроводных сетях. WEP работает на втором уровне модели OSI и применяет для шифрования 40-битный ключ, что явно недостаточно.
Еще в октябре 2000 г. был опубликован документ IEEE 802.11-00/362 под названием "Unsafe at any key size; An analysis of the WEP encapsulation", созданный Джесси Уолкером (Jesse R. Walker), где описываются проблемы алгоритма WEP и атаки, которые могут быть организованы с использованием его уязвимостей. Данная проблема получила развитие в двух работах, опубликованных с интервалом в месяц: "Intercepting Mobile Communications: The Insecurity of 802.11" от сотрудников университета Беркли, представленной на 7-й ежегодной конференции по мобильной вычислительной технике и сетям в июле 2001 г., и "Weaknesses in the Key Scheduling Algorithm of RC4" (совместно подготовлена специалистами Cisco Systems и факультета вычислительной техники израильского института Weizmann), вышедшей в свет в августе 2001 г.
В этом же году появилась и первая утилита, разработанная Адамом Стаблфилдом (Adam Stubblefield), в которой на практике были реализованы теоретические выкладки вышеприведенных авторов и которая взламывала WEP-шифр в течение нескольких часов. На сегодняшний день существуют утилиты, позволяющие взломать WEP за 5--30 с. Проблемы алгоритма WEP носят комплексный характер и кроются в целой серии слабых мест:
Механизме обмена ключами (а точнее, практически полном его отсутствии);
Малых разрядностях ключа и вектора инициализации (Initialization Vector -- IV);
Механизме проверки целостности передаваемых данных;
Способе аутентификации и алгоритме шифрования RC4. Процесс шифрования WEP выполняется в два этапа.
1 Вначале подсчитывается контрольная сумма (Integrity Checksum Value -- ICV) с применением алгоритма Cyclic Redundancy Check (CRC-32), добавляемая в конец незашифрованного сообщения и служащая для проверки его целостности принимаемой стороной.
2. На втором этапе осуществляется непосредственно шифрование.
Ключ для WEP-шифрования -- общий секретный ключ, который должны знать устройства на обеих сторонах беспроводного канала передачи данных. Этот секретный 40-битный ключ вместе со случайным 24-битным IV является входной последовательностью для генератора псевдослучайных чисел, базирующегося на шифре Вернама для генерации строки случайных символов, называемой ключевым потоком (key stream).
Данная операция выполняется с целью избежания методов взлома, основанных на статистических свойствах открытого текста.
IV используется, чтобы обеспечить для каждого сообщения свой уникальный ключевой поток.Зашифрованное сообщение (рис. 1) образуется в результате выполнения операции XOR над незашифрованным сообщением с ICV и ключевым потоком. Чтобы получатель мог прочитать его, в передаваемый пакет в открытом виде добавляется IV. Когда информация принимается на другой стороне, производится обратный процесс (p=c+b). Значение b получатель вычисляет, применив код Вернама к входной последовательности, состоящей из ключа К (который он знает заранее) и IV, пришедшего этим же сообщением в открытом виде. Для каждого очередного пакета процесс повторяется с новым выбранным значением IV. К числу известных свойств алгоритма RC4 относится то, что при использовании одного и того же значения ключа и вектора инициализации мы всегда будем получать одинаковое значение b , следовательно, применение операции XOR к двум текстам, зашифрованным RC4 с помощью того же значения b , представляет собой не что иное, как операцию XOR к двум начальным текстам.
|
c 1 =p 1 +b; c 2 =p 2 +b; c 1 +c 2 =(p 1 +b)+(p 2 +b)=p 1 +p 2 |
Таким образом, мы можем получить незашифрованный текст, являющийся результатом операции XOR между двумя другими оригинальными текстами. Процедура их извлечения не составляет большого труда. Наличие оригинального текста и IV позволяет вычислить ключ, что в дальнейшем даст возможность читать все сообщения данной беспроводной сети. После несложного анализа можно легко рассчитать, когда повторится b . Так как ключ K постоянный, а количество вариантов IV составляет 2 24 =16 777 216, то при достаточной загрузке точки доступа, среднем размере пакета в беспроводной сети, равном 1500 байт (12 000 бит), и средней скорости передачи данных, например 5 Mbps (при максимальной 11 Mbps), мы получим, что точкой доступа будет передаваться 416 сообщений в секунду, или же 1 497 600 сообщений в час, т. е. повторение произойдет через 11 ч 12 мин (2 24 /1 497 600=11,2 ч). Данная проблема носит название "коллизия векторов". Существует большое количество способов, позволяющих ускорить этот процесс. Кроме того, могут применяться атаки "с известным простым текстом", когда одному из пользователей сети посылается сообщение с заранее известным содержанием и прослушивается зашифрованный трафик. В этом случае, имея три составляющие из четырех (незашифрованный текст, вектор инициализации и зашифрованный текст), можно вычислить ключ.
С ICV, используемым в WEP-алгоритме, дела обстоят аналогично. Значение CRC-32 подсчитывается на основе поля данных сообщения. Это хороший метод для определения ошибок, возникающих при передаче информации, но он не обеспечивает целостность данных, т. е. не гарантирует, что они не были подменены в процессе передачи. Контрольная сумма CRC-32 имеет линейное свойство: CRC(A XOR B)=CRC(A)XOR CRC(B), предоставляющее нарушителю возможность легко модифицировать зашифрованный пакет без знания WEP-ключа и пересчитать для него новое значение ICV.
