Типы шифрования wifi. WPA2-Enterprise, или правильный подход к безопасности Wi-Fi сети

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.

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

Здравствуйте дорогие читатели. Слабая система защиты маршрутизатора подвергает вашу сеть опасности. Все мы знаем, насколько важна безопасность маршрутизатора, но большинство людей не осознают, что некоторые настройки безопасности могут замедлить работы всей сети.

Основными вариантами шифрования данных, проходящих через маршрутизатор, являются протоколы WPA2-AES и WPA2-TKIP . Сегодня вы поговорим о каждом из них и объясним, почему стоит выбирать AES.

Знакомимся с WPA

WPA или защищённый доступ к Wi-Fi стал ответом Wi-Fi Альянса на уязвимости безопасности, которыми изобиловал протокол WEP. Важно отметить, что он не предназначался в качестве полноценного решения. Скорее, он должен был стать временным выбором, позволяющим людям использовать существующие маршрутизаторы, не прибегая к помощи протокола WEP, имеющего заметные изъяны в безопасности.

Хотя WPA и превосходил WEP, он тоже имел собственные проблемы с безопасностью. Несмотря на то, что атаки обычно не были способны пробиться через сам алгоритм TKIP (протокол целостности временного ключа), обладающий 256-битным шифрованием, они могли обойти дополнительную систему, встроенную в данный протокол и называющуюся WPS или Защищённая Установка Wi-Fi .

Защищённая Установка Wi-Fi была разработана для облегчения подключения устройств друг к другу. Однако из-за многочисленных брешей безопасности, с которыми она была выпущена, WPS начала исчезать в небытие, унося с собой WPA.

На данный момент как WPA, так и WEP уже не используются, поэтому мы станем вдаваться в подробности и, вместо этого, рассмотрим новую версию протокола — WPA2.

Почему WPA2 лучше

В 2006 году WPA стал устаревшим протоколом и на смену ему пришёл WPA2.

Замена шифрования TKIP на новый и безопасный алгоритм AES (стандарт продвинутого шифрования) привела к появлению более быстрых и защищённых Wi-Fi сетей. Причина в том, что TKIP был не полноценным алгоритмом, а скорее временной альтернативой. Проще говоря, протокол WPA-TKIP являлся промежуточным выбором, обеспечившим работоспособность сетей в течение трёх лет, прошедших между появлением WPA-TKIP и выпуском WPA2-AES.

Дело в том, что AES — реальный алгоритм шифрования, использующийся не только для защиты Wi-Fi сетей. Это серьёзный мировой стандарт, применявшийся правительством, когда-то популярной программой TrueCrypt и многими другими для защиты данных от любопытных глаз. Тот факт, что этот стандарт защищает вашу домашнюю сеть — приятный бонус, но для этого требуется приобрести новый маршрутизатор.

AES против TKIP в плане безопасности

TKIP — это, по сути, патч для WEP, решающий проблему из-за которой атакующий мог получить ваш ключ после исследования относительно небольшого объёма трафика, прошедшего через маршрутизатор. TKIP исправил эту уязвимость путём выпуска нового ключа каждые несколько минут, что в теории не позволило бы хакеру собрать достаточно данных для расшифровки ключа или потокового шифра RC4, на который полагается алгоритм.

Хотя TKIP в своё время стал значительным улучшением в плане безопасности, сегодня он превратится в устаревшую технологию, уже не считающуюся достаточно безопасной для защиты сетей от хакеров. К примеру, его крупнейшая, но не единственная уязвимость, известная как chop-chop атака стала достоянием общественности ещё до появления самого метода шифрования.

Chop-chop атака позволяет хакерам, знающим как перехватывать и анализировать потоковые данные, генерируемые сетью, использовать их для расшифровки ключа и отображения информации в виде обычного, а не закодированного текста.

AES — совершенно другой алгоритм шифрования, намного превосходящий возможности TKIP. Этот алгоритм представляет собой 128, 192 или 256-битный блоковый шифр, не страдающий уязвимостями, которые имел TKIP.

Если объяснять алгоритм простым языком, он берёт открытый текст и преобразует его в зашифрованный текст. Для стороннего наблюдателя, не имеющего ключа, такой текст выглядит как строка случайных символов. Устройство или человек на другой стороне передачи имеет ключ, который разблокирует или расшифровывает данные. В этом случае, маршрутизатор имеет первый ключ и шифрует данные до передачи, а у компьютера есть второй ключ, который расшифровывает информацию, позволяя вывести её на ваш экран.

Уровень шифрования (128, 192 или 256-бит) определяет количество перестановок применяемых к данным, а значит и потенциальное число возможных комбинаций, если вы заходите его взломать.

Даже самый слабый уровень AES шифрования (128-бит) теоретически невозможно взломать, поскольку компьютеру текущий вычислительной мощности потребовалось бы 100 миллиардов лет на поиск верного решения для данного алгоритма.

AES против TKIP в плане скорости

TKIP — устаревший метод шифрования и, кроме проблем с безопасностью, он также замедляет системы, которые до сих пор с ним работают.

Большинство новых маршрутизаторов (всё стандарта 802.11n или старше) по умолчанию используют шифрование WPA2-AES, но если вы работаете со старым маршрутизатором или по какой-то причине выбрали шифрование WPA-TKIP, высоки шансы, что вы теряете значительную часть скорости.

Любой маршрутизатор, поддерживающий стандарт 802.11n (хотя вам всё же стоит приобрести маршрутизатор AC), замедляется до 54 Мбит при включении WPA или TKIP в настройках безопасности. Это делается для того, чтобы протоколы безопасности корректно работали со старыми устройствами.

Стандарт 802.11ac с шифрованием WPA2-AES теоретически предлагает максимальную скорость 3,46 Гбит в оптимальных (читай: невозможных) условиях. Но даже если не принимать это во внимание, WPA2 и AES всё равно гораздо быстрее, чем TKIP.

Итоги

AES и TKIP вообще нельзя сравнивать между собой. AES — более продвинутая технология, во всех смыслах этого слова. Высокая скорость работы маршрутизаторов, безопасный браузинг и алгоритм, на который полагаются даже правительства крупнейших стран делают её единственно верным выбором для всех новых и уже существующих Wi-Fi сетей.

Учитывая всё, что предлагает AES, есть ли достойная причина отказаться от использования этого алгоритма в домашней сети? А почему вы применяете (или не применяете) его?

Протокол WPA2 определяется стандартом IEEE 802.11i, созданным в 2004 году, с целью заменить . В нём реализовано CCMP и шифрование AES , за счет чего WPA2 стал более защищённым, чем свой предшественник. С 2006 года поддержка WPA2 является обязательным условием для всех сертифицированных устройств.

Разница между WPA и WPA2

Поиск разницы между и WPA2 для большинства пользователей актуальности не имеет, так как вся защита беспроводной сети сводится к выбору более-менее сложного пароля на доступ. На сегодняшний день ситуация такова, что все устройства, работающие в сетях Wi-Fi, обязаны поддерживать WPA2, так что выбор WPA обусловлен может быть только нестандартными ситуациями. К примеру, операционные системы старше Windows XP SP3 не поддерживают работу с WPA2 без применения патчей, так что машины и устройства, управляемые такими системами, требуют внимания администратора сети. Даже некоторые современные смартфоны могут не поддерживать новый протокол шифрования, преимущественно это касается внебрендовых азиатских гаджетов. С другой стороны, некоторые версии Windows старше XP не поддерживают работу с WPA2 на уровне объектов групповой политики, поэтому требуют в этом случае более тонкой настройки сетевых подключений.

Техническое отличие WPA от WPA2 состоит в технологии шифрования, в частности, в используемых протоколах. В WPA используется протокол TKIP, в WPA2 - протокол AES. На практике это означает, что более современный WPA2 обеспечивает более высокую степень защиты сети. К примеру, протокол TKIP позволяет создавать ключ аутентификации размером до 128 бит, AES - до 256 бит.

Отличие WPA2 от WPA заключается в следующем:

• WPA2 представляет собой улучшенный WPA.
• WPA2 использует протокол AES, WPA - протокол TKIP.
• WPA2 поддерживается всеми современными беспроводными устройствами.
• WPA2 может не поддерживаться устаревшими операционными системами.
• Степень защиты WPA2 выше, чем WPA.

Аутентификация в WPA2

Как WPA, так и 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, иногда именуемый предварительно распределяемым ключом . Ключ PSK, а также идентификатор и длина последнего вместе образуют математический базис для формирования главного парного ключа PMK (Pairwise Master Key) , который используется для инициализации четырехстороннего квитирования связи и генерации временного парного или сеансового ключа PTK (Pairwise Transient Key) , для взаимодействия беспроводного пользовательского устройства с точкой доступа. Как и статическому , протоколу WPA2-Personal присуще наличие проблем распределения и поддержки ключей, что делает его более подходящим для применения в небольших офисах, нежели на предприятиях.

Однако в протоколе WPA2-Enterprise успешно решаемы 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 соединения и направляют аутентификационные пакеты на соответствующий сервер аутентификации, как правило, это . Базой для режима WPA2-Enterprise служит стандарт 802.1X, поддерживающий основанную на контроле портов аутентификацию пользователей и машин, пригодную как для проводных коммутаторов, так и для беспроводных точек доступа.

Шифрование WPA2

В основе стандарта WPA2 лежит метод шифрования AES, пришедший на смену стандартам DES и 3DES в качестве отраслевого стандарта де-факто. Требующий большого объема вычислений, стандарт AES нуждается в аппаратной поддержке, которая не всегда имеется в старом оборудовании БЛВС.

Для аутентификации и обеспечения целостности данных WPA2 использует протокол CBC-MAC (Cipher Block Chaining Message Authentication Code), а для шифрования данных и контрольной суммы MIC - режим счетчика (Counter Mode - CTR). Код целостности сообщения (MIC) протокола WPA2 представляет собой не что иное, как контрольную сумму и в отличие от и WPA обеспечивает целостность данных для неизменных полей заголовка 802.11. Это предотвращает атаки типа packet replay с целью расшифровки пакетов или компрометации криптографической информации.

Для расчета MIC используется 128-разрядный вектор инициализации (Initialization Vector - IV), для шифрования IV - метод AES и временный ключ, а в итоге получается 128-разрядный результат. Далее над этим результатом и следующими 128 бит данных выполняется операция “исключающее ИЛИ”. Результат ее шифруется посредством AES и TK, а затем над последним результатом и следующими 128 бит данных снова выполняется операция “исключающее ИЛИ”. Процедура повторяется до тех пор, пока не будет исчерпана вся полезная нагрузка. Первые 64 разряда полученного на самом последнем шаге результата используются для вычисления значения MIC.

Для шифрования данных и MIC используется основанный на режиме счетчика алгоритм. Как и при шифровании вектора инициализации MIC, выполнение этого алгоритма начинается с предварительной загрузки 128-разрядного счетчика, где в поле счетчика вместо значения, соответствующего длине данных, берется значение счетчика, установленное на единицу. Таким образом, для шифрования каждого пакета используется свой счетчик.

С применением AES и TK шифруются первые 128 бит данных, а затем над 128-бит результатом этого шифрования выполняется операция “исключающее ИЛИ”. Первые 128 бит данных дают первый 128-разрядный зашифрованный блок. Предварительно загруженное значение счетчика инкрементально увеличивается и шифруется посредством AES и ключа шифрования данных. Затем над результатом этого шифрования и следующими 128 бит данных, снова выполняется операция “исключающее ИЛИ”.

Процедура повторяется до тех пор, пока не зашифруются все 128-разрядные блоки данных. После этого окончательное значение в поле счетчика сбрасывается в ноль, счетчик шифруется с использованием алгоритма AES, а затем над результатом шифрования и MIC выполняется операция “исключающее ИЛИ”. Результат последней операции пристыковывается к зашифрованному кадру.

После подсчета MIC с использованием протокола CBC-MAC производится шифрование данных и MIC. Затем к этой информации спереди добавляется заголовок 802.11 и поле номера пакета CCMP, пристыковывается концевик 802.11 и все это вместе отправляется по адресу назначения.

Расшифровка данных выполняется в обратном шифрованию порядке. Для извлечения счетчика задействуется тот же алгоритм, что и при его шифровании. Для дешифрации счетчика и зашифрованной части полезной нагрузки применяются основанный на режиме счетчика алгоритм расшифровки и ключ TK. Результатом этого процесса являются расшифрованные данные и контрольная сумма MIC. После этого, посредством алгоритма CBC-MAC, осуществляется перерасчет MIC для расшифрованных данных. Если значения MIC не совпадают, то пакет сбрасывается. При совпадении указанных значений расшифрованные данные отправляются в сетевой стек, а затем клиенту.

Эта статья посвящена вопросу безопасности при использовании беспроводных сетей WiFi.

Введение - уязвимости WiFi

Главная причина уязвимости пользовательских данных, когда эти данные передаются через сети WiFi, заключается в том, что обмен происходит по радиоволне. А это дает возможность перехвата сообщений в любой точке, где физически доступен сигнал WiFi. Упрощенно говоря, если сигнал точки доступа можно уловить на дистанции 50 метров, то перехват всего сетевого трафика этой WiFi сети возможен в радиусе 50 метров от точки доступа. В соседнем помещении, на другом этаже здания, на улице.

Представьте такую картину. В офисе локальная сеть построена через WiFi. Сигнал точки доступа этого офиса ловится за пределами здания, например на автостоянке. Злоумышленник, за пределами здания, может получить доступ к офисной сети, то есть незаметно для владельцев этой сети. К сетям WiFi можно получить доступ легко и незаметно. Технически значительно легче, чем к проводным сетям.

Да. На сегодняшний день разработаны и внедрены средства защиты WiFi сетей. Такая защита основана на шифровании всего трафика между точкой доступа и конечным устройством, которое подключено к ней. То есть радиосигнал перехватить злоумышленник может, но для него это будет просто цифровой "мусор".

Как работает защита WiFi?

Точка доступа, включает в свою WiFi сеть только то устройство, которое пришлет правильный (указанный в настройках точки доступа) пароль. При этом пароль тоже пересылается зашифрованным, в виде хэша. Хэш это результат необратимого шифрования. То есть данные, которые переведены в хэш, расшифровать нельзя. Если злоумышленник перехватит хеш пароля он не сможет получить пароль.

Но каким образом точка доступа узнает правильный указан пароль или нет? Если она тоже получает хеш, а расшифровать его не может? Все просто - в настройках точки доступа пароль указан в чистом виде. Программа авторизации берет чистый пароль, создает из него хеш и затем сравнивает этот хеш с полученным от клиента. Если хеши совпадают значит у клиента пароль верный. Здесь используется вторая особенность хешей - они уникальны. Одинаковый хеш нельзя получить из двух разных наборов данных (паролей). Если два хеша совпадают, значит они оба созданы из одинакового набора данных.

Кстати. Благодаря этой особенности хеши используются для контроля целостности данных. Если два хеша (созданные с промежутком времени) совпадают, значит исходные данные (за этот промежуток времени) не были изменены.

Тем, не менее, не смотря на то, что наиболее современный метод защиты WiFi сети (WPA2) надежен, эта сеть может быть взломана. Каким образом?

Есть две методики доступа к сети под защитой WPA2:

1. Подбор пароля по базе паролей (так называемый перебор по словарю).
2. Использование уязвимости в функции WPS.

В первом случае злоумышленник перехватывает хеш пароля к точке доступа. Затем по базе данных, в которой записаны тысячи, или миллионы слов, выполняется сравнение хешей. Из словаря берется слово, генерируется хеш для этого слова и затем этот хеш сравнивается с тем хешем который был перехвачен. Если на точке доступа используется примитивный пароль, тогда взлом пароля, этой точки доступа, вопрос времени. Например пароль из 8 цифр (длина 8 символов это минимальная длина пароля для WPA2) это один миллион комбинаций. На современном компьютере сделать перебор одного миллиона значений можно за несколько дней или даже часов.

Во втором случае используется уязвимость в первых версиях функции WPS. Эта функция позволяет подключить к точке доступа устройство, на котором нельзя ввести пароль, например принтер. При использовании этой функции, устройство и точка доступа обмениваются цифровым кодом и если устройство пришлет правильный код, точка доступа авторизует клиента. В этой функции была уязвимость - код был из 8 цифр, но уникальность проверялась только четырьмя из них! То есть для взлома WPS нужно сделать перебор всех значений которые дают 4 цифры. В результате взлом точки доступа через WPS может быть выполнен буквально за несколько часов, на любом, самом слабом устройстве.

Настройка защиты сети WiFi

Безопасность сети WiFi определяется настройками точки доступа. Несколько этих настроек прямо влияют на безопасность сети.

Режим доступа к сети WiFi

Точка доступа может работать в одном из двух режимов - открытом или защищенном. В случае открытого доступа, подключиться к точке досутпа может любое устройство. В случае защищенного доступа подключается только то устройство, которое передаст правильный пароль доступа.

Существует три типа (стандарта) защиты WiFi сетей:

• WEP (Wired Equivalent Privacy) . Самый первый стандарт защиты. Сегодня фактически не обеспечивает защиту, поскольку взламывается очень легко благодаря слабости механизмов защиты.
• WPA (Wi-Fi Protected Access) . Хронологически второй стандарт защиты. На момент создания и ввода в эксплуатацию обеспечивал эффективную защиту WiFi сетей. Но в конце нулевых годов были найдены возможности для взлома защиты WPA через уязвимости в механизмах защиты.
• WPA2 (Wi-Fi Protected Access) . Последний стандарт защиты. Обеспечивает надежную защиту при соблюдении определенных правил. На сегодняшний день известны только два способа взлома защиты WPA2. Перебор пароля по словарю и обходной путь, через службу WPS.

Таким образом, для обеспечения безопасности сети WiFi необходимо выбирать тип защиты WPA2. Однако не все клиентские устройства могут его поддерживать. Например Windows XP SP2 поддерживает только WPA.

Помимо выбора стандарта WPA2 необходимы дополнительные условия:

Использовать метод шифрования AES.

Пароль для доступа к сети WiFi необходимо составлять следующим образом:

1. Используйте буквы и цифры в пароле. Произвольный набор букв и цифр. Либо очень редкое, значимое только для вас, слово или фразу.
2. Не используйте простые пароли вроде имя + дата рождения, или какое-то слово + несколько цифр, например lena1991 или dom12345 .
3. Если необходимо использовать только цифровой пароль, тогда его длина должна быть не менее 10 символов. Потому что восьмисимвольный цифровой пароль подбирается методом перебора за реальное время (от нескольких часов до нескольких дней, в зависимости от мощности компьютера).

Если вы будете использовать сложные пароли, в соответствии с этими правилами, то вашу WiFi сеть нельзя будет взломать методом подбора пароля по словарю. Например, для пароля вида 5Fb9pE2a (произвольный буквенно-цифровой), максимально возможно 218340105584896 комбинаций. Сегодня это практически невозможно для подбора. Даже если компьютер будет сравнивать 1 000 000 (миллион) слов в секунду, ему потребуется почти 7 лет для перебора всех значений.

WPS (Wi-Fi Protected Setup)

Если точка доступа имеет функцию WPS (Wi-Fi Protected Setup), нужно отключить ее. Если эта функция необходима, нужно убедиться что ее версия обновлена до следующих возможностей:

1. Использование всех 8 символов пинкода вместо 4-х, как это было вначале.
2. Включение задержки после нескольких попыток передачи неправильного пинкода со стороны клиента.

Дополнительная возможность улучшить защиту WPS это использование цифробуквенного пинкода.

Безопасность общественных сетей WiFi

Сегодня модно пользоваться Интернет через WiFi сети в общественных местах - в кафе, ресторанах, торговых центрах и т.п. Важно понимать, что использование таких сетей может привести к краже ваших персональных данных. Если вы входите в Интернет через такую сеть и затем выполняете авторизацию на каком-либо сайта, то ваши данные (логин и пароль) могут быть перехвачены другим человеком, который подключен к этой же сети WiFi. Ведь на любом устройстве которое прошло авторизацию и подключено к точке доступа, можно перехватывать сетевой трафик со всех остальных устройств этой сети. А особенность общественных сетей WiFi в том, что к ней может подключиться любой желающий, в том числе злоумышленник, причем не только к открытой сети, но и к защищенной.

Что можно сделать для защиты своих данных, при подключении к Интерне через общественную WiFi сеть? Есть только одна возможность - использовать протокол HTTPS. В рамках этого протокола устанавливается зашифрованное соединение между клиентом (браузером) и сайтом. Но не все сайты поддерживают протокол HTTPS. Адреса на сайте, который поддерживает протокол HTTPS, начинаются с префикса https://. Если адреса на сайте имеют префикс http:// это означает что на сайте нет поддержки HTTPS или она не используется.

Некоторые сайты по умолчанию не используют HTTPS, но имеют этот протокол и его можно использовать если явным образом (вручную) указать префикс https://.

Что касается других случаев использования Интернет - чаты, скайп и т.д, то для защиты этих данных можно использовать бесплатные или платные серверы VPN. То есть сначала подключаться к серверу VPN, а уже затем использовать чат или открытый сайт.

Защита пароля WiFi

Во второй и третьей частях этой статьи я писал, о том, что в случае использования стандарта защиты WPA2, один из путей взлома WiFi сети заключается в подборе пароля по словарю. Но для злоумышленника есть еще одна возможность получить пароль к вашей WiFi сети. Если вы храните ваш пароль на стикере приклеенном к монитору, это дает возможность увидеть этот пароль постороннему человеку. А еще ваш пароль может быть украден с компьютера который подключен к вашей WiFi сети. Это может сделать посторонний человек, в том случае если ваши компьютеры не защищены от доступа посторонних. Это можно сделать при помощи вредоносной программы. Кроме того пароль можно украсть и с устройства которое выносится за пределы офиса (дома, квартиры) - со смартфона, планшета.

Таким образом, если вам нужна надежная защита вашей WiFi сети, необходимо принимать меры и для надежного хранения пароля. Защищать его от доступа посторонних лиц.

Если вам оказалась полезна или просто понравилась эта статья, тогда не стесняйтесь - поддержите материально автора. Это легко сделать закинув денежек на Яндекс Кошелек № 410011416229354 . Или на телефон +7 918-16-26-331 .

Даже небольшая сумма может помочь написанию новых статей:)