【摘 要】
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无线局域网中终端设备和本地网络接入点之间通过空口通信,容易遭受攻击,因此无线局域网安全一直是研究的热点问题。为了保障无线局域网安全,我国独立提出了无线局域网鉴别与保密基础架构协议,该协议广泛应用于工业互联网控制、公安系统、国家电网等关键领域。WAPI用于提供终端设备与本地网络接入点之间的身份验证、密钥协商和MAC层数据加密等安全功能,但WAPI协议的安全性尚未得到充分的讨论与研究。本文采用了形式化
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无线局域网中终端设备和本地网络接入点之间通过空口通信,容易遭受攻击,因此无线局域网安全一直是研究的热点问题。为了保障无线局域网安全,我国独立提出了无线局域网鉴别与保密基础架构协议,该协议广泛应用于工业互联网控制、公安系统、国家电网等关键领域。WAPI用于提供终端设备与本地网络接入点之间的身份验证、密钥协商和MAC层数据加密等安全功能,但WAPI协议的安全性尚未得到充分的讨论与研究。本文采用了形式化的分析方法,使用形式化分析工具ProVerif对WAPI认证与密钥协议建模并对其安全性做系统全面的分析。本文的主要工作如下:1.对WAPI认证与密钥协商协议的中基于证书的身份鉴别过程、单播密钥协商和组播密钥协商过程进行形式化描述,并梳理协议交互流程图,这是后续对协议进行形式化建模的基础;2.提出了 WAPI认证与密钥协商协议的安全目标与威胁模型。在WAPI协议的标准文档中并没有提及WAPI认证与密钥协商协议需要满足的安全目标,本文通过参考WPA2等无线局域网安全协议的形式化分析工作,并结合WAPI协议的使用场景,总结了 WAPI协议的威胁模型与其需要满足的安全目标,这是对WAPI协议进行形式化分析的关键;3.对WAPI认证与密钥协商协议进行形式化建模与分析,发现了 WAPI认证与密钥协商协议存在多种漏洞。本文使用ProVerif对WAPI认证与密钥协商协议进行分析,发现协议并不能完全满足认证性和机密性目标,在协议运行过程中存在DoS攻击、MitM攻击、单播密钥无法更新攻击和组播密钥重用攻击等,并给出了详细攻击流程;4.为WAPI认证与密钥协商协议给出了改进建议。根据上述分析结果本文总结了 WAPI认证与密钥协商协议中出现攻击的根本原因,并给出了改进建议,相应的建议可以指导WAPI后续的更新与迭代。
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