论文部分内容阅读
摘要:从802.11b过渡到802.11g,只不过是一次升级行为,而从802.11g发展到802.11n,则是一个换代问题,一个从原始进化到高级的过程。802.11n作为Wi-Fi的下一代技术标准,自身具备多种优点,这必然使802.11n标准将会取代现有的标准,但是安全性问题仍然需要考虑。
WLAN是利用无线通信技术在一定的局部范围内建立的网络,是计算机网络与无线通信技术相结合的产物,它以无线多址信道作为传输媒介,提供传统有线局域网LAN(LocalAreaNetwork)的功能,能够使用户真正实现随时、随地、随意的宽带网络接入。
WLAN开始是作为有线局域网络地延伸而存在的,各团体、企事业单位广泛地采用了WLAN技术来构建其办公网络。但随着应用的进一步发展,WLAN正逐渐从传统意义上的局域网技术发展成为“公共无线局域网”,成为国际互联网INTERNET宽带接入手段。WLAN具有易安装、易扩展、易管理、易维护、高移动性、保密性强、抗干扰等特点。
随着YouTube、无线家庭媒体网关、企业Voice over WLAN等应用的不断涌现,对WLAN技术提出了越来越高的带宽要求,802.11a/b/g这些传统技术已经无法支撑新的业务需求,IEEE 802.11工作组意识到支持高吞吐将是WLAN技术发展历程的关键点。基于IEEE HTSG(High Throughput Study Group)前期的技术工作,于2003年成立了Task Group n(TGn)。N表示Next Generation,核心内容就是通过物理层和MAC层的优化来充分提高WLAN技术的吞吐。由于802.11n涉及了大量的复杂技术,标准制定过程中又涉及了大量的设备厂家,所以整个标准制定过程历时漫长,相关设备厂家早已无法耐心等待这么漫长的标准化周期,纷纷提前发布了各自的11n产品。为了确保这些产品的互通性,Wi-Fi联盟基于IEEE 2007年发布的802.11n草案的2.0版本制定了11n产品认证规范,以帮助11n技术能够快速产业化。
802.11n首要的任务是提高吞吐,通过结合物理层的多项技术,包括提供多条空间流(SDM)的MIMO技术来实现多条数据流并发、通过绑定两个20MHz带宽(即40MHz)来提高物理频宽、采用了MIMO-OFDM并提供了更多的子载频等,从而将物理层吞吐提高到300Mbps。如果仅仅提高物理层的速率,而没有对空口访问等MAC协议层的优化,802.11n的物理层优化将无从发挥,所以802.11n对MAC采用了Block确认、帧聚合等技术,大大提高了MAC层的效率。
802.11n可以拓展网络的覆盖范围和性能,但仍然需要考虑更好的安全性问题。
和原来的802.11a/b/g标准一样,802.11n高流通量标准拥有802.11i标准的鲁棒安全(robust security)。事实上,所有的Draft N产品都支持WPA2(Wi-Fi保护连接版本2),这是Wi-Fi联盟为802.11i推出的测试程序。 所有的802.11n WLAN都能够防范WEP破坏和WPA (TKIP MIC)攻击,因为每一个802.11n装置都通过AES加密数据。
最好将原有的802.11a/b/g客户端和新的802.11n客户端分到不同的SSID:高流量WLAN需要使用AES (WPA2),而延迟WLAN则允许使用TKIP或者AES (WPA+WPA2)。这些可以通过在一个虚拟AP上定义SSID或在双基站AP上使用不同的射频来实现。但这仅仅是个临时措施。一旦你将这些延迟装置淘汰或更换,去掉TKIP来提高速度和安全。
借用功能:WPA2的优势
802.11n继承了WPA2的优点和缺点。802.11a/b/g和802.11n设备使用AES来防止无线数据帧的偷听、伪造和重发送。802.11a/b/g和802.11n AP能够使用802.1X在拒绝陌生接入的同时连接认证用户。然而802.11n仍不能阻止入侵者发送伪造的管理帧——这是一种断开合法用户或伪装成“evil twin”APS的攻击方式。
因此,新的802.11n网络必须对无线攻击保持警惕性。很小的WLANs仍然用周期性的扫描来探测欺诈APS,同时商业WLAN应该使用完整的无线入侵防御体系(WIPS)来阻止欺诈、意外连接、未授权的ad hocs和其他Wi-Fi攻击。
然而,使用一个或所有这些安全机制的现有的WLANs不能以此为荣。802.11n设备能达到11a /b/g副本的两倍远。欺诈、邻居或原来那些远距离的城域APs现在变成一种威胁。入侵者不仅可以更容易连接到你的WLAN,而且合法用户将更可能意外连到WLAN的外部。假设在你的旧11ag AP和一个更快的802.11n欺诈中选择一个,连接到任意可用网络的混杂的客户端每次都会被认为是欺诈。
简而言之,802.11n传输范围的扩展使得常规的无线安全事件发生的频率增加,而且暴露了依赖于弱性能的薄弱配置。更糟糕的是,基于WIPS传感器的11a/b/g会完全错过许多安全事件的发生。每一次802.11n的出现都应该包括一个WIPS升级来监控新WLAN的更大的脚本,分析在20 MHz和40 MHz频段中的11a/b/g和n流量。
新特点:802.11n带来了新的安全威胁和复杂性
每种新技术都会引入一些未被发现的威胁;象802.11n这样重要的创新也不例外。
802.11n这种新设备可能会包含一些尚未发现的缺陷。例如,网件公司(Netgear)型号为WN802T的无线接入点(AP)的早期版本不能正确解析长度为零(null)的SSID(WVE-2008-0010)。还有,Atheros公司用在新的802.11n无线接入点设备(如Linksys公司的WRT350N)上的驱动程序不能正确地处理某些管理帧信息单元(WVE-2008-0008)。这类的漏洞并不罕见;WLAN的管理人员只需要保持对安全公告的关注,并及时更新固件和驱动。
802.11n还包含许多非常复杂的可选项,这增加了配置错误的可能性。例如,会存在多条高通量数据传输通道,每一条都必须保证它的容量和参数组合在两端相匹配。大多数情况下,错误的配置会导致性能的下降——虽然看起来不像是安全问题,但它确实能够影响可用性。在某些极端的情况下,错误配置的802.11n AP会导致对邻近的多个WLAN的拒绝服务攻击。要找到并解决这些问题,需要相关的培训和现场分析。
最后,802.11n推出了一些新的MAC架构,其中的一个架构被发现是具有可开发性的。使802.11n用模块确认确保几个数据帧的收到,为流媒体应用提供了有效支持。Dos攻击可以通过发送伪造的模块确认到接收器(WVE-2008-0006)破坏802.11nWLAN。一个802.11n WIPS可以检测到攻击,但避免攻击的唯一方法是停止使用Add Block-ACK (ADDBA)功能。
当前的无线网络安全最佳解决方案仍然适用于802.11n。然而,需要注意的是由于802.11n在更广的范围内支持了更多的用户和应用,它仍然提高了商业风险。简而言之,一些本来就有的攻击对你的商业来说破坏性更大了。 对于802.11n来说,即使不比原来的11a/b/g网络更安全,也会和原来的一样安全。
参考文献:
[1]《WLAN标准中两种加密模式的安全分析》孙建文,罗守山中国高校通信类院系学术研讨会论文集,2009年
[2]《无线宽带接入技术及其应用》徐军强,孔凡华广东省通信学会学术论文集,2008
[3]《无线网络通信原理与应用》 清华大学出版社 ,2002
[4]《现代通信最新技术》 清华大学出版社 ,2001
[5] 《接入网与接入技术》李征、王晓宁,清华大学出版社,2003
WLAN是利用无线通信技术在一定的局部范围内建立的网络,是计算机网络与无线通信技术相结合的产物,它以无线多址信道作为传输媒介,提供传统有线局域网LAN(LocalAreaNetwork)的功能,能够使用户真正实现随时、随地、随意的宽带网络接入。
WLAN开始是作为有线局域网络地延伸而存在的,各团体、企事业单位广泛地采用了WLAN技术来构建其办公网络。但随着应用的进一步发展,WLAN正逐渐从传统意义上的局域网技术发展成为“公共无线局域网”,成为国际互联网INTERNET宽带接入手段。WLAN具有易安装、易扩展、易管理、易维护、高移动性、保密性强、抗干扰等特点。
随着YouTube、无线家庭媒体网关、企业Voice over WLAN等应用的不断涌现,对WLAN技术提出了越来越高的带宽要求,802.11a/b/g这些传统技术已经无法支撑新的业务需求,IEEE 802.11工作组意识到支持高吞吐将是WLAN技术发展历程的关键点。基于IEEE HTSG(High Throughput Study Group)前期的技术工作,于2003年成立了Task Group n(TGn)。N表示Next Generation,核心内容就是通过物理层和MAC层的优化来充分提高WLAN技术的吞吐。由于802.11n涉及了大量的复杂技术,标准制定过程中又涉及了大量的设备厂家,所以整个标准制定过程历时漫长,相关设备厂家早已无法耐心等待这么漫长的标准化周期,纷纷提前发布了各自的11n产品。为了确保这些产品的互通性,Wi-Fi联盟基于IEEE 2007年发布的802.11n草案的2.0版本制定了11n产品认证规范,以帮助11n技术能够快速产业化。
802.11n首要的任务是提高吞吐,通过结合物理层的多项技术,包括提供多条空间流(SDM)的MIMO技术来实现多条数据流并发、通过绑定两个20MHz带宽(即40MHz)来提高物理频宽、采用了MIMO-OFDM并提供了更多的子载频等,从而将物理层吞吐提高到300Mbps。如果仅仅提高物理层的速率,而没有对空口访问等MAC协议层的优化,802.11n的物理层优化将无从发挥,所以802.11n对MAC采用了Block确认、帧聚合等技术,大大提高了MAC层的效率。
802.11n可以拓展网络的覆盖范围和性能,但仍然需要考虑更好的安全性问题。
和原来的802.11a/b/g标准一样,802.11n高流通量标准拥有802.11i标准的鲁棒安全(robust security)。事实上,所有的Draft N产品都支持WPA2(Wi-Fi保护连接版本2),这是Wi-Fi联盟为802.11i推出的测试程序。 所有的802.11n WLAN都能够防范WEP破坏和WPA (TKIP MIC)攻击,因为每一个802.11n装置都通过AES加密数据。
最好将原有的802.11a/b/g客户端和新的802.11n客户端分到不同的SSID:高流量WLAN需要使用AES (WPA2),而延迟WLAN则允许使用TKIP或者AES (WPA+WPA2)。这些可以通过在一个虚拟AP上定义SSID或在双基站AP上使用不同的射频来实现。但这仅仅是个临时措施。一旦你将这些延迟装置淘汰或更换,去掉TKIP来提高速度和安全。
借用功能:WPA2的优势
802.11n继承了WPA2的优点和缺点。802.11a/b/g和802.11n设备使用AES来防止无线数据帧的偷听、伪造和重发送。802.11a/b/g和802.11n AP能够使用802.1X在拒绝陌生接入的同时连接认证用户。然而802.11n仍不能阻止入侵者发送伪造的管理帧——这是一种断开合法用户或伪装成“evil twin”APS的攻击方式。
因此,新的802.11n网络必须对无线攻击保持警惕性。很小的WLANs仍然用周期性的扫描来探测欺诈APS,同时商业WLAN应该使用完整的无线入侵防御体系(WIPS)来阻止欺诈、意外连接、未授权的ad hocs和其他Wi-Fi攻击。
然而,使用一个或所有这些安全机制的现有的WLANs不能以此为荣。802.11n设备能达到11a /b/g副本的两倍远。欺诈、邻居或原来那些远距离的城域APs现在变成一种威胁。入侵者不仅可以更容易连接到你的WLAN,而且合法用户将更可能意外连到WLAN的外部。假设在你的旧11ag AP和一个更快的802.11n欺诈中选择一个,连接到任意可用网络的混杂的客户端每次都会被认为是欺诈。
简而言之,802.11n传输范围的扩展使得常规的无线安全事件发生的频率增加,而且暴露了依赖于弱性能的薄弱配置。更糟糕的是,基于WIPS传感器的11a/b/g会完全错过许多安全事件的发生。每一次802.11n的出现都应该包括一个WIPS升级来监控新WLAN的更大的脚本,分析在20 MHz和40 MHz频段中的11a/b/g和n流量。
新特点:802.11n带来了新的安全威胁和复杂性
每种新技术都会引入一些未被发现的威胁;象802.11n这样重要的创新也不例外。
802.11n这种新设备可能会包含一些尚未发现的缺陷。例如,网件公司(Netgear)型号为WN802T的无线接入点(AP)的早期版本不能正确解析长度为零(null)的SSID(WVE-2008-0010)。还有,Atheros公司用在新的802.11n无线接入点设备(如Linksys公司的WRT350N)上的驱动程序不能正确地处理某些管理帧信息单元(WVE-2008-0008)。这类的漏洞并不罕见;WLAN的管理人员只需要保持对安全公告的关注,并及时更新固件和驱动。
802.11n还包含许多非常复杂的可选项,这增加了配置错误的可能性。例如,会存在多条高通量数据传输通道,每一条都必须保证它的容量和参数组合在两端相匹配。大多数情况下,错误的配置会导致性能的下降——虽然看起来不像是安全问题,但它确实能够影响可用性。在某些极端的情况下,错误配置的802.11n AP会导致对邻近的多个WLAN的拒绝服务攻击。要找到并解决这些问题,需要相关的培训和现场分析。
最后,802.11n推出了一些新的MAC架构,其中的一个架构被发现是具有可开发性的。使802.11n用模块确认确保几个数据帧的收到,为流媒体应用提供了有效支持。Dos攻击可以通过发送伪造的模块确认到接收器(WVE-2008-0006)破坏802.11nWLAN。一个802.11n WIPS可以检测到攻击,但避免攻击的唯一方法是停止使用Add Block-ACK (ADDBA)功能。
当前的无线网络安全最佳解决方案仍然适用于802.11n。然而,需要注意的是由于802.11n在更广的范围内支持了更多的用户和应用,它仍然提高了商业风险。简而言之,一些本来就有的攻击对你的商业来说破坏性更大了。 对于802.11n来说,即使不比原来的11a/b/g网络更安全,也会和原来的一样安全。
参考文献:
[1]《WLAN标准中两种加密模式的安全分析》孙建文,罗守山中国高校通信类院系学术研讨会论文集,2009年
[2]《无线宽带接入技术及其应用》徐军强,孔凡华广东省通信学会学术论文集,2008
[3]《无线网络通信原理与应用》 清华大学出版社 ,2002
[4]《现代通信最新技术》 清华大学出版社 ,2001
[5] 《接入网与接入技术》李征、王晓宁,清华大学出版社,2003