无线基础《二》 无线加密

无线加密

1: WLAN服务的数据安全

相对于有线网络,WLAN存在着与生俱来的数据安全问题。在一个区域内的所有的WLAN设备共享一个传输媒介,任何一个设备可以接收到其他所有设备的数据,这个特性直接威胁到WLAN接入数据的安全。
802.11协议也在致力于解决WLAN的安全问题,主要的方法为对数据报文进行加密,保证只有特定的设备可以对接收到的报文成功解密。其他的设备虽然可以接收到数据报文,但是由于没有对应的密钥,无法对数据报文解密,从而实现了WLAN数据的安全性保护。目前支持三种安全服务。

2:WEP加密

WEP(Wired Equivalent Privacy,有线等效加密)用来保护无线局域网中的授权用户所交换的数据的机密性,防止这些数据被随机窃听。WEP使用RC4加密算法实现数据报文的加密保护。双方公用一个密钥.
过程:终端使用密码和随机生成的初始向量IV值(24位)以及数据进行加密,并把密文+IV发给AP,到AP侧通过自己的密钥和收到初始向量IV解密得到明文
缺点:RC4加密算法本身问题、过短的初始向量等限制,WEP加密还是存在比较大的安全隐患。
解决方案:增加一种密钥管理机制,采用更强壮的加密算法

3:WPA加密

增强了STA和AP的认证机制
>WPA企业级(wpa):支持802.1x认证
>WPA个人级(wpa-psk):支持pre-shared-key认证方式
增加key的生成、管理以及传递的机制
>每个用户使用独立的key
>通过安全的传递方法传递用户数据加密使用的key 
增加了两类对称加密算法,加密强度大大增强
>TKIP(临时密钥完整性协议):核心仍然是RC4算法
>CCMP(计数器模式CBC-MAC协议):核心为AES算法

4:TKIP加密

TKIP加密机制和WEP加密机制都是使用RC4算法,但是相比WEP加密机制,TKIP加密机制可以为WLAN提供更加安全的保护。
首先,TKIP通过增长了算法的IV(初始化向量)长度提高了加密的安全性。相比WEP算法,TKIP直接使用128位密钥的RC4加密算法,而且将初始化向量的长度由24位加长到48位;
其次,虽然TKIP采用的还是和WEP一样的RC4加密算法,但其动态密钥的特性很难被攻破,并且TKIP支持密钥更新机制,能够及时提供新的加密密钥,防止由于密钥重用带来的安全隐患;
另外,TKIP还支持了MIC认证(Message Integrity Check,信息完整性校验)和Countermeasure功能。当TKIP报文发生MIC错误时,数据可能已经被篡改,也就是无线网络很可能正在受到攻击。当在一段时间内连续接收到两个出现MIC错误的报文,AP将会启动Countermeasure功能,此时,AP将通过静默一段时间不提供服务,实现对无线网络的攻击防御。

5:CCMP加密

CCMP(Counter mode with CBC-MAC Protocol,[计数器模式]搭配[区块密码锁链-信息真实性检查码]协议)加密机制是基于AES(Advanced Encryption Standard,高级加密标准)加密算法的CCM(Counter-Mode/CBC-MAC,区块密码锁链-信息真实性检查码)方法。CCM结合CTR(Counter mode,计数器模式)进行机密性校验,同时结合CBC-MAC(区块密码锁链-信息真实性检查码)进行认证和完整性校验。CCMP中的AES块加密算法使用128位的密钥和128位的块大小。同样CCMP包含了一套动态密钥协商和管理方法,每一个无线用户都会动态的协商一套密钥,而且密钥可以定时进行更新,进一步提供了CCMP加密机制的安全性。在加密处理过程中,CCMP也会使用48位的PN(Packet Number),保证每一个加密报文都会是用不同的PN,在一定程度上提高安全性。

用户接入认证

1:PSK认证

PSK认证需要实现在无线客户端和设备端配置相同的预共享密钥,如果密钥相同, PSK接入认证成功;如果密钥不同,PSK接入认证失败。

2:802.1x认证

802.1x协议是一种基于端口的网络接入控制协议(port based network access control protocol)。“基于端口的网络接入控制”是指在WLAN接入设备的端口这一级对所接入的用户设备进行认证和控制。连接在端口上的用户设备如果能通过认证,就可以访问WLAN中的资源;如果不能通过认证,则无法访问WLAN中的资源。

6:MAC接入认证

MAC地址认证是一种基于端口和MAC地址对用户的网络访问权限进行控制的认证方法,它不需要用户安装任何客户端软件。设备在首次检测到用户的MAC地址以后,即启动对该用户的认证操作。