WPA2-Enterprise, или правильный подход к безопасности Wi-Fi сети. Разница между WPA и WPA2
С распространением беспроводных сетей протоколы шифрования WPA и WPA2 стали известны практически всем владельцам устройств, подключающихся к Wi-Fi. Указываются они в свойствах подключений, и внимания большинства пользователей, не являющихся системными администраторами, привлекают минимум. Вполне достаточно информации, что WPA2 является продуктом эволюции WPA, и, следовательно, WPA2 новее и больше подходит для современных сетей.
Определение
WPA — протокол шифрования, предназначенный для защиты беспроводных сетей стандарта IEEE 802.11, разработанный компанией Wi-Fi Alliance в 2003 году в качестве замены устаревшего и небезопасного протокола WEP.
WPA2 — протокол шифрования, представляющий собой улучшенную разработку WPA, представленный в 2004 году компанией Wi-Fi Alliance.
Сравнение
Поиск разницы между WPA 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 — проткол 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.
Выводы сайт
- 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.
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?
Информация, которую вы можете получить в данной статье, может быть использована для получения неавторизованного доступа к сетям, и ваши действия могут попасть под статьи 272-273 УК РФ. Эти сведения публикуются здесь исключительно для ознакомления, и за их использование в противоправных целях несете ответственность только вы. Данная статья посвящается теме, которая была освящена на встрече МГУПИ User Group «Обеспечение безопасности беспроводных сетей(WPA2)».
Введение
В предыдущей статье было рассказано об общих принципах работы беспроводных сетей и обеспечении их безопасности. Было рассказано о типах беспроводных сетей, и об общих принципах их безопасности, а также о примере того, как легко получить доступ к сети с WEP-шифрованием.
В данной статье будет рассказано, как работает WPA, и какие основные уязвимости в нем могут использовать злоумышленники для незаконного проникновения в вашу сеть.
Преимущества WPA перед WEP
WPA, WiFi Protected Access - новый, самый современный, на данный момент, механизм защиты беспроводных сетей от неавторизованного доступа. WPA, и его дальнейшее развитие WPA2 пришло на замену механизму WEP, который начал устаревать к тому времени. Еще раз, рассмотрим принцип действия WEP:1. Кадр данных состоит из зашифрованной и незашифрованной части. Зашифрованная часть сдержит в себе данные и контрольную суммы(CRC32), незашифрованная – вектор инициализации и идентификатор ключа.
2. Каждый кадр данных шифруется поточным шифром RC4, используя в качестве ключа шифрования вектор инициализации с присоединенным к нему ключом WEP.
Таким образом, для каждого кадра данных генерируется свой ключ шифрования, однако в то же время каждый новый ключ шифрования отличается от другого всего лишь на вектор инициализации. (24 бита, когда длина ключа может быть 40 либо 104 бит)Таким образом, если злоумышленник перехватит большое количество пакетов, то он получит следующее:-большое количество векторов инициализации
-большое количество зашифрованных данных
-ключ шифрования для каждого последующего кадра отличается от предыдущего всего на 4 бита(длина вектора инициализации)
Таким образом, есть возможность извлечения ключа путем выполнения математических операций над пакетами.
Для того, чтобы успешно получить ключ WEP, злоумышленнику необходимо следующее:
-находиться в том месте, где есть возможность приема сигнала сети(вполне хватит RSSI в -85 dBm)
-захватить около 100-200 тыс. векторов инициализации, в зависимости от длины ключа(WEP-40 или WEP-104). Обычно, для этого нужно перехватить 25-50 Мб трафика, передающегося в сети. При наличии высокой сетевой активности (загрузка файлов (особенно с использованием пиринговых сетей) видеоконференции), для захвата необходимого объема трафика хватит 5-10 минут.
Также обратите внимание на то, как злоумышленник выполняет захват трафика.
Обычно, беспроводные сетевые адаптеры работают в нормальном режиме – принимают только те пакеты, которые посланы на их MAC-адрес, при условии, что они подключены к этой беспроводной сети. Однако, физически ни что не мешает беспроводному сетевому адаптеру захватывать все пакеты, которые есть в радиусе его действия на выбранном канале. Для реализации такой возможности существуют специальные неофициальные драйвера и программное обеспечение. Больше того, такое программное обеспечение продается вполне легально, и оно используется для мониторинга беспроводных сетей. Примером такой программы может служить CommView for WiFi компании TamoSoft. Далее злоумышленник выполняет анализ захваченного трафика. Поскольку WEP был взломан уже много лет назад, то в интернете можно найти утилиты, которые в автоматическом режиме извлекают ключ из CAP-файла с трафиком, самой распространенной среди них является Aircrack.
Таким образом, WEP имеет следующие минусы
-предсказуемость ключа шифрования для кадра
-отсутствие средств аутентификации в сети
-слабый механизм проверки целостности данных
Поэтому многие предприятия отказывались от использования беспроводных сетей вообще, чтобы избежать утечку корпоративной информации. Однако с появлением WPA, а в последствии WPA2 ситуация изменилась, и все больше и больше корпоративных пользователей стали использовать WPA. Действительно, в сравнении с WEP он обладает рядом преимуществ:
-математическая независимость друг от друга ключей шифрования для каждого пакета
-новый механизм подсчета контрольной суммы
-WPA включает в себя средства аутентификации протокола 802.1Х
Принцип работы WPA
Первые модификации WPA представляли собой усовершенствованный WEP.
Рассмотрим один из первых протоколов WPA, WPA-TKIP
В нем используется 48-битный вектор инициализации, и изменены правила построения вектора, также для подсчета контрольной суммы используется MIC (Message Integrity Code), который используется вместо устаревшего и менее надёжного CRC32
И самым главным усовершенствованием является то, что длина ключа шифрования теперь составляет 128 бит, вместо 40. Для управления ключами существует специальная иерархия, которая призвана предотвратить предсказуемость ключа шифрования для каждого кадра. Благодаря TKIP ключ шифрования для каждого кадра данных генерируется таким образом, что они не повторяют друг друга, пусть даже частично.
Таким образом, WPA-сети полностью защищены от атак replay (повторение ключей) и forgery (подмена содержимого пакетов), чего нельзя было сказать о WEP, где было возможно обойти CRC32-проверку контрольной суммы, а также отослать кадр с точно таким же ключом шифрования, как и у предыдущего.
Вместе с этим, в WPA были интегрированы механизмы проверки подлинности: EAP, а также осуществляется полная поддержка 802.1Х стандартов для проверки подлинности. EAP - Extensible Authentication Protocol, один из самых распространенных протоколов проверки подлинности. Используется для аутентификации в проводных сетях, и поэтому WPA-беспроводная сеть легко интегрируема в уже имеющуюся инфраструктуру. Обязательным условием аутентификации является предъявление пользователем маркера доступа, подтверждающего его право на доступ в сеть. Для получения маркера выполняется запрос к специальной базе данных, а без аутентификации работа в сети для пользователя будет запрещена. Система проверки расположена на специальном RADIUS-сервере, а в качестве базы данных используется Active Directory(в Windows-системах)
Таким образом, WPA является синтезом следующих технологий и стандартов:
WPA = 802.1X + EAP + TKIP + MIC
Тем не менее, TKIP защита была взломана частично, в 2008 году. Для ее успешного обхода необходимо, чтобы в беспроводном маршрутизаторе использовался QoS. Злоумышленник может получить возможность перехватывать и расшифровывать данные, передаваемые в сети, а также подделывать пакеты, передаваемые в сети. Поэтому был разработан механизм WPA2, представляющий собой усовершенствованный WPA.
Принцип работы WPA2
Нахождение уязвимостей в WPA привело к тому, что были создан метод защиты WPA2. Существенным отличием его от WPA является то, что трафик в сети шифруется не только от устройств, не подключенных к этой сети, но и друг от друга. Иными словами, каждое устройство имеет свои ключи шифрования для обмена данными с точкой доступа. В сети существует несколько ключей шифрования:
1) Pairwise Transient Key (PTK). При помощи данного типа ключа шифруется личный трафик каждого клиента. Таким образом, обеспечивается защита сети «изнутри», чтобы один клиент, авторизованный в сети, не мог перехватить трафик другого.
2)Group Temporal Key (GTK). Данный ключ шифрует широковещательные данные.
WPA2 используется в качестве алгоритма шифрования CCMP
CCMP(Counter Mode with Cipher Block Chaining Message Authentication Code Protocol), протокол блочного шифрования с кодом аутентичности сообщения и режимом сцепления блоков и счётчика – протокол шифрования для сети WPA2, использующий алгоритм AES как основу для шифрования данных. В соответствии со стандартом FIPS-197 используется 128-битный ключ шифрования.
Основное отличие от TKIP и WEP – это централизованное управление целостностью пакетов, которое выполняется на уровне AES.
Структура пакета, зашифрованного CCMP
Пакет CCMP увеличен на 16 октетов. Заголовок CCMP состоит из трех частей: PN(номер пакета, 48-разрядный), ExtIV(вектор инициализации), и идентификатора ключа.
Инкапсуляция данных с использованием CCMP:
1)Номер пакета увеличивается на некое число, чтобы избежать повторения пакетов
2)Создаются дополнительные аутентификационные данные
3)Создается служебное поле nonce
4)Номер пакета и идентификатор ключа помещаются в заголовок пакета
5)Поле nonce и дополнительные аутентификационные данные шифруются с использованием временного ключа.
Декапсуляция данных с использованием CCMP:
1)Создаются поля дополнительных идентификационных данных и поле nonce с использованием данных пакета.
2)Поле дополнительных идентификационных данных извлекается из заголовка зашифрованного пакета
3)Извлекается поле А2, номер пакета и поле приоритета
4)Извлекается поле MIC
5)Выполняется расшифровка пакета и проверка его целостности, с использованием шифротекста пакета, дополнительных идентификационных данных, временного ключа и собственно MIC
6)Выполняется сборка пакета в расшифрованном виде.
7)Пакеты с повторяющимся номером отбрасываются
Данный метод шифрования в сети на данный момент является наиболее надежным.
Методы аутентификации в WPA\WPA2
Аутентификация, то есть подтверждение пользователем прав на доступ к ресурсам является обязательным условием работы WPA\WPA2
Для этого в классическую реализацию WAP\WPA2 включена поддержка 802.11 и EAP.
Иными словами, для того, чтобы клиентское устройство успешно прошло процесс подключения, необходимо, чтобы оно идентифицировало себя. На практике это выглядит следующим образом: пользователю предлагается ввести логин и пароль для доступа в сеть. Проверка учетных данных выполняется на RADIUS-сервере, который в свою очередь, связывается с сервером аутентификации. В качестве сервера аутентификации используется контроллер домена Windows Server 2008R2, его же используют как RADIUS-сервер.
Подобный подход к реализации WPA\WPA2 называется WPA-Enterprise. Он используется в крупных производственных сетях, где уже развернута инфраструктура Active Directory.
Однако очевидно, что развертывание Active Directory и RADIUS в условиях малого бизнеса, либо же в домашних условий практически невозможно. Поэтому, чтобы стандарты WPA\WPA2 могли использоваться в домашних условиях, организацией Wi-Fi Alliance была разработана упрощенная реализация, называемая WPA-PSK(Pre-Shared Key). Он использует те же протоколы шифрования, однако схема аутентификации пользователей в нем сильно упрощена. Для того, чтобы устройство получило маркер доступа в сеть, на устройстве необходимо ввести специальную парольную фразу, называемую Pre-Shared Key. Длина должна быть от 8 до 32 символов, притом можно использовать специальные символы, а также символы национальных алфавитов. После ввода парольной фразы она помещается в специальный пакет ассоциации (пакет обмена ключами, handshake), который передается на точку доступа. Если парольная фраза верна, то устройству выдается маркер доступа в сеть. Данный подход в разы проще, чем WPA-Enterprise, и поэтому нашел широкое применение среди малого бизнеса и домашних пользователей.
Уязвимости в WPA\WPA2
При всех своих достоинствах, WPA\WPA2 не лишен уязвимостей.
Начнем с того, что еще в 2006 году TKIP-шифрование в WPA было взломано. Эксплоит позволяет прочитать данные, передаваемые от точки доступа клиентской машине, а также передавать поддельную информацию на клиентскую машину. Для реализации этой атаки необходимо, чтобы в сети использовался QoS.
Поэтому я также не рекомендую использовать WPA для защиты вашей беспроводной сети. Конечно, взломать его сложнее, нежели WEP, и WPA защитит вас от атаки школьников с Aircrack, однако, он не устоит против целенаправленной атаки на вашу организацию. Для наибольшей защиты я рекомендую использовать WPA2
Однако и WPA2 не лишен уязвимостей. В 2008 году была обнаружена уязвимость, позволяющая провести атаку «человек в центре». Она позволяла участнику сети перехватить и расшифровать данные, передаваемые между другими участниками сети с использованием их Pairwise Transient Key. Поэтому, при работе в такой сети имеет смысл использовать дополнительные средства шифрования передаваемой информации.(ПСКЗИ «Шипка» например) В то же время обратите внимание, что для того, чтобы воспользоваться этой уязвимостью, злоумышленнику необходимо быть авторизованным и подключенным к сети.
Однако я бы хотел заострить внимание на «домашней» реализации WPA-PSK. В нем упрощена схема авторизации, таким «узким» местом в нем является сам Pre-Shared Key, поскольку ввод этого ключа дает устройству полный доступ в сеть (если не задействована MAC-фильтрация).
Сам ключ хранится в точке доступа. В зависимости от модели и микропрограммного обеспечения устройства, реализуются методы его защиты. В некоторых случаях злоумышленнику достаточно получить доступ в веб-панель управления, и получить Pre-Shared Key, который хранится там открытым текстом. В некоторых случаях, поле с ним защищено, как поле с паролем, но все равно есть возможность его извлечения, если злоумышленник сможет извлечь из устройства микросхему памяти и получить к ней доступ на низком уровне. Поэтому обращайте внимание на физическую защищенность вашего беспроводного оборудования.
И наконец, самой последней уязвимостью является возможность перехвата пакетов handshake, в которых передается Pre-Shared Key при подключении устройства к сети. По сколько Pre-Shared key шифруется, у злоумышленника остается только одна возможность – атака грубой силой на захваченные ассоционные пакеты. С одной стороны, это нерационально, но стоит понимать, что для этого совсем не нужно находиться рядом с точкой доступа, и для такой атаки грубой силой(либо словарной) злоумышленник может задействовать большие вычислительные ресурсы.
Также стоит обратить внимание, что для того, чтобы перехватить handshake злоумышленнику совсем не обязательно ждать того момента, как к сети будет подключено новое устройство. На некоторых беспроводных адаптерах, при использовании нестандартных драйверов, есть возможность посылки в сеть реассоционных пакетов, которые будут прерывать сетевые соединения и инициировать новый обмен ключами в сети между клиентами и точкой доступа. В таком случае, для того, чтобы захватить требуемые пакеты, необходимо, чтобы к сети был подключен хотя бы один клиент. Также, злоумышленнику необходимо находиться близко от точки доступа, чтобы мощности его адаптера (а такие адаптеры обычно низко чувствительны и маломощны, и сильно перегреваются при работе) хватило для ПОСЫЛКИ пакетов реассоциации (вспомните WEP, где нужно было всего лишь «наловить» достаточный объем трафика). И в конце концов, атака грубой силой занимает много времени, однако использование вычислительного кластера существенно упрощает задачу.
Заключение
В данной статье был о рассмотрено, как работает механизм WPA\WPA2, а также его основные уязвимости.
Поэтому, для защиты WPA\WPA2 дома используйте длинные, сложные (не словарные) пароли, и использованием спецсимволов, и желательно – непечатаемых ASCII символов. Однако стоит понимать, что в таком случае возможность подключения многих мобильных устройств будет ограничена, если пароль нельзя будет ввести с этого устройства.
На работе же всегда используйте WPA-Enterprise, особенно, если у вас уже развернута сеть Active Directory. Это обезопасит вашу сеть от большей части атак. Но также не забывайте о других средствах защиты вашей инфраструктуры.
В следующей статье этого цикла будет приведен пример того,как злоумышленник может получить доступ к сети WPA2-PSK, использующую нестойкий пароль, а также временно вывести WPA-сеть из строя путем атаки Denial of Service.
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.
