Методы аутентификации клиентов беспроводных сетей
Существует большое количество методов аутентификации клиентов беспроводных сетей при подключении. Эти методы появлялись по мере развития различных беспроводных технологий и беспроводного оборудования. Они развивались по мере выявления слабых мест в системе безопасности. В этой статье рассматриваются наиболее распространенные методы проверки подлинности.
Открытая аутентификация
Стандарт 802.11 предлагал только два варианта аутентификации клиента: open authentication и WEP.
Open authentication-предполагает открытый доступ к WLAN. Единственное требование состоит в том, чтобы клиент, прежде чем использовать 802.11, должен отправить запрос аутентификации для дальнейшего подключения к AP (точке доступа). Более никаких других учетных данных не требуется.
В каких случаях используется open authentication? На первый взгляд это не безопасно, но это не так. Любой клиент поддерживающий стандарт 802.11 без проблем может аутентифицироваться для доступа к сети. В этом, собственно, и заключается идея open authentication-проверить, что клиент является допустимым устройством стандарта 802.11, аутентифицируя беспроводное оборудование и протокол. Аутентификация личности пользователя проводится другими средствами безопасности.
Вы, вероятно, встречали WLAN с open authentication, когда посещали общественные места. В таких сетях в основном аутентификация осуществляется через веб-интерфейс. Клиент подключается к сети сразу же, но предварительно должен открыть веб-браузер, чтобы прочитать и принять условия использования и ввести основные учетные данные. С этого момента для клиента открывается доступ к сети. Большинство клиентских операционных систем выдают предупреждение о том, что ваши данные, передаваемые по сети, не будут защищены.
WEP
Как вы понимаете, open authentication не шифрует передаваемые данные от клиента к точке доступа. В стандарте 802.11 определен Wired Equivalent Privacy (WEP). Это попытка приблизить беспроводную связь к проводному соединению.
Для кодирования данных WEP использует алгоритм шифрования RC4. Данный алгоритм шифрует данные у отправителя и расшифровывает их у получателя. Алгоритм использует строку битов в качестве ключа, обычно называемого WEP- ключом. Один кадр данных-один уникальный ключ шифрования. Расшифровка данных осуществляется только при наличии ключа и у отправителя, и у получателя.
WEP- это метод безопасности с общим ключом. Один и тот же ключ должен быть как у отправителя, так и получателя. Этот ключ размещается на устройствах заранее.
WEP-ключ также может использоваться в качестве дополнительного метода аутентификации, а также инструмента шифрования. Если клиент отправляет неправильный ключ WEP, он не подключится к точке доступа. Точка доступа проверяет знание клиентом ключа WEP, посылая ему случайную фразу вызова. Клиент шифрует фразу вызова с помощью WEP и возвращает результат точке доступа (АР). АР сравнивает шифрование клиента со своим собственным, чтобы убедиться в идентичности двух ключей WEP.
Длина WEP — ключей могут быть длиной 40 или 104 бита, представленные в шестнадцатеричной форме из 10 или 26 цифр. Как правило, более длинные ключи предлагают более уникальные биты для алгоритма, что приводит к более надежному шифрованию. Это утверждение не относится к WEP. Так как WEP был определен в стандарте 802.11 в 1999 году, и соответственно сетевые беспроводные адаптеры производились с использованием шифрования, специфичного для WEP. В 2001 году были выявлены слабые места WEP, и началась работа по поиску более совершенных методов защиты беспроводной связи. К 2004 году поправка 802.11i была ратифицирована, и WEP официально устарел. Шифрование WEP и аутентификация с общим ключом WEP являются слабыми методами защиты WLAN.
802.1x/EAP
При наличии только open authentication и WEP, доступных в стандарте 802.11, требовался более безопасный метод аутентификации. Аутентификация клиента обычно включает в себя отправку запроса, получение ответа, а затем решение о предоставлении доступа. Помимо этого, возможен обмен ключами сессии или ключами шифрования в дополнение к другим параметрам, необходимым для клиентского доступа. Каждый метод аутентификации может иметь уникальные требования как уникальный способ передачи информации между клиентом и точкой доступа.
Вместо того чтобы встроить дополнительные методы аутентификации в стандарт 802.11, была выбрана более гибкая и масштабируемая структура аутентификации-разработан расширяемый протокол аутентификации (EAP). Как следует из его названия, EAP является расширяемым и не состоит из какого-либо одного метода аутентификации. Вместо этого EAP определяет набор общих функций, которые применяют фактические методы аутентификации, используемые для аутентификации пользователей.
EAP имеет еще одно интересное качество: он интегрируется со стандартом управления доступом на основе портов стандарта IEEE 802.1X. Когда порт стандарта 802.1X включен, он ограничивает доступ к сетевому носителю до тех пор, пока клиент не аутентифицируется. Это означает, что беспроводной клиент способен связываться с точкой доступа, но не сможет передавать данные в другую часть сети, пока он успешно не аутентифицируется.
Open authentication и WEP аутентификация беспроводных клиентов выполняется локально на точке доступа. В стандарте 802.1 x принцип аутентификации меняется. Клиент использует открытую аутентификацию для связи с точкой доступа, а затем фактический процесс аутентификации клиента происходит на выделенном сервере аутентификации. На рисунке 1 показана трехсторонняя схема стандарта 802.1x, состоящая из следующих объектов:
- Клиент: клиентское устройство, запрашивающее доступ
- Аутентификатор: сетевое устройство, обеспечивающее доступ к сети (обычно это контроллер беспроводной локальной сети [WLC])
- Сервер аутентификации (AS): устройство, принимающее учетные данные пользователя или клиента и разрешающее или запрещающее доступ к сети на основе пользовательской базы данных и политик (обычно сервер RADIUS)
На рисунке клиент подключен к точке доступа через беспроводное соединение. AP представляет собой Аутентификатор. Первичное подключение происходит по стандарту open authentication 802.11. Точка доступа подключена к WLC, который, в свою очередь, подключен к серверу аутентификации (AS). Все в комплексе представляет собой аутентификацию на основе EAP.
Контроллер беспроводной локальной сети является посредником в процессе аутентификации клиента, контролируя доступ пользователей с помощью стандарта 802.1x, взаимодействуя с сервером аутентификации с помощью платформы EAP.
Далее рассмотрим некоторые вариации протокола защиты EAP
LEAP
Первые попытки устранить слабые места в протоколе WEP компания Cisco разработала собственный метод беспроводной аутентификации под названием Lightweight EAP (LEAP). Для проверки подлинности клиент должен предоставить учетные данные пользователя и пароля.
Сервер проверки подлинности и клиент обмениваются челендж сообщениями, которые затем шифруются и возвращаются. Это обеспечивает взаимную аутентификацию. Аутентификация между клиентом и AS осуществляется только при успешной расшифровке челендж сообщений.
На тот момент активно использовалось оборудование, работавшее с WEP- протоколом. Разработчики протокола LEAP пытались устранить слабые места WEP применением динамических, часто меняющихся ключей WEP. Тем не менее, метод, используемый для шифрования челендж сообщений, оказался уязвимым. Это послужило поводом признать протокол LEAP устаревшим. Существуют организации, которые все еще используют данный протокол. Не рекомендуется подключаться к таким сетям.
EAP-FAST
EAP-FAST (Flexible Authentication by Secure Tunneling) безопасный метод, разработанный компанией Cisco. Учетные данные для проверки подлинности защищаются путем передачи зашифрованных учетных данных доступа (PAC) между AS и клиентом. PAC- это форма общего секрета, который генерируется AS и используется для взаимной аутентификации. EAP-FAST- это метод состоящий из трех последовательных фаз:
- Фаза 0: PAC создается или подготавливается и устанавливается на клиенте.
- Фаза 1: после того, как клиент и AS аутентифицировали друг друга обсуждают туннель безопасности транспортного уровня (TLS).
- Фаза 2: конечный пользователь может быть аутентифицирован через туннель TLS для дополнительной безопасности.
Обратите внимание, что в EAP-FAST происходят два отдельных процесса аутентификации-один между AS и клиентом, а другой с конечным пользователем. Они происходят вложенным образом, как внешняя аутентификация (вне туннеля TLS) и внутренняя аутентификация (внутри туннеля TLS).
Данный метод, основанный на EAP, требует наличие сервера RADIUS. Данный сервер RADIUS должен работать как сервер EAP-FAST, чтобы генерировать пакеты, по одному на пользователя.
PEAP
Аналогично EAP-FAST, защищенный метод EAP (PEAP) использует внутреннюю и внешнюю аутентификацию, однако AS предоставляет цифровой сертификат для аутентификации себя с клиентом во внешней аутентификации. Если претендент удовлетворен идентификацией AS, то они строят туннель TLS, который будет использоваться для внутренней аутентификации клиента и обмена ключами шифрования.
Цифровой сертификат AS состоит из данных в стандартном формате, идентифицирующих владельца и «подписанных» или подтвержденных третьей стороной. Третья сторона известна как центр сертификации (CA) и известна и доверяет как AS, так и заявителям. Претендент также должен обладать сертификатом CA только для того, чтобы он мог проверить тот, который он получает от AS. Сертификат также используется для передачи открытого ключа на видном месте, который может быть использован для расшифровки сообщений из AS.
Обратите внимание, что только AS имеет сертификат для PEAP. Это означает, что клиент может легко подтвердить подлинность AS. Клиент не имеет или не использует свой собственный сертификат, поэтому он должен быть аутентифицирован в туннеле TLS с помощью одного из следующих двух методов:
- MSCHAPv2;
- GTC (универсальная маркерная карта): аппаратное устройство, которое генерирует одноразовые пароли для пользователя или вручную сгенерированный пароль;
EAP-TLS
PEAP использует цифровой сертификат на AS в качестве надежного метода для аутентификации сервера RADIUS. Получить и установить сертификат на одном сервере несложно, но клиентам остается идентифицировать себя другими способами. Безопасность транспортного уровня EAP (EAP-TLS) усиливает защиту, требуя сертификаты на AS и на каждом клиентском устройстве.
С помощью EAP-TLS AS и клиент обмениваются сертификатами и могут аутентифицировать друг друга. После этого строится туннель TLS, чтобы можно было безопасно обмениваться материалами ключа шифрования.
EAP-TLS считается наиболее безопасным методом беспроводной аутентификации, однако при его реализации возникают сложности. Наряду с AS, каждый беспроводной клиент должен получить и установить сертификат. Установка сертификатов вручную на сотни или тысячи клиентов может оказаться непрактичной. Вместо этого вам нужно будет внедрить инфраструктуру открытых ключей (PKI), которая могла бы безопасно и эффективно предоставлять сертификаты и отзывать их, когда клиент или пользователь больше не будет иметь доступа к сети. Это обычно включает в себя создание собственного центра сертификации или построение доверительных отношений со сторонним центром сертификации, который может предоставлять сертификаты вашим клиентам.