Безопасность в сетях WiFi. WEP, WPA, WPA2 шифрование.
Серьезной проблемой для всех беспроводных локальных сетей (и, если уж на то пошло, то и всех проводных локальных сетей) является безопасность. Безопасность здесь так же важна, как и для любого пользователя сети Интернет. Безопасность является сложным вопросом и требует постоянного внимания. Огромный вред может быть нанесен пользователю из-за того, что он использует случайные хот-споты (hot-spot) или открытые точки доступа WI-FI дома или в офисе и не использует шифрование или VPN (Virtual Private Network — виртуальная частная сеть). Опасно это тем, что пользователь вводит свои личные или профессиональные данные, а сеть при этом не защищена от постороннего вторжения.
WEP
Изначально было сложно обеспечить надлежащую безопасность для беспроводных локальных сетей.
Хакеры легко осуществляли подключение практически к любой WiFi сети взламывая такие первоначальные версии систем безопасности, как Wired Equivalent Privacy (WEP). Эти события оставили свой след, и долгое время некоторые компании неохотно внедряли или вовсе не внедряли у себя беспроводные сети, опасаясь, что данные, передаваемые между беспроводными WiFi устройствами и Wi-Fi точками доступа могут быть перехвачены и расшифрованы. Таким образом, эта модель безопасности замедляла процесс интеграции беспроводных сетей в бизнес и заставляла нервничать пользователей, использующих WiFi сети дома. Тогда институт IEEE, создал рабочую группу 802.11i , которая работала над созданием всеобъемлющей модели безопасности для обеспечения 128-битного AES шифрования и аутентификации для защиты данных. Wi-Fi Альянс представил свой собственный промежуточный вариант этого спецификации безопасности 802.11i: Wi-Fi защищенный доступ (WPA – Wi-Fi Protected Access). Модуль WPA сочетает несколько технологий для решения проблем уязвимости 802.11 WEP системы. Таким образом, WPA обеспечивает надежную аутентификацию пользователей с использованием стандарта 802.1x (взаимная аутентификация и инкапсуляция данных передаваемых между беспроводными клиентскими устройствами, точками доступа и сервером) и расширяемый протокол аутентификации (EAP).
Принцип работы систем безопасности схематично представлен на рис.1
Также, WPA оснащен временным модулем для шифрования WEP-движка посредствам 128 – битного шифрования ключей и использует временной протокол целостности ключей (TKIP). А с помощью контрольной суммы сообщения (MIC) предотвращается изменение или форматирование пакетов данных. Такое сочетание технологий защищает конфиденциальность и целостность передачи данных и гарантирует обеспечение безопасности путем контроля доступа, так чтобы только авторизованные пользователи получили доступ к сети.
WPA
Дальнейшее повышение безопасности и контроля доступа WPA заключается в создании нового уникального мастера ключей для взаимодействия между каждым пользовательским беспроводным оборудованием и точками доступа и обеспечении сессии аутентификации. А также, в создании генератора случайных ключей и в процессе формирования ключа для каждого пакета.
В IEEE стандарт 802.11i, ратифицировали в июне 2004 года, значительно расширив многие возможности благодаря технологии WPA. Wi-Fi Альянс укрепил свой модуль безопасности в программе WPA2. Таким образом, уровень безопасности передачи данных WiFi стандарта 802.11 вышел на необходимый уровень для внедрения беспроводных решений и технологий на предприятиях. Одно из существенных изменений 802.11i (WPA2) относительно WPA это использования 128-битного расширенного стандарта шифрования (AES). WPA2 AES использует в борьбе с CBC-MAC режимом (режим работы для блока шифра, который позволяет один ключ использовать как для шифрования, так и для аутентификации) для обеспечения конфиденциальности данных, аутентификации, целостности и защиты воспроизведения. В стандарте 802.11i предлагается также кэширование ключей и предварительной аутентификации для упорядочивания пользователей по точкам доступа.
WPA2
Со стандартом 802.11i, вся цепочка модуля безопасности (вход в систему, обмен полномочиями, аутентификация и шифрование данных) становится более надежной и эффективной защитой от ненаправленных и целенаправленных атак. Система WPA2 позволяет администратору Wi-Fi сети переключиться с вопросов безопасности на управление операциями и устройствами.
Стандарт 802.11r является модификацией стандарта 802.11i. Данный стандарт был ратифицирован в июле 2008 года. Технология стандарта более быстро и надежно передает ключевые иерархии, основанные на технологии Handoff (передача управления) во время перемещения пользователя между точками доступа. Стандарт 802.11r является полностью совместимой с WiFi стандартами 802.11a/b/g/n.
Также существует стандарт 802.11w , предназначенный для усовершенствования механизма безопасности на основе стандарта 802.11i. Этот стандарт разработан для защиты управляющих пакетов.
Стандарты 802.11i и 802.11w – механизмы защиты сетей WiFi стандарта 802.11n.
Шифрование файлов и папок в Windows 7
Функция шифрования позволяет вам зашифровать файлы и папки, которые будет в последствии невозможно прочитать на другом устройстве без специального ключа. Такая возможность присутствует в таких версиях пакетаWindows 7 как Professional, Enterprise или Ultimate. Далее будут освещены способы включения шифрования файлов и папок.
Включение шифрования файлов:
Пуск -> Компьютер(выберите файл для шифрования)-> правая кнопка мыши по файлу->Свойства->Расширенный(Генеральная вкладка)->Дополнительные атрибуты->Поставить маркер в пункте шифровать содержимое для защиты данных->Ок->Применить->Ok(Выберите применить только к файлу)->Закрыть диалог Свойства(Нажать Ok или Закрыть).
Включение шифрования папок:
Пуск -> Компьютер(выберите папку для шифрования)-> правая кнопка мыши по папку-> Свойства->Расширенный(Генеральная вкладка)->Дополнительные атрибуты-> Поставить маркер в пункте шифровать содержимое для защиты данных->Ок->Применить->Ok(Выберите применить только к файлу)->Закрыть диалог Свойства(Нажать Ok или Закрыть).
В обоих случая в области уведомления появится предложение сделать резервную копию ключа шифруемых файлов или папок. В диалоговом окне вы сможете выбрать место сохранения копии ключа (рекомендуется съемный носитель). Файл или папка изменит свой цвет при удачном шифровании.
Шифрование крайне полезно если вы делите свой рабочий компьютер с несколькими людьми.
Сфера применения
В большинстве случаев беспроводные сети (используя точки доступа и маршрутизаторы) строятся в коммерческих целях для привлечения прибыли со стороны клиентов и арендаторов. Сотрудники компании «Гет Вайфай» имеют опыт подготовки и реализации следующих проектов по внедрению сетевой инфраструктуры на основе беспроводных решений:
Если у Вас после прочтения возникнут какие-либо вопросы, Вы можете задать их через форму отправки сообщений в разделе контакты.
Sysadminium
В этой статье разбираются технологии, которые отвечают за безопасность Wi-Fi, а именно: WEP, WPA, WPA1, WPA2 и WPA3.
Введение
Wi-Fi это беспроводная сеть, в которой данные передаются с помощью радиоволн. Радиоволны вместе с данными могут быть легко перехвачены и прочитаны. Поэтому с самого возникновения Wi-Fi сетей данные по радиоволнам передавались в зашифрованном виде. Шифрование использовали симметричное, так как оно быстрее и требует меньших вычислительных ресурсов чем ассиметричное.
Для защиты сети Wi-Fi поочерёдно были разработаны следующие технологии: WEP, WPA, WPA2 и WPA3. В основном они отличаются алгоритмом шифрования и способом аутентификации.
WEP
Первой технологией, которая была призвана защитить Wi-Fi сеть, была WEP (Wired Equivalent Privacy). Её целью было обеспечить защиту беспроводной сети на уровне проводной. Разработали её в 1997 году.
Для шифрования трафика здесь использовали алгоритм RC4. А в качестве ключа шифрования использовался пароль от Wi-Fi. Такой ключ шифрования использовался на точке доступа и его необходимо было ввести на все подключаемые устройства. Этот ключ назывался — SharedKey, так как он был известен всем участникам сети.
Существовало две разновидности WEP: WEP-40 и WEP-104. Они различались только длинной ключа.
Поддерживалось два типа аутентификации:
Также эта технология обеспечивала целостность данных с помощью алгоритма CRC-32.
В настоящее время технология устарела, так как шифрование RC4 научились легко взламывать. Уже в 2002 году на взлом уходило от 3 до 5 минут.
WPA
Так как технология WEP перестала быть защищённой, то нужно было что-то срочно придумать. При этом, нужно было внедрить придуманное на уже выпущенном оборудовании. Так появилась в 2003 году новая технология — WPA.
Алгоритм шифрования RC4 не заменили, но дополнили его алгоритмом TKIP. TKIP добавил некоторые новые функции безопасности. Основной такой функцией стала поддержка MIC, которая следила за целостностью передаваемых данных. С появлением MIC, алгоритм CRC-32 стал не нужен.
Помимо усиления криптографии изменился метод аутентификации. Теперь парольная фраза не являлась ключом шифрования. Парольная фраза и некоторые другие данные, которыми владел роутер, превращались в предварительный ключ шифрования (PreSharedKey). Дальше, с помощью специального алгоритма обмена ключами (4-way handshake), создавался сессионный ключ шифрования между устройством и точкой доступа.
Теперь каждая сессия шифровалась отдельным ключом шифрования, и даже зная пароль от Wi-Fi кто-то третий не мог расшифровать передаваемые данные.
В итоге — усиление криптографии и улучшение механизма аутентификации позволило продержаться ещё 1 год, до выхода WPA2.
WPA2
Вскоре в алгоритме TKIP тоже были обнаружены проблемы, но уже в 2004 году был выпущен WPA2.
WPA2 использовал уже другой тип шифрованием — AES. Это стандарт шифрования, который широко используется по всему миру и не только в Wi-Fi. Этот алгоритм хорошо проанализирован. Для Wi-Fi его дополнили алгоритмом CCMP (Counter/CBC-MAC), то есть TKIP заменили на CCMP.
В свою очередь алгоритм CCMP заменил алгоритм проверки целостности с MIC на CBC-MAC (Cipher Block Chaining Message Authentication Code). Это ещё более совершенный алгоритм, который обеспечивал защиту сообщений от случайной порчи или от намеренного вмешательства.
Разработчики оставили без изменения метод аутентификации (PreSharedKey) и алгоритм управления ключами (4-way handshake).
Алгоритм шифрования AES считается надёжным и в настоящее время. Но в алгоритме управления ключами (4-way handshake) в 2016 году нашли проблему. Она позволяла произвести атаку, которую назвали Key Reinstallation Attacks. Эта атака позволяет получить ключ шифрования трафика и расшифровать его (прослушать). Изменить же передаваемые данные, если используется AES+CCMP, невозможно. После этого операционные системы выпустили обновления, которые закрыли эту уязвимость, хотя на старых роутерах (которые не обновлялись) она осталась.
Таким образом, в настоящее время можно безопасно использовать WPA2 (AES+CCMP). Но нужно использовать современный Wi-Fi роутер и современный клиент, в которых убрали эту уязвимость.
WPA3
Относительно недавно, в 2018 году, был выпущен WPA3. Он использует всё самое современное, что было придумано в криптографии.
Алгоритм шифрования AES оставили, но заменили CCMP на GCMP-256 (Galois/Counter Mode Protocol) для шифрования передаваемых данных.
Также разработчики изменили процесс аутентификации и управление ключами. Так PreSharedKey заменили на SAE (Simultaneous Authentication of Equals). А SAE, в свою очередь, принёс новый алгоритм управления ключами — ECDH (Elliptic curve Diffie–Hellman) и ECDSA (Elliptic Curve Digital Signature Algorithm).
Всё это (SAE, ECDH, ECDSA) — очень сложные математические алгоритмы, но они в дополнение к алгоритму шифрования AES+GCMP-256 делают Wi-Fi сеть очень безопасной.
Для защиты целостности данных стали использовать ещё более совершенный алгоритм — BIP-GMAC-256.
Для защиты сети от перебора паролей стандарт WPA3 ввёл ограничение на число попыток аутентификации в рамках одного handshake. Это ограничение не даст подбирать пароль в offline-режиме. Также, даже зная пароль, злоумышленник не сможет расшифровать ранее перехваченный трафик.
Суммарная информация
| WEP (1997 год) | WPA (2003 год) | WPA2 (2004 год) | WPA3 (2018 год) | |
|---|---|---|---|---|
| Шифрование | RC4 | RC4+TKIP | AES+CCMP | AES+GCMP-256 |
| Аутентификация | SharedKey | PSK | PSK | SAE |
| Целостность данных | CRC-32 | MIC | CBC-MAC | BIP-GMAC-256 |
| Управление ключами | none | 4-way handshake | 4-way handshake | ECDH и ECDSA |
Сводная таблица механизмов защиты Wi-Fi (WEP, WPA, WPA2, WPA3)
Итог
В настоящее время вы можете защитить свою сеть Wi-Fi с помощью технологии WPA2, но нужно использовать современное оборудование (роутер и устройство с обновлённой ОС), а также позаботиться о сложном пароле.
Но если вы приобрели роутер с поддержкой WPA3 и у вас современный смартфон (Android 10 и выше, IOS 13 и выше) или ноутбук (Windows 10 и выше), то можете начинать использовать WPA3.
В этой статье разбираются технологии, которые отвечают за безопасность Wi-Fi, а именно: WEP, WPA, WPA1, WPA2 и WPA3