Проводной эквивалент конфиденциальности
Wired Equiвалентная конфиденциальность ( WEP ) представляет собой серьезно ошибочный алгоритм безопасности 802.11 для беспроводных сетей . Представленный как часть первоначального стандарта IEEE 802.11, ратифицированного в 1997 году, его целью было обеспечить конфиденциальность данных, сравнимую с конфиденциальностью традиционной проводной сети . [1] WEP, узнаваемый по ключу из 10 или 26 шестнадцатеричных цифр (40 или 104 бита), одно время широко использовался и часто был первым выбором безопасности, предлагаемым пользователям инструментами настройки маршрутизатора. [2] [3]
После того, как в 2001 году был обнаружен серьезный недостаток конструкции алгоритма, [4] На практике WEP больше никогда не был безопасным. В подавляющем большинстве случаев аппаратные устройства Wi-Fi, использующие безопасность WEP, не могли быть обновлены для обеспечения безопасной работы. Некоторые конструктивные недостатки были устранены в WEP2, но WEP2 также оказался небезопасным, и оборудование другого поколения не могло быть модернизировано для обеспечения безопасной работы.
В 2003 году Wi-Fi Alliance объявил, что WEP и WEP2 были заменены защищенным доступом Wi-Fi (WPA). В 2004 году, после ратификации полного стандарта 802.11i (т.е. WPA2), IEEE объявил, что WEP-40 и WEP-104 устарели. [5] WPA сохранил некоторые конструктивные характеристики WEP, которые оставались проблематичными.
WEP был единственным протоколом шифрования, доступным для устройств 802.11a и 802.11b , созданным до появления стандарта WPA, который был доступен для устройств 802.11g . Однако некоторые устройства 802.11b позже были снабжены обновлениями прошивки или программного обеспечения для включения WPA, а в более новых устройствах он был встроен. [6]
История [ править ]
WEP был ратифицирован как стандарт безопасности Wi-Fi в 1999 году. Первые версии WEP не были особенно надежными даже на момент их выпуска из-за ограничений США на экспорт различных криптографических технологий. Эти ограничения привели к тому, что производители ограничили свои устройства только 64-битным шифрованием. Когда ограничения были сняты, шифрование было увеличено до 128 бит. Несмотря на появление 256-битного WEP, 128-битный вариант остается одной из наиболее распространенных реализаций. [7]
Детали шифрования [ править ]
WEP был включен в качестве компонента конфиденциальности в исходный стандарт IEEE 802.11. [8] стандарт, ратифицированный в 1997 году. [9] [10] WEP использует поточный шифр RC4 для обеспечения конфиденциальности . [11] и контрольная сумма CRC-32 для целостности . [12] Он устарел в 2004 году и задокументирован в текущем стандарте. [13]
Стандартный 64-битный WEP использует 40- битный ключ (также известный как WEP-40), который объединяется с 24-битным вектором инициализации (IV) для формирования ключа RC4. В то время, когда был разработан первоначальный стандарт WEP, ограничения правительства США на экспорт криптографических технологий ограничивали размер ключа . После снятия ограничений производители точек доступа внедрили расширенный 128-битный протокол WEP с использованием 104-битного размера ключа (WEP-104).
64-битный ключ WEP обычно вводится в виде строки из 10 шестнадцатеричных (по основанию 16) символов (0–9 и A–F). Каждый символ представляет 4 бита, 10 цифр по 4 бита каждая дают 40 бит; добавление 24-битного IV дает полный 64-битный ключ WEP (4 бита × 10 + 24-битный IV = 64-битный ключ WEP). Большинство устройств также позволяют пользователю вводить ключ в виде 5 символов ASCII (0–9, a–z, A–Z), каждый из которых преобразуется в 8 бит с использованием значения байта символа в ASCII (8 бит × 5 + 24 -bit IV = 64-битный ключ WEP); однако это ограничивает каждый байт печатным символом ASCII, который составляет лишь небольшую часть возможных значений байта, что значительно сокращает пространство возможных ключей.
128-битный ключ WEP обычно вводится в виде строки из 26 шестнадцатеричных символов. 26 цифр по 4 бита каждая дают 104 бита; добавление 24-битного IV дает полный 128-битный ключ WEP (4 бита × 26 + 24-битный IV = 128-битный ключ WEP). Большинство устройств также позволяют пользователю вводить его в виде 13 символов ASCII (8 бит × 13 + 24-битный IV = 128-битный ключ WEP).
Некоторые поставщики предлагают 152-битные и 256-битные системы WEP. Как и в других вариантах WEP, 24 бита из них предназначены для IV, а для фактической защиты остается 128 или 232 бита. Эти 128 или 232 бита обычно вводятся как 32 или 58 шестнадцатеричных символов (4 бита × 32 + 24-битный IV = 152-битный ключ WEP, 4 бита × 58 + 24-битный IV = 256-битный ключ WEP). Большинство устройств также позволяют пользователю вводить его как 16 или 29 символов ASCII (8 бит × 16 + 24-битный IV = 152-битный ключ WEP, 8 бит × 29 + 24-битный IV = 256-битный ключ WEP).
Аутентификация [ править ]
С WEP можно использовать два метода аутентификации: аутентификация открытой системы и аутентификация с общим ключом.
При аутентификации в открытой системе клиент WLAN не предоставляет свои учетные данные точке доступа во время аутентификации. Любой клиент может пройти аутентификацию в точке доступа, а затем попытаться установить соединение. По сути, никакой аутентификации не происходит. Впоследствии ключи WEP можно использовать для шифрования кадров данных. На этом этапе у клиента должны быть правильные ключи.
При аутентификации с общим ключом ключ WEP используется для аутентификации в четырехэтапном рукопожатии «запрос-ответ» :
- Клиент отправляет запрос аутентификации точке доступа.
- Точка доступа отвечает запросом в виде открытого текста .
- Клиент шифрует текст запроса с помощью настроенного ключа WEP и отправляет его обратно в другом запросе аутентификации.
- Точка доступа расшифровывает ответ. Если это соответствует тексту запроса, точка доступа отправляет положительный ответ.
После аутентификации и ассоциации общий ключ WEP также используется для шифрования кадров данных с использованием RC4.
На первый взгляд может показаться, что аутентификация с общим ключом более безопасна, чем аутентификация в открытой системе, поскольку последняя не обеспечивает реальной аутентификации. Однако все происходит наоборот. Можно получить поток ключей, используемый для рукопожатия, путем захвата кадров запроса при аутентификации с общим ключом. [14] Следовательно, данные легче перехватить и расшифровать при использовании аутентификации с общим ключом, чем при аутентификации в открытой системе. Если конфиденциальность является первоочередной задачей, для аутентификации WEP более целесообразно использовать аутентификацию открытой системы, а не аутентификацию с общим ключом; однако это также означает, что любой клиент WLAN может подключиться к точке доступа. (Оба механизма аутентификации слабы; WEP с общим ключом устарел в пользу WPA/WPA2.)
Слабая безопасность [ править ]
Поскольку RC4 является потоковым шифром , один и тот же ключ трафика никогда не должен использоваться дважды. Цель IV, передаваемого в виде открытого текста, состоит в том, чтобы предотвратить любое повторение, но 24-битное IV недостаточно длинное, чтобы гарантировать это в загруженной сети. Способ использования IV также открыл WEP для атаки по связанному ключу . Для 24-битного IV существует 50% вероятность того, что тот же IV повторится после 5000 пакетов.
В августе 2001 года Скотт Флюрер , Ицик Мантин и Ади Шамир опубликовали криптоанализ WEP. [4] который использует способ использования шифров RC4 и IV в WEP, что приводит к пассивной атаке, которая может восстановить ключ RC4 после подслушивания в сети. В зависимости от объема сетевого трафика и, следовательно, количества пакетов, доступных для проверки, успешное восстановление ключа может занять всего одну минуту. Если отправляется недостаточное количество пакетов, у злоумышленника есть способы отправить пакеты в сеть и тем самым стимулировать ответные пакеты, которые затем можно проверить, чтобы найти ключ. Атака вскоре была реализована, и с тех пор были выпущены автоматизированные инструменты. Атаку можно выполнить с помощью персонального компьютера, готового оборудования и бесплатно доступного программного обеспечения, такого как aircrack-ng , чтобы взломать любой ключ WEP за считанные минуты.
Кэм-Вингет и др. [15] исследовал различные недостатки WEP. Они написали: « Полевые эксперименты показывают, что при наличии надлежащего оборудования можно подслушивать сети, защищенные WEP, на расстоянии мили и более от цели ». Они также сообщили о двух общих недостатках:
- использование WEP было необязательным, в результате чего во многих установках его даже не активировали, и
- по умолчанию WEP полагается на один общий ключ среди пользователей, что приводит к практическим проблемам при обработке компромиссов, что часто приводит к игнорированию компромиссов.
В 2005 году группа из Федерального бюро расследований США провела демонстрацию взлома сети, защищенной WEP, за три минуты, используя общедоступные инструменты. [16] Андреас Кляйн представил еще один анализ потокового шифра RC4. Кляйн показал, что существует больше корреляций между ключевым потоком RC4 и ключом, чем те, которые обнаружили Флюрер, Мантин и Шамир, что дополнительно можно использовать для взлома WEP в режимах использования, подобных WEP.
В 2006 году Биттау, Хэндли и Лэки показали [2] что сам протокол 802.11 можно использовать против WEP, чтобы обеспечить возможность более ранних атак, которые ранее считались непрактичными. Перехватив один пакет, злоумышленник может быстро подготовиться к передаче произвольных данных. Подслушанный пакет затем можно расшифровать по одному байту (передавая для расшифровки около 128 пакетов на байт) для обнаружения IP-адресов локальной сети. Наконец, если сеть 802.11 подключена к Интернету, злоумышленник может использовать фрагментацию 802.11 для воспроизведения прослушанных пакетов, одновременно создавая для них новый IP-заголовок. Затем точку доступа можно использовать для расшифровки этих пакетов и передачи их партнеру в Интернете, что позволяет расшифровать WEP-трафик в режиме реального времени в течение минуты после прослушивания первого пакета.
В 2007 году Эрик Тьюс, Андрей Пышкин и Ральф-Филипп Вайнманн смогли расширить атаку Кляйна 2005 года и оптимизировать ее для использования против WEP. С новой атакой [17] восстановить 104-битный ключ WEP можно с вероятностью 50%, используя всего 40 000 перехваченных пакетов. Для 60 000 доступных пакетов данных вероятность успеха составляет около 80%, а для 85 000 пакетов данных — около 95%. Используя активные методы, такие как атаки деаутентификации Wi-Fi и повторное внедрение ARP , при хороших условиях можно перехватить 40 000 пакетов менее чем за одну минуту. Фактическое вычисление занимает около 3 секунд и 3 МБ оперативной памяти на Pentium-M 1,7 ГГц и может быть дополнительно оптимизировано для устройств с более медленными процессорами. Ту же атаку можно использовать и для 40-битных ключей с еще большей вероятностью успеха.
В 2008 году Совет по стандартам безопасности индустрии платежных карт (PCI SSC) обновил Стандарт безопасности данных (DSS), запретив использование WEP как часть любой обработки кредитных карт после 30 июня 2010 года, а также запретив установку любой новой системы, использующей WEP. после 31 марта 2009 г. Использование WEP способствовало вторжению в сеть материнской компании TJ Maxx . [18]
Caffe Атака Latte
Атака Caffe Latte — еще один способ победить WEP. Злоумышленнику не обязательно находиться в зоне сети, использующей этот эксплойт. Используя процесс, ориентированный на стек беспроводной сети Windows , можно получить ключ WEP от удаленного клиента. [19] Отправляя поток зашифрованных запросов ARP , злоумышленник пользуется преимуществами аутентификации с общим ключом и недостатками модификации сообщений в 802.11 WEP. Злоумышленник использует ответы ARP для получения ключа WEP менее чем за 6 минут. [20]
Контрмеры [ править ]
Использование зашифрованных протоколов туннелирования (например, IPsec , Secure Shell ) может обеспечить безопасную передачу данных по незащищенной сети. Однако были разработаны замены WEP с целью восстановления безопасности самой беспроводной сети.
802.11i (WPA и WPA2) [ править ]
Рекомендуемое решение проблем безопасности WEP — переключиться на WPA2. WPA был промежуточным решением для оборудования, которое не поддерживало WPA2. И WPA, и WPA2 гораздо более безопасны, чем WEP. [21] Чтобы добавить поддержку WPA или WPA2, некоторые старые точки доступа возможно, потребуется заменить Wi-Fi или обновить их прошивку . WPA был разработан как временное программно-реализуемое решение для WEP, которое могло предотвратить немедленное развертывание нового оборудования. [22] Однако TKIP (основа WPA) подошел к концу своего расчетного срока службы, был частично сломан и официально признан устаревшим с выпуском стандарта 802.11-2012. [23]
Реализованы нестандартные исправления [ править ]
WEP2 [ править ]
Это временное усовершенствование WEP присутствовало в некоторых ранних проектах 802.11i. Его можно было реализовать на некотором (не всем) оборудовании, не способном обрабатывать WPA или WPA2, и расширяли как IV, так и значения ключа до 128 бит. [8] Была надежда устранить дублирующийся недостаток IV, а также остановить атаки методом перебора ключей .
После того, как стало ясно, что весь алгоритм WEP несовершенен (а не только IV и размеры ключей) и потребует еще больше исправлений, как имя WEP2, так и исходный алгоритм были исключены. WPA Две расширенные длины ключей остались в том, что в конечном итоге стало TKIP .
WEPplus [ править ]
WEPplus, также известный как WEP+, представляет собой собственное усовершенствование WEP от Agere Systems (ранее дочерней компании Lucent Technologies ), которое повышает безопасность WEP за счет исключения «слабых IV». [24] Он полностью эффективен только в том случае, если WEPplus используется на обоих концах беспроводного соединения. Поскольку это нелегко обеспечить, это остается серьезным ограничением. Это также не обязательно предотвращает атаки повторного воспроизведения и неэффективно против последующих статистических атак, которые не полагаются на слабые IV.
Динамический WEP [ править ]
Динамический WEP представляет собой комбинацию технологии 802.1x и расширяемого протокола аутентификации . Динамический WEP динамически меняет ключи WEP. Это функция, специфичная для конкретного поставщика, предоставляемая несколькими поставщиками, такими как 3Com .
Идея динамических изменений вошла в 802.11i как часть TKIP, но не в сам протокол WEP.
См. также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ^ Стандарт IEEE для спецификаций управления доступом к среде беспроводной локальной сети (MAC) и физического уровня (PHY) . СТАНД ИЭЭЭ 802.11-1997. Ноябрь 1997 г., стр. 1–445. doi : 10.1109/IEESTD.1997.85951 . ISBN 1-55937-935-9 .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Андреа Биттау; Марк Хэндли; Джошуа Лэки. Последний гвоздь в гроб WEP (PDF) . Симпозиум IEEE 2006 г. по безопасности и конфиденциальности. дои : 10.1109/СП.2006.40 . Архивировано (PDF) из оригинала 31 октября 2008 г. Проверено 16 марта 2008 г.
- ^ «Внедрение беспроводной связи стремительно движется вперед, усовершенствованное шифрование получает распространение в эпоху после WEP» (пресс-релиз). РСА Безопасность . 14 июня 2007 г. Архивировано из оригинала 2 февраля 2008 г. Проверено 28 декабря 2007 г.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Флюрер, Скотт; Мантин, Ицик; Шамир, Ади (2001). «Слабые стороны алгоритма планирования ключей RC4» (PDF) .
- ^ «Что такое ключ WEP?» . Архивировано из оригинала 17 апреля 2008 года . Проверено 11 марта 2008 г.
- ^ «SolutionBase: 802.11g против 802.11b» . techrepublic.com . 19 августа 2004 г.
- ^ Фицпатрик, Джейсон (21 сентября 2016 г.). «Разница между паролями Wi-Fi WEP, WPA и WPA2» . Как компьютерщик . Проверено 2 ноября 2018 г.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б «WEP2, нулевой уровень доверия» . www.starkrealities.com. Архивировано из оригинала 24 декабря 2007 г. Проверено 16 марта 2008 г.
- ^ Харвуд, Майк (29 июня 2009 г.). «Безопасность беспроводных сетей». CompTIA Network+ N10-004 Подготовка к экзамену . Сертификация Pearson IT. п. 287. ИСБН 978-0-7897-3795-3 . Проверено 9 июля 2016 г.
WEP — это стандарт IEEE, представленный в 1997 году и предназначенный для защиты сетей 802.11.
- ^ Уокер, Джесси. «История безопасности 802.11» (PDF) . Рутгерс ВИНЛАБ . Корпорация Интел. Архивировано из оригинала (PDF) 9 июля 2016 года . Проверено 9 июля 2016 г.
Стандарт IEEE 802.11-1997 (802.11a) определяет эквивалентную конфиденциальность проводной сети (WEP).
- ^ «WPA Часть 2: Слабые IV» . информит.com. Архивировано из оригинала 16 мая 2013 г. Проверено 16 марта 2008 г.
- ^ «Индуктивная атака с использованием открытого текста на WEP/WEP2» . cs.umd.edu . Проверено 16 марта 2008 г.
- ^ IEEE 802.11i-2004: Улучшения безопасности управления доступом к среде (MAC) (PDF) . 2004. Архивировано из оригинала (PDF) 29 ноября 2007 г. Проверено 18 декабря 2007 г.
- ^ Никита Борисов ; Ян Голдберг ; Дэвид Вагнер . Перехват мобильной связи: небезопасность 802.11 (PDF) . Материалы 7-й ежегодной международной конференции по мобильным вычислениям и сетям. дои : 10.1145/381677.381695 . ISBN 1581134223 . Архивировано из оригинала (PDF) 1 октября 2006 г. Проверено 12 сентября 2006 г.
- ^ Кэм-Вингет, Нэнси; Хаусли, Расс; Вагнер, Дэвид; Уокер, Джесси (май 2003 г.). «Недостатки безопасности в протоколах каналов передачи данных 802.11» (PDF) . Коммуникации АКМ . 46 (5): 35–39. дои : 10.1145/769800.769823 . S2CID 3132937 .
- ^ «Беспроводные возможности» . www.smallnetbuilder.com .
- ^ Тьюс, Эрик; Вайнманн, Ральф-Филипп; Пышкин, Андрей. «Взлом 104-битного WEP менее чем за 60 секунд» (PDF) .
- ^ Гринмайер, Ларри (9 мая 2007 г.). «Кража данных TJ Maxx, вероятно, связана с беспроводным управлением » . Информационная неделя . Архивировано из оригинала 15 июня 2013 года . Проверено 3 сентября 2012 г.
- ^ Лиза Файфер. «Атака кофе-латте: как она работает и как ее заблокировать» . Wi-Fiplanet.com . Проверено 21 марта 2008 г.
- ^ «Кафе латте с бесплатной добавлением взломанного WEP: получение ключей WEP от дорожных воинов» . Архивировано из оригинала 11 мая 2015 г. Проверено 21 марта 2008 г.
- ^ «Обновление 802.11b: повышение безопасности WLAN» . networkmagazineindia.com. Архивировано из оригинала 24 марта 2008 г. Проверено 16 марта 2008 г.
- ^ «Безопасность беспроводной сети» (PDF) . Проксим Беспроводной . Архивировано из оригинала (PDF) 6 февраля 2009 г. Проверено 16 марта 2008 г.
- ^ «Список проблем 802.11mb v12» (excel) . 20 января 2009 г. с. CID 98.
Использование TKIP устарело. Алгоритм TKIP непригоден для целей настоящего стандарта.
- ^ «Agere Systems первой решила проблему безопасности конфиденциальности, эквивалентную проводной локальной сети; новое программное обеспечение предотвращает создание слабых ключей WEP» . Деловой провод . 12 ноября 2001 г. Проверено 16 марта 2008 г.