Wpa2 шифрование. Безопасность в сетях WiFi

Сегодня не назовешь чем-то из ряда вон выходящим. Однако при этом многие юзеры (особенно владельцы мобильных устройств) сталкиваются с проблемой, какую систему защиты использовать: WEP, WPA или WPA2-PSK. Что это за технологии, мы сейчас и посмотрим. Однако наибольшее внимание будет уделено именно WPA2-PSK, поскольку именно эта протекция является сегодня наиболее востребованной.

WPA2-PSK: что это?

Скажем сразу: это система защиты любого локального подключения к беспроводной сети на основе WI-Fi. К проводным системам на основе сетевых карт, использующих непосредственное соединение при помощи Ethernet, это не имеет никакого отношения.

С применением технологии WPA2-PSK сегодня является наиболее «продвинутой». Даже несколько устаревающие методы, требующие запрос логина и пароля, а также предполагающие шифрование конфиденциальных данных при приеме-передаче, выглядят, мягко говоря, детским лепетом. И вот почему.

Разновидности зашиты

Итак, начнем с того, что еще недавно самой безопасной технологией защиты соединения считалась структура WEP. Она использовала проверку целостности ключа при беспроводном подключении любого девайса и являлась стандартом IEEE 802. 11i.

Защита WiFi-сети WPA2-PSK работает, в принципе, почти так же, однако проверку ключа доступа осуществляет на уровне 802. 1X. Иными словами, система проверяет все возможные варианты.

Однако есть и более нова технология, получившая название WPA2 Enterprise. В отличие от WPA, она предусматривает не только затребование персонального ключа доступа, но и наличие предоставляющего доступ сервера Radius. При этом такой алгоритм проверки подлинности может работать одновременно в нескольких режимах (например, Enterprise и PSK, задействовав при этом шифрование уровня AES CCMP).

Основные протоколы защиты и безопасности

Равно как и уходящие в прошлое, современные методы защиты используют один и тот же протокол. Это TKIP (система защиты WEP, основанная на обновлении программного обеспечения и алгоритме RC4). Все это предполагает ввод временного ключа для доступа к сети.

Как показало практическое использование, сам по себе такой алгоритм особой защищенности подключения в беспроводной сети не дал. Именно поэтому были разработаны новые технологии: сначала WPA, а затем WPA2, дополненные PSK (персональный ключ доступа) и TKIP (временный ключ). Кроме того, сюда же были включены данных при приеме-передаче, сегодня известные как стандарт AES.

Устаревшие технологии

Тип безопасности WPA2-PSK появился относительно недавно. До этого, как уже было сказано выше, использовалась система WEP в сочетании с TKIP. Защита TKIP есть не что иное, как средство увеличения разрядности ключа доступа. На данный момент считается, что базовый режим позволяет увеличить ключ с 40 до 128 бит. При всем этом можно также сменить один-единственный ключ WEP на несколько отличных, генерируемых и отсылаемых в автоматическом режиме самим сервером, производящим аутентификацию пользователя при входе.

Кроме того, сама система предусматривает использование строгой иерархии распределения ключей, а также методики, позволяющей избавиться от так называемой проблемы предсказуемости. Иными словами, когда, допустим, для беспроводной сети, использующей защиту WPA2-PSK, пароль задается в виде последовательности типа «123456789», нетрудно догадаться, что те же программы-генераторы ключей и паролей, обычно называемые KeyGen или чем-то вроде этого, при вводе первых четырех знаков могут автоматически сгенерировать четыре последующих. Тут, как говорится, не нужно быть уникумом, чтобы угадать тип используемой секвенции. Но это, как, наверное, уже понято, самый простой пример.

Что касается даты рождения пользователя в пароле, это вообще не обсуждается. Вас запросто можно вычислить по тем же регистрационным данным в социальных сетях. Сами же цифровые пароли такого типа являются абсолютно ненадежными. Уж лучше использовать совместно цифры, литеры, а также символы (можно даже непечатаемые при условии задания сочетания «горячих» клавиш) и пробел. Однако даже при таком подходе взлом WPA2-PSK осуществить можно. Тут нужно пояснить методику работы самой системы.

Типовой алгоритм доступа

Теперь еще несколько слов о системе WPA2-PSK. Что это такое в плане практического применения? Это совмещение нескольких алгоритмов, так сказать, в рабочем режиме. Поясним ситуацию на примере.

В идеале секвенция исполнения процедуры защиты подключения и шифрования передающейся или принимающейся информации сводится к следующему:

WPA2-PSK (WPA-PSK) + TKIP + AES.

При этом здесь главную роль играет общий ключ (PSK) длиной от 8 до 63 символов. В какой именно последовательности будут задействованы алгоритмы (то ли сначала произойдет шифрование, то ли после передачи, то ли в процессе с использованием случайных промежуточных ключей и т. д.), не суть важно.

Но даже при наличии защиты и системы шифрования на уровне AES 256 (имеется в виду разрядность ключа шифра) взлом WPA2-PSK для хакеров, сведущих в этом деле, будет задачей хоть и трудной, но возможной.

Уязвимость

Еще в 2008 году на состоявшейся конференции PacSec была представлена методика, позволяющая взломать беспроводное соединение и прочитать передающиеся данные с маршрутизатора на клиентский терминал. Все это заняло около 12-15 минут. Однако взломать обратную передачу (клиент-маршрутизатор) так и не удалось.

Дело в том, что при включенном режиме маршрутизатора QoS можно не только прочитать передаваемую информацию, но и заменить ее поддельной. В 2009 году японские специалисты представили технологию, позволяющую сократить время взлома до одной минуты. А в 2010 году в Сети появилась информация о том, что проще всего взламывать модуль Hole 196, присутствующий в WPA2, с использованием собственного закрытого ключа.

Ни о каком вмешательстве в генерируемые ключи речь не идет. Сначала используется так называемая атака по словарю в сочетании с «брут-форс», а затем сканируется пространство беспроводного подключения с целью перехвата передаваемых пакетов и их последующей записью. Достаточно пользователю произвести подключение, как тут же происходит его деавторизация, перехват передачи начальных пакетов (handshake). После этого даже нахождение поблизости от основной точки доступа не требуется. Можно преспокойно работать в режиме оффлайн. Правда, для совершения всех этих действий понадобится специальное ПО.

Как взломать WPA2-PSK?

По понятным причинам, здесь полный алгоритм взлома соединения приводиться не будет, поскольку это может быть использовано как некая инструкция к действию. Остановимся только на главных моментах, и то - только в общих чертах.

Как правило, при непосредственном доступе к роутеру его можно перевести в так называемый режим Airmon-NG для отслеживания трафика (airmon-ng start wlan0 - переименование беспроводного адаптера). После этого происходит захват и фиксация трафика при помощи команды airdump-ng mon0 (отслеживание данных канала, скорость маяка, скорость и метод шифрования, количество передаваемых данных и т. д.).

Далее задействуется команда фиксации выбранного канала, после чего вводится команда Aireplay-NG Deauth с сопутствующими значениями (они не приводятся по соображениям правомерности использования таких методов).

После этого (когда пользователь уже прошел авторизацию при подключении) юзера можно просто отключить от сети. При этом при повторном входе со взламывающей стороны система повторит авторизацию входа, после чего можно будет перехватить все пароли доступа. Далее возникнет окно с «рукопожатием» (handshake). Затем можно применить запуск специального файла WPAcrack, который позволит взломать любой пароль. Естественно, как именно происходит его запуск, никто и никому рассказывать не будет. Заметим только, что при наличии определенных знаний весь процесс занимает от нескольких минут до нескольких дней. К примеру, процессор уровня Intel, работающий на штатной тактовой частоте 2,8 ГГц, способен обрабатывать не более 500 паролей за одну секунду, или 1,8 миллиона в час. В общем, как уже понятно, не стоит обольщаться.

Вместо послесловия

Вот и все, что касается WPA2-PSK. Что это такое, быть может, с первого прочтения понятно и не будет. Тем не менее основы защиты данных и применяемых систем шифрования, думается, поймет любой пользователь. Более того, сегодня с этим сталкиваются практически все владельцы мобильных гаджетов. Никогда не замечали, что при создании нового подключения на том же смартфоне система предлагает использовать определенный тип защиты (WPA2-PSK)? Многие просто не обращают на это внимания, а зря. В расширенных настройках можно задействовать достаточно большое количество дополнительных параметров с целью улучшения системы безопасности.

Всем привет!

Я тут проанализировал немного комментарии, которые посетители оставляют на сайте, проверил запросы и понял, что есть очень распространенная проблема с подключением к Wi-Fi, о которой я еще не писал. Но на сайте оставлено много комментариев с просьбой помочь, решить эту проблему. Я что-то там советовал, но не знаю, помогали ли мои советы Вам (редко кто напишет о результатах 🙁) .

А вчера, Роман (Спасибо тебе добрый человек 🙂) к статье оставил комментарий, в котором поделился информацией, как он решил проблему «Сохранено, защита WPA\WPA2» . Этот комментарий помог мне немного сориентироваться в проблеме, и я решил собрать все советы по решению этой ошибки, в одной статье.

Суть проблемы

При подключении телефона, или планшета (скорее всего на Android) , к домашней сети, или где-то в кафе, появляется надпись возле названия сети «Сохранено, защита WPA\WPA2» . И все больше ничего не происходит. Если нажать на эту сеть и выбрать Подключить , то ничего не произойдет. Как выглядит эта ошибка, Вы можете посмотреть на скриншоте выше.

Я специально спровоцировал эту проблему на своем Wi-Fi роутере Asus RT-N13U и попробовал подключить телефон HTC One V (Android 4.0) . Вот и получил эту надпись «Сохранено, защита WPA\WPA2». Причем, все получилось с первого раза. Как? Да очень просто. У меня в настройках роутера “Режим беспроводной сети” был в режиме Auto, а я установил n Only. Сохранил настройки, отключил телефон от Wi-Fi, но подключить уже не получилось 🙂 .

Основные причины ошибки «Сохранено, защита WPA\WPA2»

Друзья, я не могу точно все утверждать и давать советы, которые будут на сто процентов рабочие, надеюсь Вы понимаете. Все устройства разные, настройки у всех разные и еще много всяких нюансов.

Но я постараюсь собрать известные мне причины и способы их решения, через которые может появится такая проблема с подключением к беспроводной сети.

Если при подключении к беспроводной сети Вы на своем телефоне увидели надпись «Сохранено, защита WPA\WPA2» (может быть немного другая) , то стоит проверить такие настройки (советую проверять в таком же порядке) :

Для начала просто перезагрузите роутер.

Несколько раз уже замечал такую проблему: интернет на телефоне просто перестаёт работать, но подключение есть и сеть хорошая. Выключаю и включаю Wi-Fi на телефоне, а к сети уже не подключается, пишет «Сохранено, защита WPA2». Помогает только перезагрузка роутера.

Выставить правильный регион в настройках роутера
Проверить правильность пароля от Wi-Fi сети
Проверить (изменить) режим работы беспроводной сети в настройках роутера
Проверить (изменить) тип шифрования и тип безопасности, изменить пароль в настройках маршрутизатора
Поэкспериментировать со сменой канала на котором работает Ваша беспроводная сеть.
Попробовать изменить ширину канала.

А теперь подробнее по всем пунктам

Выставляем правильный регион в настройках маршрутизатора

Очень часто, эта ошибка возникает именно из-за того, что в настройках Wi-Fi стоит неправильный регион.

Я на примере Tp-Link покажу, как сменить регион. Если у вас роутер другой компании, то эти настройки скорее всего меняются на той же странице, где задается имя и другие настройки беспроводной сети.

В панели управления перейдите на вкладку Wireless (Беспроводной режим) и напротив пункта Region укажите страну, в которой вы находитесь.

Сохраните настройки нажав на кнопку Save (Сохранить) .

Проверьте пароль и подключитесь заново

Возможно, вы просто неправильно указали пароль (правда, тогда скорее всего будет идти постоянное подключение, по кругу. Но проверить нужно) , и перед тем, как лезть в настройки маршрутизатора, советую это проверить.

Вы спросите, а как мне еще раз вести пароль, ведь запрос пароля не появляется. Нужно удалить подключение. Просто нажмите на Вашу сеть и выберите Удалить .

Теперь, нажмите снова на вашу сеть и введите пароль от Wi-Fi. Только убедитесь, что он правильный. Если забыли, то посмотрите пароль в настройках роутера, или на подключенном компьютере (если такие есть) . Подробнее в статье.

Проверяем режим работы беспроводной сети

Мне кажется, что это главная причина. Просто Ваше устройство (телефон, планшет) может не поддерживать режим работы, в котором работает роутер.

Режим работы – это те непонятные буквы b/g/n , которые Вы наверное уже замечали в настройках маршрутизатора. Попробуйте поэкспериментировать с сменой режима. Не забывайте после каждого изменения перезагружать рутер и выключать/включать Wi-Fi на телефоне (планшете) .

Вот я, установил n Only вместо Auto и выскочила ошибка. А если у Вас например уже в настройках указано n Only? Вот Вам и проблемы.

Изменяем тип шифрования/безопасности, пароль

Может быть, что вашему устройству просто не нравится тип безопасности, или шифрования, который использует роутер. Или же не нравится пароль.

Советую установить такие значения:

WPA/WPA2 - Personal (Recommended)

Версия: WPA-PSK

Шифрование: AES

PSK Пароль (ключ) – не менее восьми символов и только цифры.

Сохраняем, перезагружаем роутер, удаляем подключение на телефоне, и подключаемся введя новый пароль.

Внимание! После изменения пароля, или других настроек безопасности, могут появится проблемы с подключением других устройств, которые уже были подключены к этой сети (компьютеры, ноутбуки, телевизоры) .

Экспериментируем с каналом, на котором работает Wi-Fi сеть

Маловероятно конечно, но может быть. О том, что такое канал работы беспроводной сети, как его изменить и зачем, я писал в статье – .

Попробуйте поэкспериментировать, а вдруг поможет.

Ширина канал

Есть такой пункт в настройке Wi-Fi роутера, как Ширина канала . Если у Вас например TP-Link и меню на английском, то называется он Channel Width .

Там можно выбрать несколько вариантов: Auto, 20MHz и 40MHz – зависит от роутера. Попробуйте сначала установить Auto (или в Asus 20MHz/40MHz) , если не поможет, то по отдельности.

Где изменить ширину канала?

Заходим в настройки роутера (адрес 192.168.1.1, или 192.168.0.1, вводим логин/пароль – смотрим снизу роутера) .

Asus

Переходим на вкладку Беспроводная сеть и изменяем значение напротив Ширина канала .

TP-Link

Вкладка Wireless – Wireless Settings , пункт Channel Width .

Не забываем сохранять настройки и перезагружать маршрутизатор.

Послесловие

Написал вроде бы все, что хотел. Очень надеюсь, что мои советы Вам помогут. Вы избавитесь от этой проблемы и подружите свой телефон, или планшет с Wi-Fi роутером 🙂 .

Возможно Вы знаете другие решения этой проблемы, поделитесь ими в комментариях – буду благодарен!

Всего хорошего!

Ещё на сайте:

Не подключается телефон (планшет) к Wi-Fi, пишет «Сохранено, защита WPA\WPA2» обновлено: Февраль 7, 2018 автором: admin

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)->

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 последнее время появилось много «разоблачающих» публикаций о взломе какого-либо очередного протокола или технологии, компрометирующего безопасность беспроводных сетей. Так ли это на самом деле, чего стоит бояться, и как сделать, чтобы доступ в вашу сеть был максимально защищен? Слова WEP, WPA, 802.1x, EAP, PKI для вас мало что значат? Этот небольшой обзор поможет свести воедино все применяющиеся технологии шифрования и авторизации радио-доступа. Я попробую показать, что правильно настроенная беспроводная сеть представляет собой непреодолимый барьер для злоумышленника (до известного предела, конечно).

Основы

Любое взаимодействие точки доступа (сети), и беспроводного клиента, построено на:

Аутентификации - как клиент и точка доступа представляются друг другу и подтверждают, что у них есть право общаться между собой;
Шифровании - какой алгоритм скремблирования передаваемых данных применяется, как генерируется ключ шифрования, и когда он меняется.

Параметры беспроводной сети, в первую очередь ее имя (SSID), регулярно анонсируются точкой доступа в широковещательных beacon пакетах. Помимо ожидаемых настроек безопасности, передаются пожелания по QoS, по параметрам 802.11n, поддерживаемых скорости, сведения о других соседях и прочее. Аутентификация определяет, как клиент представляется точке. Возможные варианты:

Open - так называемая открытая сеть, в которой все подключаемые устройства авторизованы сразу
Shared - подлинность подключаемого устройства должна быть проверена ключом/паролем
EAP - подлинность подключаемого устройства должна быть проверена по протоколу EAP внешним сервером

Открытость сети не означает, что любой желающий сможет безнаказанно с ней работать. Чтобы передавать в такой сети данные, необходимо совпадение применяющегося алгоритма шифрования, и соответственно ему корректное установление шифрованного соединения. Алгоритмы шифрования таковы:

None - отсутствие шифрования, данные передаются в открытом виде
WEP - основанный на алгоритме RC4 шифр с разной длиной статического или динамического ключа (64 или 128 бит)
CKIP - проприетарная замена WEP от Cisco, ранний вариант TKIP
TKIP - улучшенная замена WEP с дополнительными проверками и защитой
AES/CCMP - наиболее совершенный алгоритм, основанный на AES256 с дополнительными проверками и защитой

Комбинация Open Authentication, No Encryption широко используется в системах гостевого доступа вроде предоставления Интернета в кафе или гостинице. Для подключения нужно знать только имя беспроводной сети. Зачастую такое подключение комбинируется с дополнительной проверкой на Captive Portal путем редиректа пользовательского HTTP-запроса на дополнительную страницу, на которой можно запросить подтверждение (логин-пароль, согласие с правилами и т.п).

Шифрование WEP скомпрометировано, и использовать его нельзя (даже в случае динамических ключей).

Широко встречающиеся термины WPA и WPA2 определяют, фактически, алгоритм шифрования (TKIP либо AES). В силу того, что уже довольно давно клиентские адаптеры поддерживают WPA2 (AES), применять шифрование по алгоритму TKIP нет смысла.

Разница между WPA2 Personal и WPA2 Enterprise состоит в том, откуда берутся ключи шифрования, используемые в механике алгоритма AES. Для частных (домашних, мелких) применений используется статический ключ (пароль, кодовое слово, PSK (Pre-Shared Key)) минимальной длиной 8 символов, которое задается в настройках точки доступа, и у всех клиентов данной беспроводной сети одинаковым. Компрометация такого ключа (проболтались соседу, уволен сотрудник, украден ноутбук) требует немедленной смены пароля у всех оставшихся пользователей, что реалистично только в случае небольшого их числа. Для корпоративных применений, как следует из названия, используется динамический ключ, индивидуальный для каждого работающего клиента в данный момент. Этот ключ может периодический обновляться по ходу работы без разрыва соединения, и за его генерацию отвечает дополнительный компонент - сервер авторизации, и почти всегда это RADIUS-сервер.

Все возможные параметры безопасности сведены в этой табличке:

Свойство	Статический WEP	Динамический WEP	WPA	WPA 2 (Enterprise)
Идентификация	Пользователь, компьютер, карта WLAN	Пользователь, компьютер	Пользователь, компьютер	Пользователь, компьютер
Авторизация	Общий ключ	EAP	EAP или общий ключ	EAP или общий ключ
Целостность	32-bit Integrity Check Value (ICV)	32-bit ICV	64-bit Message Integrity Code (MIC)	CRT/CBC-MAC (Counter mode Cipher Block Chaining Auth Code - CCM) Part of AES
Шифрование	Статический ключ	Сессионный ключ	Попакетный ключ через TKIP	CCMP (AES)
РАспределение ключей	Однократное, вручную	Сегмент Pair-wise Master Key (PMK)	Производное от PMK	Производное от PMK
Вектор инициализации	Текст, 24 бита	Текст, 24 бита	Расширенный вектор, 65 бит	48-бит номер пакета (PN)
Алгоритм	RC4	RC4	RC4	AES
Длина ключа, бит	64/128	64/128	128	до 256
Требуемая инфраструктура	Нет	RADIUS	RADIUS	RADIUS

Если с WPA2 Personal (WPA2 PSK) всё ясно, корпоративное решение требует дополнительного рассмотрения.

WPA2 Enterprise

Здесь мы имеем дело с дополнительным набором различных протоколов. На стороне клиента специальный компонент программного обеспечения, supplicant (обычно часть ОС) взаимодействует с авторизующей частью, AAA сервером. В данном примере отображена работа унифицированной радиосети, построенной на легковесных точках доступа и контроллере. В случае использования точек доступа «с мозгами» всю роль посредника между клиентов и сервером может на себя взять сама точка. При этом данные клиентского суппликанта по радио передаются сформированными в протокол 802.1x (EAPOL), а на стороне контроллера они оборачиваются в RADIUS-пакеты.

Применение механизма авторизации EAP в вашей сети приводит к тому, что после успешной (почти наверняка открытой) аутентификации клиента точкой доступа (совместно с контроллером, если он есть) последняя просит клиента авторизоваться (подтвердить свои полномочия) у инфраструктурного RADIUS-сервера:

Использование WPA2 Enterprise требует наличия в вашей сети RADIUS-сервера. На сегодняшний момент наиболее работоспособными являются следующие продукты:

Microsoft Network Policy Server (NPS), бывший IAS - конфигурируется через MMC, бесплатен, но надо купить винду
Cisco Secure Access Control Server (ACS) 4.2, 5.3 - конфигурируется через веб-интерфейс, наворочен по функционалу, позволяет создавать распределенные и отказоустойчивые системы, стоит дорого
FreeRADIUS - бесплатен, конфигурируется текстовыми конфигами, в управлении и мониторинге не удобен

При этом контроллер внимательно наблюдает за происходящим обменом информацией, и дожидается успешной авторизации, либо отказа в ней. При успехе RADIUS-сервер способен передать точке доступа дополнительные параметры (например, в какой VLAN поместить абонента, какой ему присвоить IP-адрес, QoS профиль и т.п.). В завершении обмена RADIUS-сервер дает возможность клиенту и точке доступа сгенерировать и обменяться ключами шифрования (индивидуальными, валидными только для данной сеcсии):

EAP

Сам протокол EAP является контейнерным, то есть фактический механизм авторизации дается на откуп внутренних протоколов. На настоящий момент сколько-нибудь значимое распространение получили следующие:

EAP-FAST (Flexible Authentication via Secure Tunneling) - разработан фирмой Cisco; позволяет проводить авторизацию по логину-паролю, передаваемому внутри TLS туннеля между суппликантом и RADIUS-сервером
EAP-TLS (Transport Layer Security). Использует инфраструктуру открытых ключей (PKI) для авторизации клиента и сервера (суппликанта и RADIUS-сервера) через сертификаты, выписанные доверенным удостоверяющим центром (CA). Требует выписывания и установки клиентских сертификатов на каждое беспроводное устройство, поэтому подходит только для управляемой корпоративной среды. Сервер сертификатов Windows имеет средства, позволяющие клиенту самостоятельно генерировать себе сертификат, если клиент - член домена. Блокирование клиента легко производится отзывом его сертификата (либо через учетные записи).
EAP-TTLS (Tunneled Transport Layer Security) аналогичен EAP-TLS, но при создании туннеля не требуется клиентский сертификат. В таком туннеле, аналогичном SSL-соединению браузера, производится дополнительная авторизация (по паролю или как-то ещё).
PEAP-MSCHAPv2 (Protected EAP) - схож с EAP-TTLS в плане изначального установления шифрованного TLS туннеля между клиентом и сервером, требующего серверного сертификата. В дальнейшем в таком туннеле происходит авторизация по известному протоколу MSCHAPv2
PEAP-GTC (Generic Token Card) - аналогично предыдущему, но требует карт одноразовых паролей (и соответствующей инфраструктуры)

Все эти методы (кроме EAP-FAST) требуют наличия сертификата сервера (на RADIUS-сервере), выписанного удостоверяющим центром (CA). При этом сам сертификат CA должен присутствовать на устройстве клиента в группе доверенных (что нетрудно реализовать средствами групповой политики в Windows). Дополнительно, EAP-TLS требует индивидуального клиентского сертификата. Проверка подлинности клиента осуществляется как по цифровой подписи, так (опционально) по сравнению предоставленного клиентом RADIUS-серверу сертификата с тем, что сервер извлек из PKI-инфраструктуры (Active Directory).

Поддержка любого из EAP методов должна обеспечиваться суппликантом на стороне клиента. Стандартный, встроенный в Windows XP/Vista/7, iOS, Android обеспечивает как минимум EAP-TLS, и EAP-MSCHAPv2, что обуславливает популярность этих методов. С клиентскими адаптерами Intel под Windows поставляется утилита ProSet, расширяющая доступный список. Это же делает Cisco AnyConnect Client.

Насколько это надежно

В конце концов, что нужно злоумышленнику, чтобы взломать вашу сеть?

Для Open Authentication, No Encryption - ничего. Подключился к сети, и всё. Поскольку радиосреда открыта, сигнал распространяется в разные стороны, заблокировать его непросто. При наличии соответствующих клиентских адаптеров, позволяющих прослушивать эфир, сетевой трафик виден так же, будто атакующий подключился в провод, в хаб, в SPAN-порт коммутатора.
Для шифрования, основанного на WEP, требуется только время на перебор IV, и одна из многих свободно доступных утилит сканирования.
Для шифрования, основанного на TKIP либо AES прямое дешифрование возможно в теории, но на практике случаи взлома не встречались.

Конечно, можно попробовать подобрать ключ PSK, либо пароль к одному из EAP-методов. Распространенные атаки на данные методы не известны. Можно пробовать применить методы социальной инженерии, либо

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.