Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (379.11 KB, 18 trang )
<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>
1.1.1. Giới thiệu ... 12
1.1.2. Phân loại mạng không dây ... 13
1.1.3. Lớp điều khiển truy cập môi trường truyền ... 13
a. Giao thức truy cập CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision
Avoidance) ... 14
b. Chức năng cộng tác phân tán (DCF) sử dụng CSMA/CA<b>Error! Bookmark not defined.</b>
c. Chức năng cộng tác phân tán sử dụng các gói tin điều khiển RTS/CTS<b>Error! Bookmark not defined.</b>
d. Chức năng cộng tác theo điểm (PCF) sử dụng việc hỏi vòng (polling)<b>Error! Bookmark not defined.</b>
1.2. Chuẩn IEEE 802.11 ... <b>Error! Bookmark not defined.</b>
1.2.1. Tầng vật lý ... <b>Error! Bookmark not defined.</b>
1.2.2. Tầng con MAC ... <b>Error! Bookmark not defined.</b>
1.2.3. Kiến trúc mạng không dây ... <b>Error! Bookmark not defined.</b>
1.2.4. Quá trình kết nối giữa các trạm và điểm truy cập<b>Error! Bookmark not defined.</b>
1.3. Tổng kết chương 1 ... <b>Error! Bookmark not defined.</b>
Chương 2. Một số cơ chế bảo mật cho mạng WLAN 802.11<b>Error! Bookmark not </b>
<b>defined.</b>
2.1. WEP ... <b>Error! Bookmark not defined.</b>
2.1.1. Cấu trúc khung tin WEP ... <b>Error! Bookmark not defined.</b>
2.1.1.1. Véc-tơ khởi tạo IV (Initialization Vector)<b>Error! Bookmark not defined.</b>
2.1.1.2. Giá trị kiểm tra tính tồn vẹn ICV (Integrity Check Value)<b>Error! Bookmark not defined.</b>
2.1.2. Mã hóa/Giải mã WEP ... <b>Error! Bookmark not defined.</b>
2.1.3. Thuật tốn RC4 ... <b>Error! Bookmark not defined.</b>
a. Khóa WEP ... <b>Error! Bookmark not defined.</b>
b. Thuật toán lập danh mục khóa ... <b>Error! Bookmark not defined.</b>
c. Thuật tốn sinh số giả ngẫu nhiên ... <b>Error! Bookmark not defined.</b>
d. Thuật tốn RC4 ... <b>Error! Bookmark not defined.</b>
e. Ví dụ về q trình tạo khóa ... <b>Error! Bookmark not defined.</b>
f. Điểm mạnh và điểm yếu của thuật toán RC4 .. <b>Error! Bookmark not defined.</b>
2.1.4. Đánh giá các điểm yếu của WEP ... <b>Error! Bookmark not defined.</b>
2.2. Chuẩn an ninh IEEE 802.11i ... <b>Error! Bookmark not defined.</b>
2.2.1. TKIP... <b>Error! Bookmark not defined.</b>
2.2.1.1. Cấu trúc khung tin ... <b>Error! Bookmark not defined.</b>
2.2.1.2. Véc tơ khởi tạo ... <b>Error! Bookmark not defined.</b>
2.2.1.3. Q trình mã hóa/giải mã ... <b>Error! Bookmark not defined.</b>
2.2.1.4. Mã kiểm tra toàn vẹn Michael ... <b>Error! Bookmark not defined.</b>
2.2.2.1. Chế độ đếm kết hợp CBC-MAC (CCM) <b>Error! Bookmark not defined.</b>
2.2.2.2. Quá trình hoạt động của CCMP ... <b>Error! Bookmark not defined.</b>
2.2.3. RSN ... <b>Error! Bookmark not defined.</b>
2.2.3.1. Cây phân cấp khóa ... <b>Error! Bookmark not defined.</b>
2.2.3.2. Sinh khóa và phân phối khóa ... <b>Error! Bookmark not defined.</b>
2.2.3.3. Mạng hỗn hợp... <b>Error! Bookmark not defined.</b>
2.2.3.4. Các pha hoạt động của RSN ... <b>Error! Bookmark not defined.</b>
2.2.4. Những điểm yếu an ninh của 802.11i ... <b>Error! Bookmark not defined.</b>
2.3. WPA / WPA2 ... <b>Error! Bookmark not defined.</b>
2.4. Xác thực trong WLAN 802.11 ... <b>Error! Bookmark not defined.</b>
2.4.1. Xác thực trong chuẩn 802.11 ban đầu ... <b>Error! Bookmark not defined.</b>
2.4.2. Xác thực dựa trên địa chỉ MAC ... <b>Error! Bookmark not defined.</b>
2.5. So sánh, đánh giá các cơ chế bảo mật trong WLAN<b>Error! </b> <b>Bookmark </b> <b>not </b>
<b>defined.</b>
Chương 3: Các phương pháp tấn công mạng LAN không dây<b>Error! Bookmark not </b>
<b>defined.</b>
4.1. Cơ sở thực tiễn ... <b>Error! Bookmark not defined.</b>
4.2. Cài đặt phần cứng và phần mềm ... <b>Error! Bookmark not defined.</b>
4.2.1. Cài đặt Access Point ... <b>Error! Bookmark not defined.</b>
4.2.2. Cài đặt mạng cho thiết bị Clients ... <b>Error! Bookmark not defined.</b>
a. Cài đặt cho máy tính kết nối có key với Access Point:<b>Error! Bookmark not defined.</b>
b. Cài đặt cho máy dùng để lấy khóa WEP ... <b>Error! Bookmark not defined.</b>
<b>Viết tắt </b> <b>Viết đầy đủ </b>
2G Second Generation
3G Third Generation
AAA Authentication, Authorization, Accounting
AAD Additional Authentication Data
ACK Acknowledgment
AES Advanced Encryption Standard
ASK Amplitude Shift Keying
BSS Basic Service Set
CBC Cipher Block Chaining
CCK Complementary Code Keying
CCMP Counter Mode with CBC-MAC Protocol
CDMA Code Division Multiple Access
CDPD Cellular Digital Packet Data
CPE Customer Premises Equipment
CRC Cyclic Redundancy Check
CSMA Carrier Sense Multiple Access
CTS Clear To Send
CTS Clear To Send
DCS Dynamic Channel Selection
DIFS Distributed Inter-Frame Space
DSSS Direct Sequence Spread Spectrum
EAP Extensible Authentication Protocol
EAP-KCK EAPOL Key Confirmation Key
EAP-KEK EAPOL Key Encryption Key
EAP-TLS EAP Transport Layer Security
EAP-TTLS EAP Tunneled Transport Layer Security
EAS Enterprise Access Server
EIFS Extended Inter-Frame Space
ERP Extended Rate PHY
ESS Extended Service Set
FDD Frequency Division Duplexing
<b>Viết tắt </b> <b>Viết đầy đủ </b>
GPRS General Packet Radio Service
GSM Global System for Mobile Communications
HEC Header Error Check
HR/DSSS High Rate / Direct Sequence Spread Spectrum
ICV Integrity Check Value
IDS Intrusion Detection System
IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers
IR Infrared
ISM Industrial, Scientific, and Medical
KGD Key Generation and Distribution
KSA Key Scheduling Algorithm
LAA Locally Administered Address
LLC Logical Link Control
MAC Medium Access Control
MIC Message Integrity Check
MSDU Mac Service Data Unit
NAV Network Allocation Vector
NIST National Institute of Standards and Technology
OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
OSI Open Systems Interconnection
PCMCIA Personal Computer Memory Card International Association
PDA Personal Digital Assistant
PEAP Protected EAP
PHY Physical Layer
PIFS PCF Inter-Frame space
PKIs Public Key Infrastructures
PLCP Physical Layer Convergence Procedure
PLW PLCP Length Word
PMD Physical Medium Dependant (PMD)
PN Packet Number
PPP Point to Point Protocol
PRGA Pseudo-Random Generation Algorithm
PSF PLCP Signalling Field
RADIUS Remote Access Dial-In User Service
<b>Viết tắt </b> <b>Viết đầy đủ </b>
SFD Start Frame Delimiter
SMP Symmetric Multiprocessing System
TSC TKIP sequence counter
UAA Universally administered address
UNII Unlicensed National Information Infrastructure
WEP Wired Equivalent Privacy
WLAN Wireless Local Area Network
WPA Wi-Fi Protected Access
Hình 1.1: Vấn đề Hidden Terminal ... 14
Hình 1.2: Hiện tượng Exposed Terminal ... 15
Hình 1.3: Giao thức truy cập CSMA/CA ... <b>Error! Bookmark not defined.</b>
Hình 1.4: DCF sử dụng giao thức CSMA/CA ... <b>Error! Bookmark not defined.</b>
Hình 1.5: DCF sử dụng RTS/CTS ... <b>Error! Bookmark not defined.</b>
Hình 1.6: DCF sử dụng RTS/CTS giải quyết vấn đề Hidden Terminal ... <b>Error! </b>
<b>Bookmark not defined.</b>
Hình 1.7: PCF sử dụng việc hỏi vịng ... <b>Error! Bookmark not defined.</b>
Hình 1.8: Quan hệ giữa tập chuẩn IEEE 802 và mơ hình tham chiếu OSI ... <b>Error! </b>
<b>Bookmark not defined.</b>
Hình 1.9: Kiến trúc logic tầng vật lý ... <b>Error! Bookmark not defined.</b>
Hình 1.10: Đặc điểm chính của các chuẩn 802.11 ... <b>Error! Bookmark not defined.</b>
Hình 1.11: Thí dụ trải phổ nhảy tần với mẫu nhảy {2,4,6,8}<b>Error! Bookmark not </b>
<b>defined.</b>
Hình 1.12: Định dạng của một frame quy định trong FHSS 802.11<b>Error! Bookmark </b>
<b>not defined.</b>
Hình 1.13: Kỹ thuật DSSS cơ bản ... <b>Error! Bookmark not defined.</b>
Hình 1.14: Trường điều khiển khung tin ... <b>Error! Bookmark not defined.</b>
Hình 1.15: Biên nhận tích cực trong q trình truyền dữ liệu<b>Error! Bookmark not </b>
<b>defined.</b>
Hình 1.16: Các thành phần của mạng WLAN 802.11 ... <b>Error! Bookmark not defined.</b>
Hình 1.17: Mơ hình logic hệ thống phân phối được sử dụng phổ biến ... <b>Error! </b>
<b>Bookmark not defined.</b>
Trong khóa luận này, tơi xin trình bày những nghiên cứu của mình về các đặc điểm
của mạng khơng dây theo chuẩn 802.11 và một số giải pháp và cơ chế bảo mật cho
mạng không dây. Trên cơ sở đó tơi đã thực hiện một thực nghiệm tấn công mạng
không dây sử dụng giải pháp bảo mật WEP để đánh giá giải pháp bảo mật này và đưa
ra một số nhận xét về các vấn đề bảo mật đối với mạng không dây.
Cấu trúc của luận văn như sau:
Chương 1 trình bày các kiến thức tổng quan về mạng không dây và đặc biệt là mạng
WLAN sử dụng chuẩn IEEE 802.11.
Chương 2 đi sâu nghiên cứu các giải pháp an ninh áp dụng cho mạng 802.11 dựa trên
hai khía cạnh: đảm bảo an tồn dữ liệu và toàn vẹn dữ liệu. Chương này cũng chỉ ra
những rủi ro an ninh phổ biến đối với mạng WLAN, giới thiệu các phương pháp xác
thực được áp dụng trong mạng WLAN với mục đích tập trung vào phương pháp xác
thực dựa trên chuẩn 802.1X để có thể thấy được q trình xác thực và truyền khóa bí
mật giữa các bên trong q trình này.
Chương 3 giới thiệu một số phương pháp tấn công đối với mạng LAN không dây như
là phương pháp tấn công chủ động, tấn công bị động…..
Chương 4 trình bày một thực nghiệm tấn công mạng WLAN sử dụng WEP. Trong
chương này tôi trình bày việc lấy khóa WEP trên mơi trường Windows. Từ thử nghiệm
Công nghệ không dây là công nghệ cho phép các thiết bị giao tiếp với nhau mà không
cần sử dụng đến dây dẫn. Phương tiện truyền dẫn ở đây chính là sóng điện từ truyền qua
khơng khí. Năm 1997 tổ chức IEEE đưa ra chuẩn 802.11, đây là một chuẩn về mạng
không dây đầu tiên được công bố. Chuẩn này xác định tốc độ truyền 1 và 2 Mbps cho ba
phương thức truyền ở tầng Vật lý: trải phổ nhảy tần (Frequency Hopping Spread
Spectrum - FHSS), trải phổ thành dãy trực tiếp (Direct Sequence Spread Strectrum –
DSSS) và sóng hồng ngoại.
Đối với các mạng LAN có dây truyền thống, các thiết bị kết nối vào mạng thông qua
các đường cáp cố định. Do đó, các thiết bị kết nối mạng thường cố định và người sử
dụng sẽ không di chuyển được khi sử dụng thiết bị. Nói cách khác, người sử dụng di
chuyển được nhưng mạng thì cố định. Dưới đây là một số tính chất của mạng
khơn g d â y.
<i><b>Tính di động (Mobility): </b></i>Lợi thế rõ ràng nhất của mạng không dây đó là khả năng
di động. Với khả năng hỗ trợ di động của mạng không dây, người dùng không bị ràng
buộc bởi các dây nối, nên trong khu vực phủ sóng của mạng, bên gửi và bên tiếp nhận
dữ liệu có thể ở bất cứ chỗ nào. Ứng dụng được sử dụng rộng rãi của mạng khơng dây
chính là mạng LAN không dây và mạng điện thoại di động. Với mạng điện thoại di động
người dùng có thể nói chuyện, trao đổi thông tin từ bất kì đâu, bất kì lúc nào khi họ
đang trong vùng phủ sóng của nhà cung cấp dịch vụ. Với sự phát triển của công nghệ
mạng và phần mềm hiện nay, ngày càng có nhiều dich vụ trên các thiết bị di động phục
<i><b>Tính mềm dẻo (Flexibility): </b></i>Người sử dụng dễ dàng thiết lập một mạng không dây
một cách nhanh chóng phục vụ cho yêu cầu công việc của mình. Tính mềm dẻo của
mạng không dây là một lợi thế thị trường, được phổ dụng trong các công sở, các viện
nghiên cứu, các trường học … hay ngay cả ở khách sạn, sân bay, thư viện, qn cà
phê, thậm chí ở trong gia đình.
kết nối như trong mạng có dây truyền thống. Chỉ cần các thiết bị không dây tuân theo
cùng một chuẩn, chúng có thể truyền thơng với nhau.
Mặc dù có nhiều ưu điểm như vậy nhưng việc thiết kế và ứng dụng mạng khơng dây vẫn
cịn tồn tại rất nhiều những khó khăn được trình bày dưới đây:
<i><b>Chất lượng dịch vụ còn thấp: </b></i>WLAN sử dụng dải thông nhỏ do các giới hạn
của truyền thông radio, vì vậy chất lượng các dịch vụ trong mạng khơng dây thấp hơn,
lỗi nhiều hơn và thời gian trễ đường truyền cũng dài hơn so với mạng có dây.
<i><b>Vấn đề an toàn và bảo mật: </b></i>Đây là vấn đề rất quan trọng trong truyền thơng
khơng dây do tính mở của phương tiện truyền. Chẳng hạn sóng radio có thể gây nhiễu
hoặc bị nhiễu bởi các thiết bị điện và điện tử ở một vài nơi, chẳng hạn như trong bệnh
viện... Thêm vào đó việc thâm nhập, đánh cắp bí mật từ các sóng radio cũng dễ hơn so
với truyền thơng có dây.
<i><b>Các vấn đề khác:</b></i>
Ngồi các vấn đề nêu trên, trong việc kết nối mạng khơng dây cịn phải giải quyết một
số vấn đề khơng có trong các mạng có dây, đó là các hiện tượng: “Near and far
terminals”, “Hidden terminals” và “Exposed terminals”, chúng sẽ được trình bày tại
phần 1.1.3
<b>1.1.2. Phân loại mạng không dây </b>
Mạng không dây chủ yếu được phân thành 3 loại dựa vào phạm vi hoạt động của chúng:
WWAN (Wireless Wide Area Network) – Mạng không dây diện rộng
Là mạng sử dụng các công nghệ truyền thông không dây phủ sóng diện rộng như
các mạng điện thoại di động: 2G, 3G, GPRS, CDPD, GSM, … Vùng phủ sóng của
các mạng này đạt từ vài trăm mét tới vài ki-lô-mét
WLAN (Wireless Local Area Network) – Mạng không dây cục bộ
Là mạng sử dụng các công nghệ không dây như: IEEE 802.11, HyperLan, …
Phạm vi phủ sóng của mạng WLAN nằm trong khoảng dưới 200 mét.
WPAN (Wireless Personal Area Network) – Mạng không dây cá nhân
Là mạng sử dụng các cơng nghệ như: Bluetooth, Sóng hồng ngoại (IR-InfraRed)
với phạm vi phủ sóng nhỏ hơn 10 mét.
Trong mạng WLAN có ba phương thức đ i ều k h iển truy cập chính là chức năng cộng
tác phân tán - DCF (Distributed Coordination Function), chức năng cộng tác phân tán
sử dụng hai gói tin RTS/CTS và chức năng cộng tác điểm - PCF (Point
Coordination Function).
<b>a. Giao thức truy cập CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision </b>
<b>Avoidance) </b>
Đối với mạng WLAN, tầng MAC cần giải quyết ba vấn đề khơng có trong mạng LAN
(có dây) thông thường:
<b>Near and far terminals: </b>Vấn đề này nảy sinh do bản chất của sự truyền sóng radio kiểu
<b>Hidden terminal [2]: </b>Hình 1.1 minh hoạ hiện tượng này. Đây là hiện tượng xảy ra khi
hai terminal A và C cùng muốn gửi frame đến một terminal B khác, nhưng do nằm ngoài
vùng phủ sóng của nhau nên A và C khơng nhận thấy nhau. Cả hai đều cho rằng đường
truyền đang rỗi và gửi frame đến B m ộ t c á c h đ ồ n g t h ời , dẫn đến tại B có xung
đột tín hiệu. Có thể coi A là ẩn đối (hidden) với C và ngược lại.
<i>Hình 1.1: Vấn đề Hidden Terminal</i>
điều này là không cần thiết vì đường truyền còn rỗi đối với D do D nằm ngoài vùng
phủ sóng của A và B. Như vậy, C là exposed đối với B.
<i>Hình 1.2: Hiện tượng Exposed Terminal </i>
Atheros Wireless Network Adapter (AR5008)
D-Link DWA-542 RangeBooster N Desktop Adapter
D-Link DWA-547 RangeBooster N Desktop Adapter
D-Link DWA-552 Xtreme N Desktop Adapter
D-Link DWA-556 Xtreme N PCI Express Desktop Adapter
D-Link DWA-652 Xtreme N Notebook Adapter
Gigabyte GN-WI03N (mini) PCI WLAN Card
Gigabyte GN-WI06N (mini) PCI Express WLAN Card
Gigabyte GN-WM02N Express WLAN Card
Gigabyte GN-WP02N PCI Express WLAN Card
TRENDnet TEW-621PC 300Mbps Wireless N Draft PC Card v1.0R
TRENDnet TEW-623PI 300Mbps Wireless N Draft PCI Adapter v1.0R
3Com OfficeConnect Wireless a/b/g PC Card (3CRWE154A72)
Atheros Wireless Network Adapter (AR5001 through AR5007)
Cisco Aironet 802.11a/b/g Wireless Cardbus Adapter
D-Link AirPlus Xtreme G DWL-G520 Adapter
D-Link AirPlus Xtreme G DWL-G650 Adapter *
D-Link AirXpert DWL-AG520 Wireless PCI Adapter
D-Link AirPremier DWL-AG530 Wireless PCI Adapter
D-Link AirXpert DWL-AG650 Wireless Cardbus Adapter
D-Link AirXpert DWL-AG660 Wireless Cardbus Adapter
D-Link AirPremier DWL-G680 Wireless Cardbus Adapter
D-Link WNA-2330 RangeBooster G Notebook Adapter
Gigabyte GN-WI01GT (mini) PCI-E WLAN Card
Gigabyte GN-WI01HT (mini) PCI WLAN Card
Gigabyte GN-WI07HT (mini) PCI-E WLAN Card
Gigabyte GN-WIAG/GN-WPEAG (mini) PCI WLAN Card
Gigabyte GN-WIAH (mini) PCI WLAN Card
Intel PRO/Wireless 2200BG Mini PCI Adapter *
Intel PRO/Wireless 2915ABG Mini PCI Adapter *
LinkSys WPC55AG Dual-Band Wireless A+G Notebook Adapter
NETGEAR WAG511 802.11a/b/g Dual Band Wireless PC Card
NETGEAR WG511T 108 Mbps Wireless PC Card
NETGEAR WG511U 54AG+ Wireless PC Card
NETGEAR WG511U Double 108 Mbps Wireless PC Card
NETGEAR WPN311 RangeMax Wireless PCI Adapter
NETGEAR WPN511 RangeMax Wireless PC Card
3Com 3CRWE7373 AirConnect Wireless LAN Card
3Com 3CRWE737A AirConnect Wireless LAN Card
3Com 3CRWE777A AirConnect Wireless LAN PCI Card
Actiontec 802.11b Wireless PC Card
Actiontec MiniPCI 802.11b Wireless Adapter
Actiontec PCI 802.11b Wireless Adapter
Belkin F5D6000 Wireless PCI Network Adapter
Belkin F5D6020 v.1 Wireless PCMCIA Network Adapter *
BENQ AWL100 Wireless LAN PCMCIA Adapter
Cisco Systems 340 Series PCI Wireless LAN Adapter *
Cisco Systems 340 Series PCMCIA Wireless LAN Adapter *
Cisco Systems 350 Series PCI Wireless LAN Adapter *
Cisco Systems 350 Series PCMCIA Wireless LAN Adapter *
Compaq WL100 11Mbps Wireless LAN PC Card
Compaq WL200 11Mbps Wireless LAN PCI Card
Corega PCCL-11 Wireless LAN PCMCIA Card *
Dell TrueMobile 1150 Series Card
D-Link DWL-520 Wireless PCI Adapter *
D-Link DWL-650 Wireless PCMCIA Adapter *
D-Link DWL-650H 11Mbps WLAN PC Card
Ericsson DSSS Wireless LAN PC Card
Ericsson DSSS Wireless LAN PCI Card
Fujitsu IEEE 802.11 Wireless LAN/CF Card (3V)
Fujitsu IEEE 802.11 Wireless LAN/CF Card (5V)
Fujitsu MiniPCI Wireless LAN Card
Fujitsu PCI Wireless LAN Card
Intel PRO/Wireless 2011 LAN PC Card
Intel PRO/Wireless 2011 LAN PCI Card
LAN-Express IEEE 802.11 PCI Adapter
LinkSys WPC11 Wireless PC Card v.2.5 and v.3
Lucent ORiNOCO Card
Microsoft MN-520 Wireless Notebook Adapter
NETGEAR MA301 Wireless PCI Adapter
NETGEAR MA311 Wireless PCI Adapter
NETGEAR MA401 Wireless PC Card
NETGEAR MA701 Wireless CF Card
Nortel Networks e-mobility 802.11b Wireless LAN PC Card
Nortel Networks e-mobility 802.11b Wireless LAN PCI Card
Nortel Networks e-mobility 802.11b WLAN PC Card
Planet WL-3550 Wireless PC Card
Repotec IEEE802.11b WLAN PCI Card v2.5