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1、精品无线网安全与防范实用手册2009年04月20日 星期一 17:55无线网安全与防范实用手册 (天极网特约作者 高飞) 如今，基于IEEE 802.11a/b/g的无线局域网(WLAN)和CDMA/GPRS/WAP的无线电话网络已被广泛应用。不过，在无线网络发展的同时，它的安全问题也慢慢显现出来。本文将分析无线网络中存在的安全问题，并提出相应的防范措施，最大程度保证无线网络的使用安全。一、无线网络的安全机制虽然无线网络存在众多的安全隐患、安全漏洞，但其本身还是采取了众多安全机制，例如，WLAN使用的WEP加密、WPA加密、IEEE 802.1x验证等，以及未来将要应用和可能应用的IEEE 8
2、02.11i标准、WPAI等。下面，我们将着重介绍基于无线局域网的安全机制。1.传统安全机制SSID、MAC传统意义上，无线局域网使用的安全机制主要包括SSID和MAC两种：(1)SSID机制SSID(Service Set Identifier)即服务设置标识，也称ESSID，表示的是无线AP(Access Point)或无线路由器的标识字符，无线客户端只有输入正确的SSID值(一般最多有32个字符组成，例如，wireless)才能访问该无线AP或无线路由器。通过SSID技术可以区分不同的无线局域网。它相当于一个简单的口令，保证无线局域网的安全。(2)MAC机制MAC(Media Acces
3、s Control)即媒体访问控制，一般称为物理地址过滤。因为每一个无线网卡都有唯一的物理地址，通过MAC技术可以在无线局域网中为无线AP或无线路由器设置一个许可接入的用户的MAC地址列表，如果接入的无线网卡的MAC地址不在该列表中，无线AP或无线路由器将拒绝其接入，以实现物理地址过滤，并保证无线局域网的安全。在无线局域网中，MAC地址过滤属于硬件认证，而不是用户认证。2.老当益壮IEEE 802.11中的安全技术随着无线局域网IEEE 802.11b/g标准的风行，IEEE 802.11系列标准采用的安全技术也慢慢被大家所熟知，其中主要包括用户认证、加密等几种技术。(1)用户认证技术在无线网
4、络环境中，要保证网络的安全，必须对用户的身份进行验证。在IEEE 802.11系列标准中，对用户进行认证的技术包括3种：开放系统认证(Open System Authentication)。该认证是IEEE 802.11默认认证，允许任何用户接入到无线网络中去，实际上根本没有提供对数据的保护。封闭系统认证(Closed System Authentication)。该认证与开放系统认证相反，通过网络设置可以保证无线网络的安全，例如，关闭SSID广播等。共享密钥认证(Shared Key Authentication)。该认证是基于WEP的共享密钥认证，它事先假定一个站点通过一个独立于802.1
5、1网络的安全信道，已经接收到目标站点的一个WEP加密的认证帧，然后该站点将该帧通过WEP加密向目标站点发送。目标站点在接收到之后，利用相同的WEP密钥进行解密，然后进行认证。(2)加密技术在IEEE 802.11b/g标准中，主要使用的加密技术就是WEP。WEP(Wired Equivalent Protocol，有线等效协议)属于IEEE 802.11b标准的一个部分，它是一种对称加密，加密和解密的密钥以及算法相同，采用RC4加密算法，24位初始化向量。通过WEP加密可以保证在无线网络环境中传输的数据的安全性，以防止第三者窃取数据内容。提示：RC4是1987年提出的加密算法，作为一种分组密码
6、体系，被广泛使用于计算机保密通信领域。WEP加密示意理论上，WEP协议标准只建议进行40位加密。不过，目前市场上的无线局域网产品一般都支持64/128位WEP加密，部分产品支持256位WEP加密。3.新一代安全标准IEEE 802.11i为了弥补无线局域网自身存在的缺陷，在2004年6月24日，IEEE标准委员会正式批准了新一代的Wi-Fi安全标准IEEE 802.11i。IEEE 802.11i标准规定使用了IEEE 802.1x认证和密钥管理方式，在数据加密方面，定义了TKIP、CCMP和WRAP三种加密机制。 (1)IEEE 802.1x标准IEEE 802.1x是基于端口的网络访问控制
7、的标准，它可以提供对IEEE 802.11无线网络和对有线局域网验证的网络访问权限。例如，当无线客户端(要求安装IEEE 802.1x客户端软件)与无线AP连接后，无线AP会使用标准的安全协议(例如，Radius等)对无线客户端进行认证，通过认证后将打开逻辑端口，允许使用AP的服务，例如，共享上网。如果验证没有通过，将不允许享受AP服务。目前，Windows 2000/XP等操作系统都已经提供了IEEE 802.1x的客户端功能。(2)TKIP技术TKIP(Temporal Key Integrity Protocol，临时密钥完整性协议)是一种过渡的加密技术，与WEP一样，采用RC4加密算法
8、。不同的是，TKIP将WEP密钥的长度从40位加长到128位，初始化向量(Initialization Vector，IV)的长度从24位加长到48位，这样就提高了密码破解难度。(3)CCMP技术CCMP(Counter-Mode/CBC-MAC Protocol，计数模式/密码块链接消息鉴别编码协议)是基于AES(Advanced Encryption Standard，高级加密标准)加密算法和CCM(Counter-Mode/CBC-MAC，计数模式/密码块链接消息鉴别编码)认证方式的一种加密技术，具有分组序号的初始向量，采用128位加密算法，使得WLAN的安全程度大大提高。(4)WRAP
9、技术WRAP(Wireless Robust Authenticated Protocol，无线鉴别协议)是基于AES加密算法和OCB(Offset Codebook，偏移电报密码本)认证方式的一种可选的加密机制，和CCMP一样采用128位加密算法。(5)WPA、WPA2协议WPA(Wi-Fi Protected Access，Wi-Fi保护访问)是一种基于标准的可互操作的无线局域网安全性协议，可以保证无线局域网数据的安全，只有授权用户才可以访问该网络。其核心使用IEEE 802.1x和TKIP来实现对无线局域网的访问控制、密钥管理与数据加密。WPA加密示意WPA与WEP一样采用基于RC4加密
10、算法，不过它引入了扩展的48位初始化向量和顺序规则、每包密钥构建机制、Michael消息完整性代码、密钥重新获取和分发机制等新算法。为了进一步提高无线局域网的安全性，Wi-Fi联盟还进行了WPA2的认证，WPA2认证的目的在于支持IEEE 802.11i标准，以此代替WEP、IEEE 802.11标准的其他安全功能、WPA产品尚不包括的安全功能。该认证引入了AES加密算法，首次将128位高级加密标准应用于无线局域网，同时也支持RC4加密算法。目前，包括有3Com、思科等公司的产品提供了对WPA2的支持。4.国产WLAN安全标准WAPI除了国际上的IEEE 802.11i和WPA安全标准外，我国
11、在2003年5月也发布了无线局域网国家标准GB15629.11，该标准中提出了全新的WAPI安全机制。WAPI即WLAN Authentication and Privacy Infrastructure，WLAN鉴别与保密基础架构。WAPI由WAI和WPI两个部分组成：WAI(WLAN Authenti-cation Infrastructure，WLAN鉴别基础架构)可以实现对用户身份的鉴别，采用公开密钥体制，利用证书来对无线局域网中的用户进行验证；WPI(WLAN Privacy Infrastructure，WLAN保密基础架构)可以采用对称密码算法实现对MAC层MSDU进行加、解密操
12、作，以保证传输数据的安全。但是，WAPI标准不能与Wi-Fi联盟制订的主流WEP及WPA兼容，该标准自发布以来就被争议所包围。目前，WAPI标准还处在与美国的IEEE 802.11i标准的调解阶段，未来两种针对无线局域网的安全标准可能会“合并”，但是谈判之路较曲折。二、信号干扰与设备摆放众所周知，无线局域网信号的传输介质是空气，所以无线信号很容易受到大气噪音、环境和其他发射设备的信号干扰，尤其是附近的无线网络设备、无线电波设备的干扰，例如，家用微波炉、无绳电话等。那么，在使用无线局域网时具体会受到那些信号干扰呢？我们该如何避免呢？1.信号干扰无线局域网所受到的信号干扰主要表现在两个方面：(1)
13、附近设备干扰目前，我们使用的无线局域网采用的是ISM(工业、科学、医学)无线频段，其中常用的IEEE 802.11b/g标准使用的是2.4GHz工作频率(IEEE 802.11a标准使用5.8GHz工作频率)，与微波炉、蓝牙设备、无绳电话等设备使用相同工作频率。因此，在使用无线局域网时容易受到这些无线设备的射频干扰，例如，在靠近无线网络设备的地方使用微波炉，使用的是S段(频率为2.42.5GHz)，那么无线局域网的信号将受到严重干扰，而出现信号延迟、信号时断时续或者干脆中断等情况。除了微波炉外，无绳电话、蓝牙手机、复印机、防盗装置、等离子灯泡等也会产生干扰。(2)同类设备干扰 同类设备的干扰主
14、要来自于附近，例如，同楼层、相邻建筑物的无线AP或无线路由器的干扰。随着，无线局域网的发展，目前很多家庭、公司等都安装了无线基站，如果在无线信号覆盖范围内的无线AP或无线路由器使用相同的信道，例如，一个是IEEE 802.11b无线网络(使用6信道)、另一个是IEEE 802.11g无线网络(同样使用6信道)，那么可能会产生网络速度下降、信号不稳定等情况。2.设备摆放为了避免无线电波、网络设备对无线局域网的信号干扰，以及为了获得更好的无线网络信号。在摆放无线AP或无线路由器、调整无线网卡天线方向以及无线天线时需遵循如下原则：(1)居中原则在无线局域网中，无线AP或无线路由器处在各无线客户端居中
15、的位置是获得最佳信号覆盖效果的位置。即以无线AP或无线路由器为中心，进行无线信号的发射。例如，在家居中，建议将无线AP或无线路由器放置在几个房间的交汇口处，最好是高处，并将无线网卡的天线调整到最佳位置。这样，还可以避免无线信号的“死角”。(2)避让原则前文中我们介绍了，微波炉、无绳电话、蓝牙手机等设备会对无线局域网的信号产生干扰，那么在摆放无线AP或无线路由器时一定要注意避开这些设备。例如，5米范围内避免有微波炉、无绳电话等。另外，室内的墙壁、门(尤其是金属门)、金属障碍物等，对无线信号的影响非常大。因为无线局域网采用的是无线微波频段，微波是近乎直线的传播，绕射能力非常弱(也就是我们常说的“穿墙”能力)，因此在障碍物后面的无线接收设备只能接收到微弱的信号。因此，在放置无线设备时，要尽量避免无线接收设备之间的障碍物。另外，在放置无线AP或无线路由器时，最好放置在天花板、墙壁等高处，这样便于信号向下辐射，减少障碍物的阻拦。(3)可视原则在摆放无线网络设备时，无线AP(或无线路由器)与无线客户端之间最好可见，而且尽量少地穿越墙壁、障碍物以及其他无线设备，这样可以保证获得最强的信号。3.信道冲突对策前文中我们介绍了，如果相邻的或同楼层的无线局域网使用了相同或相近
