Wireless LAN Security

Wireless LAN model

พฒนาการของ 802.11 ป 1997 : ประกาศมาตรฐาน 802.11 ซงมรายละเอยด

การรกษาความปลอดภยไดแก SSID (Service Set Identifier) MAC Filtering (Media Access Control) WEP (Wired Equivalent Privacy)

ป 1999 : บรษทในอตสาหกรรมกอตง WECA (Wireless Ethernet Compatibility Alliance) เพอดำาเนนการเกยวกบผลตภณฑทใชมาตรฐาน 802.11

รายละเอยดใน IEEE 802.11 กำาหนด Specification ในสวนของ Physical Layer

และ Media Access Control Layer Physical Layer

รบสงขอมลดวยความเรว 1, 2, 5.5, 11 และ 54 Mbps

ความถสาธารณะ 2.4 และ 5 GHz, และ อนฟราเรด(1 และ 2 Mbps เทานน)

MAC Layer กำาหนดกลไกการทำางานทเรยกวา CSMA/CA

(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)

มกลไกการเขารหสขอมล (Encryption) และการตรวจสอบผใช (Authentication) ทมชอเรยกวา WEP (Wired Equivalent Privacy)

IEEE 802.11?802.11 802.11b 802.11a 802.11g

Year 1997 1999 2001 2002

Speed 1-2Mbps 5/11 Mbps

<54 Mbps <54 Mbps

Freq. 2.4 GHz 2.4 GHz 5 GHz 2.4 GHz

Chan. FHSS-75DSSS-14

11 (3 n-over)

12 (3 n-over)

3 n-over

Range ? 100 m 30 m 100 m

CSMA/CA Carrier Sense Multiple Access/Collision

Avoidance สงขอมลเพอขอชองสญญาณกอนสงขอมล หากสงขอมลเพอขอชองทางแลววางจงสงขอมล หากไมวางจะรอแลวสงขอมลเพอขอชองสญญาณอก

ครง

ลกษณะการเชอมตอของอปกรณ IEEE 802.11 โหมด Infrastructure

Client Station + Access Point การตงคาระบบสามารถดำาเนนการไดสองรปแบบคอ

BSS และ ESS Basic Service Set (BSS)

ใช Access Point เพยง 1 ตวเทานน Extended Service Set (ESS)

ใช Access Point ตงแต 2 ตวขนไปใน 1 เครอขาย

โหมด Ad-Hoc เปนการเชอมตอท Client Station เชอมตอกนเอง

โดยไมจำาเปนตองใช Access Point

Infrastructure Mode

Basic Service Set (BSS) – Single cell

Extended Service Set (ESS) – Multiple cells

Access Point

Station

Ad-Hoc Mode

Independent Basic Service Set (IBSS)

การทำางานเพอเชอมตอ การใชงานเครอขายจำาเปนตองทราบชอของเครอขายท

ตองการตดตอกน SSID (Service Set Identification) จะตองมการใช SSID ตรงกนเพอเชอมตอกนอยางถก

ตอง

Discovery - Open Network

Beacon

SSID Matches Association ReqAccess Point Accepts NodeAssociation Resp

Access PointNode

Node is Associated

Discovery - Closed Network

Probe Req

SSID MatchesProbe Resp

SSID Matches Association Req

Access PointNode

Node is Associated

Association Resp Access Point Accepts Node

Basic Security Features of IEEE 802.11 การใช SSID เปนการทำางานทสราง security ได Access Point มการทำางานทจะ Broadcast SSID

ในพนทใหบรการ เนองจาก SSID เปนขอมลทอานคาได ดงนนจงถกดกจบ

ได

User authentication ตามมาตรฐาน 802.11 กำาหนดรปแบบของการ

Authentication ไว 2 รปแบบคอ Open System Authentication และ Share-Key Authentication:

Open System authentication - ทำาการ Authentication ใหกบทกคนท

Request - ไมมการกำาหนดรหสผานDevice

Authentication request

Access PointAuthentication response

User authentication Shared-Key authentication

ม Key ในการ Authentication เพอเขาใชงานระบบ ขอเสยคอสามารถดกจบขอมลดงกลาว และม

กระบวนการเพอหาคยได

InitiatorAuthentication request

Responder

“challange“ text string

„challange“ text stringEncrypted with shared key

WEP encryptionof challange text

Positive / negative response

based on decryption result

WEP decryptionof encrypted text

MAC-Filtering มรายการ MAC Address ทสามารถใชงานได เกบอยใน

Access Point

ขอเสย : Hacker สามารถดกจก MAC Address ได และการเปลยนคา MAC Address ของเครองคอมพวเตอรสามารถทำาไดโดยใชซอฟตแวร

Wireless Equivalent Privacy (WEP) เปนกระบวนการรกษาความปลอดภยของมาตรฐาน

802.11 ทมวตถประสงค 3 ประการ Access Control Data Integrity Confidentiality

WEP ใน 802.11b Confidentiality

ใชคยขนาด 40-bit ในการเขารหส (เพมเปน 104-bit ใน WEP2)

ใช RC4 algorithm Access Control

ใช Shared key authentication + Encryption

Data Integrity มการสราง checksum ในทกๆ messages

802.11 WEP Frame

IVKEY ID

802.11header Payload ICV

(FCS)

Encrypted

Unencrypted ICV is a CRC-32 checksum over the Payload (802 Header and the Data)

RC4 in WEP ใน WEP มการใชงาน RON´s Code 4 Pseudo

Random Generator (PRG). RC4 สรางใน RSA laboratories ในกระบวนการทำางานจะมการปอน Secret Key และ

Initialization Vector (IV) เพอสราง key stream IV ขนาด 24 bit ใชเพอใหคาตวเลขทไดเปนคาสมทแตก

ตางกน umbers มการสง IV ไปยงฝงผรบแบบไมเขารหส ใชคยเดยวกนในการเขารหสและถอดรหส Key stream ทไดจะไมขนอยกบขอมล plaintext. การดำาเนนการเรวกวา DES ประมาณ 10 เทา

จดออนของ WEPความยาวคยขนาด 40 bitsไมมระบบ Key management ทำาใหคยเปลยนไดยากIV มการใชงานซำาเมอประเมน 24bit IV กบการทำางานท 1500 Byte/packet และ11Mbit/s ทำาใหไดเวลาประมาณ 5 ชวโมงจะมการใช IV ซำา (1500*8/(11*10^6)*2^24 = 18300sec ~ 5hrs)

จากความสมพนธ C1 xor C2 = P1 xor RC4(k,IV) xor P2 xor

RC4(k,IV) = P1 xor P2 เมอทราบ C1 และ C2 จงไดผลลพธคอคา Plain text

ท XOR กน

จดออนของ WEP Poorly implemented encryption

Key reuse, small keys Weak authentication No key management No interception detection

การโจมตใน 802.11 Key recovery - AirSnort Man-in-the-middle Denial of service Authentication forging Known plaintext Known ciphertext

ตวอยางการโจมตในเครอขายไรสาย

การคนหา Access Point ดกจบขอมลทกระจายออกจาก Access

Point เครองมอทใชคอโปรแกรม NetStumbler

NetStumbler

รายชอโปรแกรมดกจบสญญาณ

Insertion Attack การนำาเอาเครองลกขายเชน laptop , PDA เขาไปใน

พนทของเครอขายไรสายโดยไมไดรบอนญาต นำาเอา Access Point ไปวางไวในพนททมการใชงาน

เครอขายไรสาย โดยเครอง Access Point ทใชจะมกำาลงสงมากกวา

Interception and monitoring wireless traffic ดกจบขอมล ขโมยเซสชน ดกจบขอมลท Broadcast ในเครอขาย ใช ArpSpoof ในการเพมความสามารถในการดกจบและ

โจมต

Misconfiguration Default configuration

Default SSID Broadcast SSID Default WEP Key Default SNMP Community Word

Configuration Interface SNMP Web Serial Telnet

Misconfiguration Client Side Security Risk

ตำาแหนงทเกบ WEP Key และ SSID ในระบบ Installation Risk

Default Installation

Jamming เปน Denial of Service ผโจมตสามารถสรางคลนความถในยาน 2.4 GHz เขา

มารบกวนการสอสารทำาใหไมสามารถสอสารกนได

พฒนาการของ 802.11ป 2001 : Fluhrer, Mantin และ Shamir สรปชองโหวตางๆ ของ WEP และปเดยวกน IEEE เรมตน Task Group i.

ป 2002 : WECA เปลยนชอเปน WI-FI

Wi-Fi ใบรบรองของ WECA

(Wireless Ethernet Compatability Alliance)

ออกใหแกอปกรณตางๆ เพอบงบอกวาอปกรณยหอและรนดงกลาวทำางานไดตรงตามมาตรฐานของ wireless LAN

พฒนาการของ 802.11 ป 2003 : Wi-Fi ประกาศใช Wi-Fi Protected

Access (WPA). เพอแกไขปญหาเบองตนของ WEP เปนสวนหนงของมาตรฐาน IEEE 802.11i ทมการ

พฒนาในขณะนน

ป 2004 : ประกาศใช WPA2 การทำางานตรงตามมาตรฐาน IEEE 802.11i

Wi-Fi Protected Access (WPA) แกไขชองโหวตางๆ เบองตนใน WEP ใชงานกบอปกรณตามมาตรฐาน 802.11 เดมได แต

ตอง update firmware การทำางานสวนหนงใน 802.11i เปาหมายคอการเพมความสามารถในการเขารหสขอมล

และการทำา User Authentication มการทำางาน 2 โหมด

WPA Enterprise : TKIP/MIC ; 802.1X/EAP WPA Personal : TKIP/MIC ; PSK

WPA : Enterprise Mode Authentication ใชมาตรฐาน IEEE 802.1X/EAP

มการบรหารจดการ user credentials แบบรวมศนย

มการใชอปกรณเพมตมคอ AAA Server ใช RADIUS protocols ในการทำา AAA และการแจก

จายคย รองรบกระบวนการทำา Authentication ทหลาก

หลาย สวนใหญใชรหสผานและ digital Certificates.

ยกตวอยางเชน TLS, TTLS: Certificates based methods. PEAP, LEAP: Password based methods.

Encryption: TKIP ออกแบบใหครอบการทำางานของ WEP ใช RC4-Engine เหมอนใน WEP ปองกนการ Spoof ขอมลได

ประโยชนของ TKIP ใช Key ในการเขารหสแตละ Packet แยกกน Key มความยาวมากขน จำานวนคยทเปนไปไดมากถง 280 trillion IV ขนาด 48bit โดยขนตอนมการลดการใชงาน IV ซำา สงขอมล IV แบบเขารหส ใช MIC แทน CRC-Check ซงปลอมแปลงไดยาก

มากกวา สามารถ upgrade ใน firmware ทใชงาน WEP ได

WPA2 / 802.11 Task Group i WPA2 = 802.11i 802.11i ใชหลกการของ Robust Security

Network (RSN) การปรบปรงหลกจาก WPA คอการใช AES ในการเขา

รหส มกใช Hardware ในการเขารหส AES มการทำางานเปน 2 โหมดเหมอน WPA:

Enterprise Mode: authentication ใช 802.1X/EAP และ encryption ใช AES-CCMP

Personal Mode: authentication ใช PSK และ encryption ใช AES-CCMP

WPA2 / 802.11i AES-CCMP AES เปนการเขารหสแบบ symmetric key-cipher ม block-Size ขนาด 128bits และ key มความยาว

128bits. การเขารหสแตละรอบมการทำางาน 4 ขนตอน จำานวนรอบ

จะเปน 10,12 หรอ 14 รอบขนอยกบจำานวนบต ซงใน WPA2 จะมการทำาเทากบ 10 รอบ

AES ใชโพรโตคอล Counter-Mode/CBC-Mac Protocol (CCMP)

CCMP ถกออกแบบมาเปนพเศษสำาหรบ 802.11i

802.11i Authentication

Source: Cam-Winget, Moore, Stanley and Walker

ขอเสยของ 802.11i Hardware requirements

ตองอพเกรดฮารดแวรใหรองรบการทำางานของ AES Authentication server ตองทำา 2-way

authentication Complexity

มความซบซอนในระบบสงขน

Comparison of the standards

WEP WPA WPA2 Cipher RC4 RC4 AES Key Size 40 or 104bits 104bits perPack 128bits encry. Key Life 24bit IV 48bit IV 48bit IV Packet Key Concatenation TwoPhaseMix Not Needed Data Integrity CRC32 Michael MIC CCM Key Management None 802.1X/EAP/PSK 802.1X/EAP/PSK

Security Level

Recommendations for Security

ใชอปกรณทม Wi-Fi Certifiedเปลยนคา SSID และปด SSID broadcastingใช MAC-adress authentication ในกรณทมจำานวนเครองไมมากใช user authen โดยอพเกรด AP เพอใชงาน WPA หรอWPA2/802.11i.เปดใชงาน WPA2 หรอ WPA โดยใชความยาวคยตำาสด 128bitเปลยน WEP-KEY บอยๆ

การรกษาความปลอดภยในเครอขายไรสาย นโยบายดานการรกษาความปลอดภยในเครอขายไรสาย การกำาหนดขอบเขตและพนททอนญาตใหใชงานระบบ

เครอขายไรสาย ปรบกำาลงสงสญญาณใหเหมาะสม การใชเสาสญญาณทสามารถกำาหนดทศทางได กำาหนดระดบความนาเชอถอของเครอขายแบบไรสายให

เปน untrust การตดตอสอสารกบอนเทอรเนตนน ควรมการตดตง

Wireless DMZ (WDMZ)

การรกษาความปลอดภยในเครอขายไรสาย ม Firewall , VPN , IDS , Vulnerability

Assessment มการทำาการพสจนตนกอนทจะมการเชอมตอกบ

อนเทอรเนต ควรกำาหนดใหมมาตรฐานในการตงคา เชนการตงคา

SSID , WEP key , การเขารหส , คาของ SNMP community word รวมถงการตงคาบางอยางเชน การปด broadcasting

ใชงาน 802.1x การทำา MAC Address Filtering การทำา User Authentication

Secure Wireless Deployment Components

Wireless Clients

Wireless Access Points

Radio Types: 802.11 a/b/gNetwork Authentication: 802.1X, WPA, WPA2/802.11i*Encryption: WEP, TKIP, AES

RADIUS Server

RADIUSEAP/TLS PEAP-MSCHAPv2Remote Access Policies

User account database

Remote Access permissionsCredentials = Passwords

Certificate Authority (optional)

Credentials = Certificates