802.11 Protocol and Security

无线网络协议 802.11

无线网络的优势:让网络使用更加自由;网络建设更加经济;通信更加便利;工作更加高效…

常用名词

SSID: Service Set ID 服务集识别码,无线名称

STA: Station,任何的无线终端设备

AP: Access Point,接入点

BSS: Basic Service Set, 基本服务集

BSS 指代一整个服务范围,范围内 AP 提供服务,AP 的外在名词由 SSID 定义,STA 通过 SSID 选择连接哪个 AP

image-20210923153802256

ESS: Extended Service Set, 扩展服务集,采用**相同的 SSID **的多个 BSS 形成更大规模的虚拟 BSS

DS: Distribution System, 分布式系统

image-20210923153934280

Ad Hoc: 无线自组网络,构成一种特殊的无线网络应用模式,STA 间可直接互相连接,资源共享,而无需通过 AP

image-20210923154117728

无线网络协议安全威胁

这里主要介绍恶意访问接入点,其方式有二:

恶意AP假冒成合法AP

恶意 AP 使用相同或相似的 SSID 标识,冒充正规 AP ,拦截流量

无线客户端探测软件会误认为该伪造 AP 是合法 AP,于是就连接上此无线接入点

局域网内部人员搭建无线 AP

内部人员搭设无线 AP 是不安全的,容易让黑客绕过防火墙

无线网络协议安全机制

隐藏 SSID 为最简单方便的保证无线网络安全的手段之一

MAC 层用户接入管理过程

Scanning

STA 寻找一个无线网络

1、Passive Scanning:找到时间较长但是省电

通过侦听 AP 定期发送的 Beacon 帧来发现网络

2、Active Scannign:能迅速找到

STA 在每个信道上发送 Probe request 报文,从 AP 回应的 Probe response 中获取 SSID 信息
应用于发现隐藏 AP

Authentication

shared-key authentication

采用 shared-key authentication 进行认证,加密算法为 WEP

Attackers 可以通过监听 AP 发送的明文和 STA 回复的密文计算出 WEP key
因此 WEP 已经不再安全,共享秘钥认证方式已经被 WPA/WPA2 代替

详情将 加密方式

Association

Association

关联,STA 和 AP 建立关联,后续的数据报文的收发只能和建立Association关系的AP进行

数据收发

CSMA/CA

CSMA/CA

带冲突避免的载波侦听多路访问

1、冲突避免:送出数据前监听媒体状态,确定没人使用,维持一段时间,再(随机)等待一段随机时间后,依然无人使用送出数据

2、送出数据前,发送请求传送报文(RTS)给目标端,等待目标端回应 CTS 报文后才,开始传送

询问 + 应答:先站住通信时间

缺点:网络的效率下降

优点:两种控制帧都很短,开销小。相反,若不使用,则一旦发生冲突而导致数据帧重发,则浪费的时间就更大。

加密方式

(仅作了解,Forget it!)
WEP,Wired Equivalent Privacy,有线对等私有协议 与 WPA/WPA2,Wi-Fi Protected Access,无线保护接入

WEP

Wired Equivalent Privacy,有线对等私有协议

1、初始化向量 IV + 密码 PASSWORD + DATA 明文数据 + CRC-32 明文的完整性校验值

2、得到 KSA = IV + PASSWORD

IV向量太短,大量监听用户数据报文后,WEP加密很容易被破解

3、经过 RC4 伪随机数密钥加密得到 PRGA = RC4(KSA)

RC4加密算法过于简单

4、对 PRGA 与 DATA + CRC-32 进行异或加冕算法

5、得到密文 ENCRYPTED DATA

6、将密文与 IV 一起发送

加密整个网络共用一个共享密钥,一旦丢失,整个网络都很危险

解密

image-20211005192237440

WPA/WPA2

Wi-Fi Protected Access,无线保护接入,了解即可,不必深究

WPA密码破解时,只要能抓到用户和AP之间的4次握手包中包含的和密码有联系的信息,采用字典进行暴力破解,能否破解就取决于字典和密码的复杂程度了