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人气指数: 发布时间:2015-08-11 09:58  来源:http://www.plusonespro.com  作者:王陈喜
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  摘 要:虽然无线组网比较灵活,但其开放的传输信道会产生各种安全问题。为解决无线网络中的安全问题,并将安全协议用于无线接入点,有必要深入研究安全机制在无线网络中的应用。
  关键词:无线网;接入点;安全机制
  1 无线网络及其安全需求
  无线网络结合了移动通信技术和网络技术,在其发展过程中,由于无线网络的逻辑链路层以上的各层对不同物理层有不同的要求,所以有必要对无线网络的底层进行标准化。在常见的无线局域网标准中,常用的有美国的IEEE 802.11标准、欧洲的HiperLan标准以及中国的WAPI标准等。
  WLAN面临的安全威胁很多,按照攻击者在安全威胁中的作用,安全威胁可以分为安全攻击和被动攻击两种;按照攻击过程中是否需要密钥,安全威胁又分为针对密钥、无需密钥两类。被动攻击方法只是对网络资源进行非授权访问,并不会进行修改;主动攻击会修改网络消息的内容。被动攻击和主动攻击并不是完全孤立的,两者往往会被深层次结合在一起,此时无线网络安全面临着更严重的挑战。
  整体上看,无线网络面临的安全问题主要表现在如下方面[1]:(1)移动设备的组网方式使得对无线网络的管理比较困难。(2)开放的无线通信信道会泄漏通信信号。针对上述问题,在解决无线网络的安全性问题时,可以提出对应的解决方案,在具备认证、加密的基础上,提供数据完整性和不可否认的功能。
  2 无线网络中的安全机制
  在传统的无线网络接入控制中,无线网络被划分为可信和不可信两个部分,无线接入控制系统由申请方(客户端)、认证方(无线接入控制点)和授权方组成。在无线网络发展过程中,认证方和授权方是一个实体,后来随着网络的复杂才独立出授权方。认证方式包括开放系统认证和共享密钥认证两类,前者也叫空认证,是默认的认证机制,采用这种认证方式的客户端都可以认证成功;后者是可选认证,需要WEP协议的支持。客户端首先向认证方(AP)发送认证请求,AP给客户端返回一个质询文本,客户端利用WEP协议中的加密算法加密此文本,并再次返回给AP;AP将被加密的质询文本解密后,和发送给客户端的质询文本明文比对,如果两者一致就认为客户端认证成功。
  WEP协议在完整性保护、无线接入控制等方面尚存在一定缺陷,802.11i标准中用AES算法代替了RC4算法,为在用户接入网络时在网络入口处进行接入控制,使用了802.1X标准。802.1X标准的正式名称是“基于端口的网络接入控制”,其中端口并不仅仅限于实际的物理端口,逻辑端口等都可以被看作是无线网络中的通信信道。802.1X标准的实体和传统的无线网络类似,也包含申请者、认证者以及认证服务器三部分[2]。申请者一般是支持WLAN的客户端,如手机以及PC等,客户端上要安装IEEE 802.1X软件。认证方的作用是控制接入,每个用户的认证方都有受控端和非受控端两个逻辑端口,前者只有在认证通过后才打开,后者一直打开,目的是传输认证报文。认证服务器保存了所有需要认证用户的相关信息,以决定用户是否可以接入无线网络。这三方都只是逻辑实体,实际应用中可以对应多个物理设备,也可以对应一个物理设备。
  无线网络中安全机制的安全性能主要取决于三点:加解密算法的长度、密钥长度以及密钥的分配管理策略。密钥管理的目的是安全的维护密钥的生成、销毁等过程。密钥的分配过程如下[3]:认证方与认证服务器建立一个安全通道,然后借助认证及密钥交换的方式产生会话主密钥(MSK);接下来申请方及认证方会用MSK计算得到成对的主密钥(PMK),PMK被通过安全通道传送给认证方;然后申请方和认证方借助EAPoL-Key的四步握手机制确定密钥的有效性,并得到用于完整性校验的临时密钥PTK;最后,申请方和认证方协商得到组密钥,用于保护广播数据。

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