Шифрование данных aes или tkip. Знакомимся с WPA

Доброго времени суток, дорогие друзья, знакомые и прочие личности. Сегодня поговорим про WiFi шифрование , что логично из заголовка.

Думаю, что многие из Вас пользуются такой штукой как , а значит, скорее всего, еще и Wi-Fi на них для Ваших ноутбуков, планшетов и прочих мобильных устройств.

Само собой, что этот самый вай-фай должен быть закрыт паролем, иначе вредные соседи будут безвозмездно пользоваться Вашим интернетом, а то и того хуже, - Вашим компьютером:)

Само собой, что помимо пароля есть еще и всякие разные типы шифрования этого самого пароля, точнее говоря, Вашего Wi-Fi протокола, чтобы им не просто не пользовались, но и не могли взломать.

В общем, сегодня хотелось бы немного поговорить с Вами о такой вещи как WiFi шифрование, а точнее этих самых WPE, WPA, WPA2, WPS и иже с ними.

Готовы? Давайте приступим.

WiFi шифрование - общая информация

Для начала сильно упрощенно поговорим о том как выглядит аутентификация с роутером (сервером), т.е как выглядит процесс шифрования и обмена данными. Вот такая вот у нас получается картинка:

Т.е, сначала, будучи клиентом мы говорим, что мы, - это мы, т.е знаем пароль (стрелочка зелененькая сверху). Сервер, тобишь допустим роутер, радуется и отдаёт нам случайную строку (она же является ключом с помощью которого мы шифруем данные), ну и далее происходит обмен данными, зашифрованными этим самым ключом.

Теперь же поговорим о типах шифрования, их уязвимостях и прочем прочем. Начнем по порядку, а именно с OPEN , т.е с отсутствия всякого шифра, а далее перейдем ко всему остальному.

Тип 1 - OPEN

Как Вы уже поняли (и я говорил только что), собственно, OPEN - это отсутствие всякой защиты, т.е. Wifi шифрование отсутствует как класс, и Вы и Ваш роутер абсолютно не занимаются защитой канала и передаваемых данных.

Именно по такому принципу работают проводные сети - в них нет встроенной защиты и «врезавшись» в неё или просто подключившись к хабу/свичу/роутеру сетевой адаптер будет получать пакеты всех находящихся в этом сегменте сети устройств в открытом виде.

Однако с беспроводной сетью «врезаться» можно из любого места - 10-20-50 метров и больше, причём расстояние зависит не только от мощности вашего передатчика, но и от длины антенны хакера. Поэтому открытая передача данных по беспроводной сети гораздо более опасна, ибо фактически Ваш канал доступен всем и каждому.

Тип 2 - WEP (Wired Equivalent Privacy)

Один из самых первых типов Wifi шифрования это WEP . Вышел еще в конце 90 -х и является, на данный момент, одним из самых слабых типов шифрования.

Хотите знать и уметь, больше и сами?

Мы предлагаем Вам обучение по направлениям: компьютеры, программы, администрирование, сервера, сети, сайтостроение, SEO и другое. Узнайте подробности сейчас!

Во многих современных роутерах этот тип шифрования вовсе исключен из списка возможных для выбора:

Его нужно избегать почти так же, как и открытых сетей - безопасность он обеспечивает только на короткое время, спустя которое любую передачу можно полностью раскрыть вне зависимости от сложности пароля.

Ситуация усугубляется тем, что пароли в WEP - это либо 40 , либо 104 бита, что есть крайне короткая комбинация и подобрать её можно за секунды (это без учёта ошибок в самом шифровании).

Основная проблема WEP - в фундаментальной ошибке проектирования. WEP фактически передаёт несколько байт этого самого ключа вместе с каждым пакетом данных.

Таким образом, вне зависимости от сложности ключа раскрыть любую передачу можно просто имея достаточное число перехваченных пакетов (несколько десятков тысяч, что довольно мало для активно использующейся сети).

Тип 3 - WPA и WPA2 (Wi-Fi Protected Access)

Это одни из самых современных на данный момент типов такой штуки, как Wifi шифрование и новых пока, по сути, почти не придумали.

Собственно, поколение этих типов шифрования пришло на смену многострадальному WEP . Длина пароля - произвольная, от 8 до 63 байт, что сильно затрудняет его подбор (сравните с 3, 6 и 15 байтами в WEP ).

Стандарт поддерживает различные алгоритмы шифрования передаваемых данных после рукопожатия: TKIP и CCMP .

Первый - нечто вроде мостика между WEP и WPA , который был придуман на то время, пока IEEE были заняты созданием полноценного алгоритма CCMP . TKIP так же, как и WEP , страдает от некоторых типов атак, и в целом не сильно безопасен.

Сейчас используется редко (хотя почему вообще ещё применяется - мне не понятно) и в целом использование WPA с TKIP почти то же, что и использование простого WEP .

Кроме разных алгоритмов шифрования, WPA (2) поддерживают два разных режима начальной аутентификации (проверки пароля для доступа клиента к сети) - PSK и Enterprise . PSK (иногда его называют WPA Personal ) - вход по единому паролю, который вводит клиент при подключении.

Это просто и удобно, но в случае больших компаний может быть проблемой - допустим, у вас ушёл сотрудник и чтобы он не мог больше получить доступ к сети приходится менять пароль для всей сети и уведомлять об этом других сотрудников. Enterprise снимает эту проблему благодаря наличию множества ключей, хранящихся на отдельном сервере - RADIUS .

Кроме того, Enterprise стандартизирует сам процесс аутентификации в протоколе EAP (E xtensible A uthentication P rotocol), что позволяет написать собственный алгоритм.

Тип 4 - WPS/QSS

Wifi шифрование WPS , он же QSS - интересная технология, которая позволяет нам вообще не думать о пароле, а просто нажать на кнопку и тут же подключиться к сети. По сути это «легальный» метод обхода защиты по паролю вообще, но удивительно то, что он получил широкое распространение при очень серьёзном просчёте в самой системе допуска - это спустя годы после печального опыта с WEP .

WPS позволяет клиенту подключиться к точке доступа по 8-символьному коду, состоящему из цифр (PIN ). Однако из-за ошибки в стандарте нужно угадать лишь 4 из них. Таким образом, достаточно всего-навсего 10000 попыток подбора и вне зависимости от сложности пароля для доступа к беспроводной сети вы автоматически получаете этот доступ, а с ним в придачу - и этот самый пароль как он есть.

Учитывая, что это взаимодействие происходит до любых проверок безопасности, в секунду можно отправлять по 10-50 запросов на вход через WPS , и через 3-15 часов (иногда больше, иногда меньше) вы получите ключи от рая.

Когда данная уязвимость была раскрыта производители стали внедрять ограничение на число попыток входа (rate limit ), после превышения которого точка доступа автоматически на какое-то время отключает WPS - однако до сих пор таких устройств не больше половины от уже выпущенных без этой защиты.

Даже больше - временное отключение кардинально ничего не меняет, так как при одной попытке входа в минуту нам понадобится всего 10000/60/24 = 6,94 дней. А PIN обычно отыскивается раньше, чем проходится весь цикл.

Хочу ещё раз обратить ваше внимание, что при включенном WPS ваш пароль будет неминуемо раскрыт вне зависимости от своей сложности. Поэтому если вам вообще нужен WPS - включайте его только когда производится подключение к сети, а в остальное время держите выключенным.

Послесловие

Выводы, собственно, можете сделать сами, а вообще, само собой разумеется, что стоит использовать как минимум WPA , а лучше WPA2 .

В следующем материале по Wi-Fi мы поговорим о том как влияют различные типы шифрования на производительность канала и роутера, а так же рассмотрим некоторые другие нюансы.

Как и всегда, если есть какие-то вопросы, дополнения и всё такое прочее, то добро пожаловать в комментарии к теме про Wifi шифрование .

PS : За существование этого материала спасибо автору Хабра под ником ProgerXP . По сути вся текстовка взята из его материала , чтобы не изобретать велосипед своими словами.

Несомненно, многие пользователи компьютеров, работающие с интернетом (и не только), слышали о таком термине, как AES. Что это за система, какие алгоритмы она использует и для чего применяется, имеет представление достаточно ограниченный круг людей. Обычному юзеру это по большому счету знать и не нужно. Тем не менее рассмотрим эту криптографическую систему, особо не вникая в сложные математические вычисления и формулы, чтобы это было понятно любому человеку.

Что такое AES-шифрование?

Начнем с того, что сама по себе система представляет набор алгоритмов, позволяющих скрыть начальный вид каких-то передаваемых, получаемых пользователем или хранимых на компьютере данных. Чаще всего она применяется в интернет-технологиях, когда требуется обеспечить полную конфиденциальность информации, и относится к так называемым алгоритмам симметричного шифрования.

Тип шифрования AES предполагает использование для преобразования информации в защищенный вид и обратного декодирования одного и того же ключа, который известен и отправляющей, и принимающей стороне, в отличие от симметричного шифрования, в котором предусмотрено применение двух ключей - закрытого и открытого. Таким образом, нетрудно сделать вывод, что, если обе стороны знают правильный ключ, процесс шифрования и дешифровки производится достаточно просто.

Немного истории

Впервые AES-шифрование упоминается еще в 2000 году, когда на конкурсе выбора преемника системы DES, которая являлась стандартом в США с 1977 года, победителем стал алгоритм Rijndael.

В 2001 году AES-система была официально принята в качестве нового федерального стандарта шифрования данных и с тех пор используется повсеместно.

Виды шифрования AES

Включала в себя несколько промежуточных стадий, которые в основном были связаны с увеличением длины ключа. Сегодня различают три основных типа: AES-128-шифрование, AES-192 и AES-256.

Название говорит само за себя. Цифровое обозначение соответствует длине применяемого ключа, выраженной в битах. Кроме того, AES-шифрование относится к блочному типу, который работает непосредственно с блоками информации фиксированной длины, шифруя каждый из них, в отличие от поточных алгоритмов, оперирующих единичными символами открытого сообщения, переводя их в зашифрованный вид. В AES длина блока составляет 128 бит.

Если говорить научным языком, те же алгоритмы, которые использует AES-256-шифрование, подразумевают операции на основе полиноминального представления операций и кодов при обработке двумерных массивов (матриц).

Как это работает?

Алгоритм работы достаточно сложен, однако включает в себя использование нескольких базовых элементов. Изначально применяется двумерная матрица, циклы преобразования (раунды), раундовый ключ и таблицы начальной и обратной подстановок.

Процесс шифрования данных состоит из нескольких этапов:

вычисление всех раундовых ключей;
подстановка байтов с помощью основной таблицы S-Box;
сдвиг в форме с использованием различающихся величин (см. рисунок выше);
смешивание данных внутри каждого столбца матрицы (формы);
сложение формы и раундового ключа.

Дешифровка производится в обратном порядке, но вместо таблицы S-Box применяется таблица обратных постановок, которая была упомянута выше.

Если привести пример, при наличии ключа длиной 4 бита для перебора потребуется всего 16 стадий (раундов), то есть необходимо проверить все возможные комбинации, начиная с 0000 и заканчивая 1111. Естественно, такая защита взламывается достаточно быстро. Но если взять ключи побольше, для 16 бит потребуется 65 536 стадий, а для 256 бит - 1,1 х 10 77 . И как было заявлено американскими специалистами, на подбор правильной комбинации (ключа) уйдет порядка 149 триллионов лет.

Что применить при настройке сети на практике: шифрование AES или TKIP?

Теперь перейдем к использованию AES-256 при шифровании передаваемых и принимаемых данных в беспроводных сетях.

Как правило, в любом имеется несколько параметров на выбор: только AES, только TKIP и AES+TKIP. Они применяются в зависимости от протокола (WEP или WEP2). Но! TKIP является устаревшей системой, поскольку обладает меньшей степенью защиты и не поддерживает подключения 802.11n со скоростью передачи данных, превышающей 54 Мбит/с. Таким образом, вывод о приоритетном использовании AES вместе с режимом безопасности WPA2-PSK напрашивается сам собой, хотя можно задействовать оба алгоритма в паре.

Вопросы надежности и безопасности алгоритмов AES

Несмотря на громкие заявления специалистов, алгоритмы AES теоретически все же уязвимы, поскольку сама природа шифрования имеет простое алгебраическое описание. Это отмечал еще Нильс Фергюссон. А в 2002 году Йозеф Пепшик и Николя Куртуа опубликовали статью, обосновывающую потенциально возможную атаку XSL. Правда, она в научном мире вызвала много споров, и некоторые посчитали их вычисления ошибочными.

В 2005 году было сделано предположение о том, что атака может использовать сторонние каналы, а не только математические вычисления. При этом одна из атак вычислила ключ после 800 операций, а другая получила его через 2 32 операций (на восьмом раунде).

Вне всяких сомнений, на сегодняшний день эта система и могла бы считаться одной из самых продвинутых, если бы не одно но. Несколько лет назад по интернету прокатилась волна вирусных атак, при которых вирус-шифровальщик (а по совместительству еще и вымогатель), проникая на компьютеры, полностью шифровал данные, требуя за дешифрацию кругленькую сумму денег. При этом в сообщении отмечалось, что шифрование производилось с использованием алгоритма AES1024, которого, как считалось до недавних пор, в природе не существует.

Так это или нет, но даже самые известные разработчики антивирусного ПО, включая и «Лабораторию Касперского», при попытке расшифровки данных оказались бессильны. Многие специалисты признали, что пресловутый в свое время поразивший миллионы компьютеров во всем мире и уничтоживший на них важную информацию, в сравнении с этой угрозой оказался детским лепетом. К тому же I Love You больше был нацелен на файлы мультимедиа, а новый вирус получал доступ исключительно к конфиденциальной информации крупных корпораций. Впрочем, утверждать со всей очевидностью, что здесь использовалось именно шифрование AES-1024, никто не берется.

Заключение

Если подвести некий итог, в любом случае можно сказать, что AES-шифрование на сегодняшний день является самым продвинутым и защищенным, независимо от того, какая применяется длина ключа. Неудивительно, что именно этот стандарт используется в большинстве криптосистем и имеет достаточно широкие перспективы на развитие и усовершенствование в обозримом будущем, тем более что очень вероятным может оказаться и объединение нескольких типов шифрования в одно целое (например, параллельное использование симметричного и асимметричного или блочного и потокового шифрования).

Широкополосный доступ в интернет уже давно перестал быть роскошью не только в крупных городах, но и в отдалённых регионах. При этом многие сразу же обзаводятся беспроводными роутерами, чтобы сэкономить на мобильном интернете и подключить к скоростной линии смартфоны, планшеты и прочую портативную технику. Более того, провайдеры всё чаще сразу устанавливают своим клиентам маршрутизаторы со встроенной беспроводной точкой доступа.

Между тем, потребители далеко не всегда понимают, как на самом деле работает сетевое оборудование и какую опасность оно может нести. Главное заблуждение состоит в том, что частный клиент просто не представляет, что беспроводная связь может нанести ему какой-то ущерб – ведь он не банк, не секретная служба и не владелец порнохранилищ. Но стоит только начать разбираться, как вам сразу захочется вернуться к старому доброму кабелю.

1. Никто не станет взламывать мою домашнюю сеть

Вот главное заблуждение домашних пользователей, ведущее к пренебрежению элементарными нормами сетевой безопасности. Принято считать, есто если вы не знаменитость, не банк и не интернет-магазин, то никто не будет тратить на вас время, ведь результаты будут неадекватны приложенным усилиям.

Более того, почему-то упорно циркулирует мнение, что якобы небольшие беспроводные сети взломать сложнее, чем крупные, в чём есть крупица правды, но в целом это тоже миф. Очевидно, это утверждение основано на том, что у мелких локальных сетей ограниченная дальность распространения сигнала, поэтому достаточно понизить его уровень, и хакер просто не сможет обнаружить такую сеть из припаркованного рядом автомобиля или кафе по-соседству.

Возможно, когда-то это было так, но сегодняшние взломщики оснащены высокочувствительными антеннами, способными принять даже самый слабый сигнал. И тот факт, что у вас на кухне планшет постоянно теряет связь, вовсе не означает, что хакеру, сидящему в машине за два дома от вас, не удастся покопаться в вашей беспроводной сети.

Что же касается мнения, что взлом вашей сети не стоит потраченных усилий, то это совсем не так: в ваших гаджетах хранится море всевозможной персональной информации, которая, как минимум, позволит злоумышленнику от вашего имени заказать покупки, получить кредит, или, воспользовавшись методами социальной инженерии, добиться ещё более неочевидных целей вроде проникновения в сеть вашего работодателя или даже его партнёров. При этом отношение к сетевой безопасности у простых пользователей сегодня настолько пренебрежительное, что взломать домашнюю сеть не составит особого труда даже для новичков.

2. Дома не нужен двух- или трёхдиапазонный роутер

Считается, что многодиапазонные роутеры нужны только особо требовательным владельцам огромного количества гаджетов, которые хотят выжать из беспроводной связи максимально доступную скорость. Между тем, любому из нас не помешает хотя бы двухдиапазонный маршрутизатор.

Главное преимущество многодиапазонного роутера заключается в том, что разные устройства можно «раскидать» по разным диапазонам, и тем самым повысить потенциально возможную скорость передачи данных и, конечно же, надёжность связи. Например, вполне целесообразно было бы подключать ноутбуки к одному диапазону, телевизионные приставки – ко второму, а мобильные гаджеты – к третьему.

3. Диапазон 5 ГГц лучше диапазона 2,4 ГГц

Оценившие преимущества частотного диапазона 5 ГГц обычно рекомендуют всем переходить на него и вообще отказаться от использования частоты 2,4 ГГц. Но, как обычно, не всё так просто.

Да, 5 ГГц физически менее «заселён», чем более массовый 2,4 ГГц – в том числе и потому, что на 2,4 ГГц работает больше всего устройств на базе старых стандартов. Однако 5 ГГц уступает в дальности связи, в особенности в том, что касается проникновения через бетонные стены и другие преграды.

В целом, здесь нет однозначного ответа, можно посоветовать лишь использовать тот диапазон, в котором конкретно у вас приём лучше. Ведь вполне может оказаться, что в каком-то конкретном месте и полоса 5 ГГц перегружена устройствами – хотя это и очень маловероятно.

4. Не нужно трогать настройки роутера

Предполагается, что настройку оборудования лучше оставить профессионалам и ваше вмешательство способно только навредить работоспособности сети. Обычный способ представителей провайдера (и сисадминов) запугать пользователя, чтобы снизить вероятность неправильных настроек и последующих вызовов на дом.

Понятно, что если вы вообще не представляете, о чём там речь, лучше ничего не трогать, но даже непрофессионал вполне способен изменить некоторые настройки, повысив защищённость, надёжность и производительность сети. Хотя бы зайдите в веб-интерфейс и ознакомьтесь с тем, что там можно изменить – но если вы не знаете, что это даст, лучше оставьте всё как есть.

В любом случае есть смысл внести четыре поправки, если они уже не сделаны в настройках вашего роутера:

1) По возможности переключайтесь на новый стандарт – если его поддерживает как роутер, так и ваши устройства. Переход с 802.11n на 802.11ac даст существенный прирост скорости, как и переключение с более старых 802.11b/g на 802.11n.

2) Поменяйте тип шифрования . Некоторые установщики до сих пор оставляют домашние беспроводные сети либо полностью открытыми, либо с устаревшим стандартом шифрования WEP. Обязательно нужно поменять тип на WPA2 c шифрованием AES и сложным длинным паролем.

3) Измените логин и пароль по умолчанию . Практически все провайдеры при установке нового оборудования оставляют эти данные по умолчанию – если только их специально не попросить о смене. Это общеизвестная «дыра» домашних сетей, и любой хакер для начала обязательно попробует воспользоваться именно ею.

4) Отключите WPS (Wi-Fi Protected Setup) . Технология WPS обычно включена в роутерах по умолчанию – она предназначена для быстрого подключения совместимых мобильных устройств к сети без ввода длинных паролей. Вместе с тем WPS делает вашу локальную сеть очень уязвимой для взлома путём метода «грубой силы» – простого подбора пин-кода WPS, состоящего из 8 цифр, после чего злоумышленник без проблем получит доступ к ключу WPA/WPA2 PSK. При этом из-за ошибки в стандарте достаточно определить всего 4 цифры, а это уже всего 11 000 сочетаний, и для взлома понадобится перебрать далеко не все из них.

5. Сокрытие SSID спрячет сеть от хакеров

SSID – это сервисный идентификатор сети или попросту название вашей сети, которое используют для установки соединения различные устройства, когда-либо подключавшиеся к ней. Отключив трансляцию SSID, вы не будете появляться в соседском списке доступных сетей, но это не значит, что хакеры не смогут её найти: демаскировка скрытого SSID – задача для новичка.

Вместе с тем, спрятав SSID, вы даже упростите жизнь хакерам: все устройства, пытающиеся подключиться к вашей сети, станут перебирать ближайшие точки доступа, и могут подключиться к сетям-«ловушкам», специально созданным злоумышленниками. Можно развернуть такую подменную открытую сеть под вашим же раскрытым SSID, к которому ваши девайсы будут просто подключаться автоматически.

Поэтому общая рекомендация такова: дайте вашей сети такое название, в котором никак бы не упоминался ни провайдер, ни производитель роутера, ни какая-то личная информация, позволяющая идентифицировать вас и нанести точечные атаки по слабым местам.

6. Шифрование не нужно, если есть антивирус и брандмауэр

Типичный пример того, когда путают тёплое с мягким. Программы защищают от программных же угроз онлайн или уже находящихся в вашей сети, они не защищают вас от перехвата самих данных, передаваемых между роутером и вашим компьютером.

Для обеспечения сетевой безопасности нужен комплекс средств, куда входят и протоколы шифрования, и аппаратные или программные брандмауэры, и антивирусные пакеты.

7. Шифрования WEP достаточно для домашней сети

WEP небезопасен в любом случае, и он поддаётся взлому за считанные минуты с помощью смартфона. По уровню безопасности он мало отличается от полностью открытой сети, и это его главная проблема. Если вы интересуетесь историей вопроса, то можете найти в интернете массу материалов о том, что WEP запросто ломали ещё в начале «нулевых». Нужна ли вам такая «безопасность»?

8. Роутер с шифрованием WPA2-AES невозможно взломать

Если брать «сферический роутер с шифрованием WPA2-AES в вакууме», то это правда: по последним оценкам, при существующих вычислительных мощностей на взлом AES методами «грубой силы» уйдут миллиарды лет. Да, миллиарды.

Но это вовсе не означает, что AES не позволит хакеру добраться до ваших данных. Как и всегда, главная проблема – человеческий фактор. В данном случае, многое зависит от того, насколько сложным и грамотно составленным будет ваш пароль. При «бытовом» подходе к придумыванию паролей, методов социальной инженерии будет достаточно для взлома WPA2-AES за достаточно короткий срок.

О правилах составления хороших паролей мы подробно не так давно, так что всех интересующихся отсылаем к этой статье.

9. Шифрование WPA2-AES снижает скорость передачи данных

Технически, это действительно так, но в современных роутерах есть аппаратные средства, позволяющие свести это снижение к минимуму. Если вы наблюдаете существенное замедление соединения, это означает, что вы используете устаревший роутер, в которых были реализованы немного иные стандарты и протоколы. Например, WPA2-TKIP. Сам по себе TKIP был более безопасным, чем его предшественник WEP, но представлял из себя компромиссное решение, позволяющее использовать старое «железо» с более современными и защищёнными протоколами. Чтобы «подружить» TKIP c новым типом шифрования AES, использовались различные программные ухищрения, что и приводило к замедлению скорости передачи данных.

Ещё в 2012 году в стандарте 802.11 TKIP был признан недостаточно безопасным, но он всё ещё часто встречается в роутерах старых выпусков. Решение проблемы одно – купить современную модель.

10. Работающий роутер менять не нужно

Принцип для тех, кого сегодня вполне устраивает механическая пишущая машинка и телефон с наборным диском. Новые стандарты беспроводной связи появляются регулярно, и с каждым разом не только повышается скорость передачи данных, но и безопасность сети.

Сегодня, когда стандарт 802.11ac предусматривает передачу данных со скоростью выше 50 Мбит/с, старый роутер с поддержкой 802.11n и всех предыдущих стандартов может ограничивать потенциальную пропускную способность сети. В случае с тарифными планами, предусматривающими скорости выше 100 Мбит/с, вы просто будете платить лишние деньги, не получая полноценной услуги.

Конечно, срочно менять работающий роутер вовсе не обязательно, но в один прекрасный день настанет момент, когда к нему не сможет подключиться ни одно современное устройство.

В последнее время появилось много «разоблачающих» публикаций о взломе какого-либо очередного протокола или технологии, компрометирующего безопасность беспроводных сетей. Так ли это на самом деле, чего стоит бояться, и как сделать, чтобы доступ в вашу сеть был максимально защищен? Слова WEP, WPA, 802.1x, EAP, PKI для вас мало что значат? Этот небольшой обзор поможет свести воедино все применяющиеся технологии шифрования и авторизации радио-доступа. Я попробую показать, что правильно настроенная беспроводная сеть представляет собой непреодолимый барьер для злоумышленника (до известного предела, конечно).

Основы

Любое взаимодействие точки доступа (сети), и беспроводного клиента, построено на:

Аутентификации - как клиент и точка доступа представляются друг другу и подтверждают, что у них есть право общаться между собой;
Шифровании - какой алгоритм скремблирования передаваемых данных применяется, как генерируется ключ шифрования, и когда он меняется.

Параметры беспроводной сети, в первую очередь ее имя (SSID), регулярно анонсируются точкой доступа в широковещательных beacon пакетах. Помимо ожидаемых настроек безопасности, передаются пожелания по QoS, по параметрам 802.11n, поддерживаемых скорости, сведения о других соседях и прочее. Аутентификация определяет, как клиент представляется точке. Возможные варианты:

Open - так называемая открытая сеть, в которой все подключаемые устройства авторизованы сразу
Shared - подлинность подключаемого устройства должна быть проверена ключом/паролем
EAP - подлинность подключаемого устройства должна быть проверена по протоколу EAP внешним сервером

Открытость сети не означает, что любой желающий сможет безнаказанно с ней работать. Чтобы передавать в такой сети данные, необходимо совпадение применяющегося алгоритма шифрования, и соответственно ему корректное установление шифрованного соединения. Алгоритмы шифрования таковы:

None - отсутствие шифрования, данные передаются в открытом виде
WEP - основанный на алгоритме RC4 шифр с разной длиной статического или динамического ключа (64 или 128 бит)
CKIP - проприетарная замена WEP от Cisco, ранний вариант TKIP
TKIP - улучшенная замена WEP с дополнительными проверками и защитой
AES/CCMP - наиболее совершенный алгоритм, основанный на AES256 с дополнительными проверками и защитой

Комбинация Open Authentication, No Encryption широко используется в системах гостевого доступа вроде предоставления Интернета в кафе или гостинице. Для подключения нужно знать только имя беспроводной сети. Зачастую такое подключение комбинируется с дополнительной проверкой на Captive Portal путем редиректа пользовательского HTTP-запроса на дополнительную страницу, на которой можно запросить подтверждение (логин-пароль, согласие с правилами и т.п).

Шифрование WEP скомпрометировано, и использовать его нельзя (даже в случае динамических ключей).

Широко встречающиеся термины WPA и WPA2 определяют, фактически, алгоритм шифрования (TKIP либо AES). В силу того, что уже довольно давно клиентские адаптеры поддерживают WPA2 (AES), применять шифрование по алгоритму TKIP нет смысла.

Разница между WPA2 Personal и WPA2 Enterprise состоит в том, откуда берутся ключи шифрования, используемые в механике алгоритма AES. Для частных (домашних, мелких) применений используется статический ключ (пароль, кодовое слово, PSK (Pre-Shared Key)) минимальной длиной 8 символов, которое задается в настройках точки доступа, и у всех клиентов данной беспроводной сети одинаковым. Компрометация такого ключа (проболтались соседу, уволен сотрудник, украден ноутбук) требует немедленной смены пароля у всех оставшихся пользователей, что реалистично только в случае небольшого их числа. Для корпоративных применений, как следует из названия, используется динамический ключ, индивидуальный для каждого работающего клиента в данный момент. Этот ключ может периодический обновляться по ходу работы без разрыва соединения, и за его генерацию отвечает дополнительный компонент - сервер авторизации, и почти всегда это RADIUS-сервер.

Все возможные параметры безопасности сведены в этой табличке:

Свойство	Статический WEP	Динамический WEP	WPA	WPA 2 (Enterprise)
Идентификация	Пользователь, компьютер, карта WLAN	Пользователь, компьютер	Пользователь, компьютер	Пользователь, компьютер
Авторизация	Общий ключ	EAP	EAP или общий ключ	EAP или общий ключ
Целостность	32-bit Integrity Check Value (ICV)	32-bit ICV	64-bit Message Integrity Code (MIC)	CRT/CBC-MAC (Counter mode Cipher Block Chaining Auth Code - CCM) Part of AES
Шифрование	Статический ключ	Сессионный ключ	Попакетный ключ через TKIP	CCMP (AES)
РАспределение ключей	Однократное, вручную	Сегмент Pair-wise Master Key (PMK)	Производное от PMK	Производное от PMK
Вектор инициализации	Текст, 24 бита	Текст, 24 бита	Расширенный вектор, 65 бит	48-бит номер пакета (PN)
Алгоритм	RC4	RC4	RC4	AES
Длина ключа, бит	64/128	64/128	128	до 256
Требуемая инфраструктура	Нет	RADIUS	RADIUS	RADIUS

Если с WPA2 Personal (WPA2 PSK) всё ясно, корпоративное решение требует дополнительного рассмотрения.

WPA2 Enterprise

Здесь мы имеем дело с дополнительным набором различных протоколов. На стороне клиента специальный компонент программного обеспечения, supplicant (обычно часть ОС) взаимодействует с авторизующей частью, AAA сервером. В данном примере отображена работа унифицированной радиосети, построенной на легковесных точках доступа и контроллере. В случае использования точек доступа «с мозгами» всю роль посредника между клиентов и сервером может на себя взять сама точка. При этом данные клиентского суппликанта по радио передаются сформированными в протокол 802.1x (EAPOL), а на стороне контроллера они оборачиваются в RADIUS-пакеты.

Применение механизма авторизации EAP в вашей сети приводит к тому, что после успешной (почти наверняка открытой) аутентификации клиента точкой доступа (совместно с контроллером, если он есть) последняя просит клиента авторизоваться (подтвердить свои полномочия) у инфраструктурного RADIUS-сервера:

Использование WPA2 Enterprise требует наличия в вашей сети RADIUS-сервера. На сегодняшний момент наиболее работоспособными являются следующие продукты:

Microsoft Network Policy Server (NPS), бывший IAS - конфигурируется через MMC, бесплатен, но надо купить винду
Cisco Secure Access Control Server (ACS) 4.2, 5.3 - конфигурируется через веб-интерфейс, наворочен по функционалу, позволяет создавать распределенные и отказоустойчивые системы, стоит дорого
FreeRADIUS - бесплатен, конфигурируется текстовыми конфигами, в управлении и мониторинге не удобен

При этом контроллер внимательно наблюдает за происходящим обменом информацией, и дожидается успешной авторизации, либо отказа в ней. При успехе RADIUS-сервер способен передать точке доступа дополнительные параметры (например, в какой VLAN поместить абонента, какой ему присвоить IP-адрес, QoS профиль и т.п.). В завершении обмена RADIUS-сервер дает возможность клиенту и точке доступа сгенерировать и обменяться ключами шифрования (индивидуальными, валидными только для данной сеcсии):

EAP

Сам протокол EAP является контейнерным, то есть фактический механизм авторизации дается на откуп внутренних протоколов. На настоящий момент сколько-нибудь значимое распространение получили следующие:

EAP-FAST (Flexible Authentication via Secure Tunneling) - разработан фирмой Cisco; позволяет проводить авторизацию по логину-паролю, передаваемому внутри TLS туннеля между суппликантом и RADIUS-сервером
EAP-TLS (Transport Layer Security). Использует инфраструктуру открытых ключей (PKI) для авторизации клиента и сервера (суппликанта и RADIUS-сервера) через сертификаты, выписанные доверенным удостоверяющим центром (CA). Требует выписывания и установки клиентских сертификатов на каждое беспроводное устройство, поэтому подходит только для управляемой корпоративной среды. Сервер сертификатов Windows имеет средства, позволяющие клиенту самостоятельно генерировать себе сертификат, если клиент - член домена. Блокирование клиента легко производится отзывом его сертификата (либо через учетные записи).
EAP-TTLS (Tunneled Transport Layer Security) аналогичен EAP-TLS, но при создании туннеля не требуется клиентский сертификат. В таком туннеле, аналогичном SSL-соединению браузера, производится дополнительная авторизация (по паролю или как-то ещё).
PEAP-MSCHAPv2 (Protected EAP) - схож с EAP-TTLS в плане изначального установления шифрованного TLS туннеля между клиентом и сервером, требующего серверного сертификата. В дальнейшем в таком туннеле происходит авторизация по известному протоколу MSCHAPv2
PEAP-GTC (Generic Token Card) - аналогично предыдущему, но требует карт одноразовых паролей (и соответствующей инфраструктуры)

Все эти методы (кроме EAP-FAST) требуют наличия сертификата сервера (на RADIUS-сервере), выписанного удостоверяющим центром (CA). При этом сам сертификат CA должен присутствовать на устройстве клиента в группе доверенных (что нетрудно реализовать средствами групповой политики в Windows). Дополнительно, EAP-TLS требует индивидуального клиентского сертификата. Проверка подлинности клиента осуществляется как по цифровой подписи, так (опционально) по сравнению предоставленного клиентом RADIUS-серверу сертификата с тем, что сервер извлек из PKI-инфраструктуры (Active Directory).

Поддержка любого из EAP методов должна обеспечиваться суппликантом на стороне клиента. Стандартный, встроенный в Windows XP/Vista/7, iOS, Android обеспечивает как минимум EAP-TLS, и EAP-MSCHAPv2, что обуславливает популярность этих методов. С клиентскими адаптерами Intel под Windows поставляется утилита ProSet, расширяющая доступный список. Это же делает Cisco AnyConnect Client.

Насколько это надежно

В конце концов, что нужно злоумышленнику, чтобы взломать вашу сеть?

Для Open Authentication, No Encryption - ничего. Подключился к сети, и всё. Поскольку радиосреда открыта, сигнал распространяется в разные стороны, заблокировать его непросто. При наличии соответствующих клиентских адаптеров, позволяющих прослушивать эфир, сетевой трафик виден так же, будто атакующий подключился в провод, в хаб, в SPAN-порт коммутатора.
Для шифрования, основанного на WEP, требуется только время на перебор IV, и одна из многих свободно доступных утилит сканирования.
Для шифрования, основанного на TKIP либо AES прямое дешифрование возможно в теории, но на практике случаи взлома не встречались.

Конечно, можно попробовать подобрать ключ PSK, либо пароль к одному из EAP-методов. Распространенные атаки на данные методы не известны. Можно пробовать применить методы социальной инженерии, либо

Многие роутеры в качестве опций предоставляют следующие стандарты безопасности: WPA2-PSK (TKIP), WPA2-PSK (AES) и WPA2-PSK (TKIP/AES). Сделаете неправильный выбор – получите более медленную и менее защищенную сеть.

Стандарты WEP (Wired Equivalent Privacy), WPA (Wi-Fi Protected Access) и WPA2 (Wi-Fi Protected Access II), которые будут вам предложены на выбор при настройке параметров безопасности беспроводной сети, представляют собой основные алгоритмы защиты информации. WEP является старейшим из них и наиболее уязвимым, так как за время его использования в нем было обнаружено множество слабых мест. WPA дает более совершенную защиту, но по имеющимся данным он также подвержен взлому. WPA2 – в настоящее время развивающийся стандарт – на текущий момент является самым распространенным вариантом защиты. TKIP (Temporal Key Integrity Protocol) и AES (Advanced Encryption Standard) представляют собой два различных типа шифрования, которые могут применяться в стандарте WPA2. Давайте посмотрим, чем они отличаются и какой из них в наибольшей степени подходит вам.

AES vs. TKIP

TKIP и AES представляют собой два различных стандарта шифрования, которые могут использоваться в сетях Wi-Fi. TKIP – более старый протокол шифрования, введенный в свое время стандартом WPA взамен крайне ненадежного алгоритма WEP. На самом деле TKIP во многом подобен алгоритму шифрования WEP. TKIP уже не считается надежным методом защиты и в настоящее время не рекомендуется. Другими словами, вам не следует его использовать.

AES – более надежный протокол шифрования, введенный стандартом WPA2. AES – это не какой-нибудь унылый, тот или другой стандарт, разработанный специально для сетей Wi-Fi. Это серьезный мировой стандарт шифрования, взятый на вооружение даже правительством США. Например, когда вы зашифровываете жесткий диск с помощью программы TrueCrypt, она может использовать для этого алгоритм шифрования AES. AES является общепризнанным стандартом, обеспечивающим практически полную безопасность, а его возможные слабые места – потенциальная восприимчивость к атакам методом «грубой силы» (для противодействия которым применяются достаточно сложные кодовые фразы) и недостатки защиты, связанные с другими аспектами WPA2.

Усеченный вариант защиты – TKIP, более старый протокол шифрования, используемый стандартом WPA. AES для Wi-Fi – более новое решение в части шифрования, применяемое в новом и безопасном стандарте WPA2. В теории на этом можно было бы закончить. Но на практике, в зависимости от вашего роутера, простого выбора WPA2 может оказаться недостаточно.

Хотя стандарт WPA2 для оптимальной защиты предполагает использование AES, он может использовать и TKIP – там, где требуется обратная совместимость с устройствами предыдущих поколений. При таком раскладе устройства, поддерживающие WPA2, будут подключаться в соответствии с WPA2, а устройства, поддерживающие WPA, будут подключаться в соответствии с WPA. То есть «WPA2» не всегда означает WPA2-AES. Тем не менее, на устройствах без явного указания опций «TKIP» или «AES» WPA2 обычно является синонимом WPA2-AES.
Аббревиатура «PSK» в полном наименовании этих опций расшифровывается как «pre-shared key» – ваша кодовая фраза (ключ шифра). Это отличает персональные стандарты от WPA-Enterprise, в котором используется RADIUS-сервер для выдачи уникальных ключей в больших корпоративных или правительственных сетях Wi-Fi.

Опции безопасности для сети Wi-Fi

Еще более сложно? Ничего удивительного. Но всё, что вам на самом деле нужно сделать – это найти в рабочем списке вашего устройства одну, обеспечивающую наибольшую защиту опцию. Вот наиболее вероятный список опций вашего роутера:

Open (risky) : в открытых сетях Wi-Fi нет кодовых фраз. Вам не следует устанавливать эту опцию – серьезно, вы можете дать повод полиции нагрянуть к вам в гости.
WEP 64 (risky) : старый стандарт протокола WEP легко уязвим, и вам не следует его использовать.
WEP 128 (risky) : это тот же WEP, но с увеличенной длиной шифровального ключа. По факту уязвим не менее, чем WEP 64.
WPA-PSK (TKIP) : здесь используется оригинальная версия протокола WPA (по сути – WPA1). Он не вполне безопасен и был заменен на WPA2.
WPA-PSK (AES) : здесь используется оригинальный протокол WPA, где TKIP заменен на более современный стандарт шифрования AES. Этот вариант предлагается как временная мера, но устройства, поддерживающие AES, почти всегда будут поддерживать WPA2, в то время как устройства, которым требуется WPA, почти никогда не будут поддерживать AES. Таким образом, эта опция не имеет большого смысла.
WPA2-PSK (TKIP) : здесь используется современный стандарт WPA2 со старым алгоритмом шифрования TKIP. Этот вариант не безопасен, и его достоинство заключается только в том, что он подходит для старых устройств, которые не поддерживают опцию WPA2-PSK (AES).
WPA2-PSK (AES) : это наиболее употребительная опция безопасности. Здесь используется WPA2, новейший стандарт шифрования для сетей Wi-Fi, и новейший протокол шифрования AES. Вам следует использовать эту опцию. На некоторых устройствах вы увидите опцию под названием просто «WPA2» или «WPA2-PSK», что в большинстве случаев подразумевает использование AES.
WPAWPA2-PSK (TKIP/AES) : некоторые устройства предлагают – и даже рекомендуют – такую смешанную опцию. Данная опция позволяет использовать и WPA, и WPA2 – как с TKIP, так и с AES. Это обеспечивает максимальную совместимость с любыми древними устройствами, которые у вас могут быть, но также дает хакерам возможность проникнуть в вашу сеть путем взлома более уязвимых протоколов WPA и TKIP.

Поскольку ваше устройство с возможностью подключения к сети Wi-Fi скорее всего моложе 11 лет, вы можете чувствовать себя спокойно, просто выбирая опцию WPA2-PSK (AES). Установив эту опцию, вы также сможете проверить работоспособность вашего устройства. Если устройство перестает работать, вы всегда сможете вернуть или обменять его. Хотя, если безопасность имеет для вас большое значение, вы можете просто купить новое устройство, произведенное не ранее 2006 г.

WPA и TKIP замедляют сеть Wi-Fi

Выбираемые в целях совместимости опции WPA и TKIP могут еще и замедлить работу сети Wi-Fi. Многие современные роутеры Wi-Fi, поддерживающие 802.11n или более новые и быстрые стандарты, будут снижать скорость до 54 Мбит/с, если вы установите на них опцию WPA или TKIP, – для обеспечения гарантированной совместимости с гипотетическими старыми устройствами.

Для сравнения, при использовании WPA2 с AES даже стандарт 802.11n поддерживает скорость до 300 Мбит/с, а стандарт 802.11ac предлагает теоретическую максимальную скорость 3,46 Гбит/с при оптимальных (читай: идеальных) условиях.
В большинстве роутеров, как мы уже убедились, список опций обычно включает в себя WEP, WPA (TKIP) и WPA2 (AES) – и, возможно, смешанную опцию режима максимальной совместимости WPA (TKIP) + WPA2 (AES), добавленную с лучшими намерениями.
Если у вас роутер необычного типа, который предлагает WPA2 или вместе с TKIP, или вместе с AES, выбирайте AES. Почти все ваши устройства точно будут с ним работать, к тому же более быстро и более безопасно. AES – простой и рациональный выбор.