Безопасность беспроводных сетей стандарта 802.11. Угрозы, атаки и методы защиты

1. Безопасность беспроводных сетей стандарта 802.11. Угрозы, атаки и методы защиты Антон Карпов toxa@toxahost.ru http://www.toxahost.ru Слака - рип

2. 1. Введение в беспроводные сети. История, основные стандарты, топология. 2. Вопросы безопасности беспроводных сетей. Конфиденциальность, целостность, доступность данных, контроль доступа. 3. Методы обнаружения и сбора информации о беспроводных сетях. Технология wardriving. 4. Протокол WEP. Принцип работы, фундаментальные уязвимости. Утилиты для взлома WEP-ключа. 5. Альтернативные методы защиты сети и их обход. 6. Атаки на клиентов и AP в беспроводных сетях. DoS-атаки. Атаки “man in the middle”. Внедрение пакетов. 7. Стандарт безопасности 802.11i. WPA/WPA2. 8. Беспроводные сети в СПб. Статистика

3. IEEE 802.11 Стандарты передачи данных: 802.11legacy – 1997 г., 2,4 ГГц, 2 Мбит/с 802.11b – 1999 г., 2,4 ГГц, 11 Мбит/с 802.11a – 1999 г., 5 ГГц, 54 Мбит/с 802.11g – 2003 г., 2,4 ГГц, 54 Мбит/с 802.11n – 2004 г., 540 Мбит/с - “Wi-Fi” изначально – только 802.11b - зависимость скорости от мощности сигнала - интерференция (потому несколько каналов) - есть и “нестандартные” стандарты (802.11b+, 802.11-turboG, и т.п.)

4. IEEE 802.11g - 14 перекрывающихся каналов. В США используются 1-11. 2412 Мгц – 2477 Мгц. - 1, 6, 11, 14 – не перекрываются, если “ширина” канала < 5 Гц (не специфицируется) - Скорости: 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54 Мбит/сек, в зависимости от мощности - Обратно совместим с 802.11b - В Европе используются каналы 1-13, но с ограничением мощности выходного сигнала

5. Топология WLAN Infrastructure (managed) Wired LAN Client 1 Client 2 Access Point ... Client N Ad-Hoc Client 2 Client 1

6. Идентификация WLAN SSID – идентификатор сети (AP) BSSID – MAC-адрес AP Channel – на котором работает сеть Beacon frame – информационный широковещательный фрейм. Передается AP регулярно, на минимальной скорости. Содержит информацию о сети. Фреймы: информационные и управляющие (auth, deauth, assoc, deassoc).

7. Диаграмма состояний клиента WLAN Client Access Point Probe request Probe response Authentication request Auth response Assotiation request Assoc response Data transfer

8. Безопасность WLAN • Конфиденциальность • Контроль доступа • Целостность данных • Доступность данных Как защитить сеть от: • Прослушивания трафика • Модификации трафика • Неавторизованного доступа • Изначально: WEP (Wired Equivalent Privacy) • 2002 год: WPA (Wireless Protected Access) • 802.11i: WPA2 (RC4 -> AES) Плюс дополнительные методы (IPSec, SSL-туннели)

9. Обнаружение WLAN ((( Wardriving ))) Beacon frames – информационные широковещательные фреймы, содержащие информацию о сети: • SSID • BSSID (AP MAC) • Тип сети • Наличие шифрования • Беспроводной сниффер • GPS-приемник • Беспроводная сетевая карта • Портативный ПК

11. Беспроводные снифферы • Пассивные: Kismet • Активные (сканеры): Netstumbler Принцип работы пассивных снифферов: Перевод карты в RFMON (Monitor mode) + Channel Hopping RFMON: карта принимает все фреймы и отправляет их непосредственно ОС. Требуется поддержка firmware! Channel Hopping – последовательное переключение между каналами

12. Беспроводные снифферы (2) Принцип работы активных сканеров: Посылка Probe request-фреймов с SSID “” (ANY) на все доступные каналы. Ожидание и анализ ответов от AP. Метод требует отправки фреймов, поэтому: - вардрайвер позволяет обнаружить себя; - зона покрытия будет меньше чем при пассивном методе (при прочих равных условиях)

13. Демонстрация - 1 Дано: беспроводная сеть • Демонстрация работы Kismet • Демонстрация работы анализатора пакетов (Ethereal/Wireshark)

14. Протокол WEP Защитить трафик от чтения злоумышленником Защитить от бесконтрольного доступа к ресурсам сети Защитить передаваемые данные от модификации. • 40 bit (104 bit) – секретный ключ (K) • 24 bit – вектор инициализации (IV) RC4(K,IV) – traffic key (T) O – незашифрованные данные CRC - для контроля целостности, M = <CRC(O),O> P – зашифрованные данные, P = T XOR M [IV,P] – передается по сети

15. Протокол WEP (2) Источник: www.phptr.com

16. Протокол WEP: уязвимости • Потоковый шифр (RC4): нельзя использовать дважды один и тот же IV. Но 24 бита – мало! • CRC линеен и высчитывается без учета IV 2001. Scott Fluhrer, Itzik Mantin, Adi Shamir: FMS-атака 2002 год: улучшенная FMS-атака 2004 год: новые методики (Korek Attack). Aircrack. Есть масса утилит для взлома ключа Средне нагруженная сеть, защищенная WEP-ключом, вскрывается за 1-2 часа.

17. Протокол WEP: уязвимости (2) Для вскрытия ключа можно не только перехватывать пакеты. Да и ключ не всегда необходимо вскрывать, ведь... • Внедрение пакетов без аутентификации • Расшифровка сообщений без ключа • Модификация зашифрованных пакетов • Фальшивая аутентификация (спуфинг) WEP НИ ОТ ЧЕГО НЕ ЗАЩИЩАЕТ. Он полностью несостоятелен.

18. Другие методы “защиты” • Hidden SSID – SSID все равно передается при подключении легитимного клиента; • MAC filtering – можно подделать MAC легитимного клиента, отключить arp на интерфейсе и спокойно работать; Существующий инструментарий позволяет: - взламывать WEP-ключи - внедрять в сеть пакеты - рассылать поддельные управляющие фреймы

19. Атаки на беспроводные сети • На субъект сетевого взаимодействия • На канал связи • Уязвимости точки доступа, клиентского ПО • Перехват и модификация трафика (“man-in-the-middle”) • Подключение неавторизованных субъектов • Внедрение ложной AP (“Evil Twin”) • Атаки на отказ в обслуживании • Атаки на клиентские станции Любой субъект, находящийся в зоне действия сети и имеющий необходимое оборудование – потенциальный злоумышленник

20. Уязвимости реализации 802.11 • Драйверы ужасного качества в плане безопасности • Август 2006, BlackHat Conference. Получение удаленного контроля над клиенской станцией, которая даже не ассоциирована с какой-либо сетью. Из-за уязвимости в драйвере беспроводного устройства • Вендоры не следят за безопасностью, качеством кода драйверов, но не стремятся открывать спецификации. Так было в свое время с ethernet-картами. Открытые драйверы! STOP BLOB!!!

21. Демонстрация - 2 Дано: беспроводная сеть, защищенная WEP • Демонстрация взлома WEP-ключа “пассивным” и “активным” методами, с использованием утилит aircrack и airodump. • Демонстрация внедрения пакетов (ARP injection, Interactive packet reply) • Демонстрация фальшивой аутентификации и деассоциации (fake authentication, fake deassotiation attack)

22. Защита WLAN: 802.11i • 2002 год: из-за несостоятельности WEP досрочно ратифицируют WPA • 2004 год: ратифицируют 802.11i, в состав которого входит WPA2 WPA = {802.1X + EAP + TKIP + MIC + (RADIUS)} WPA-PSK = {802.1X + EAP + TKIP + MIC} • 802.1x – протокол авторизации • EAP – Extensible Authentication Protocol • TKIP - “замена” WEP • В WPA2 вместо TKIP – CCMP (Counter-Mode CBC MAC Protocol), использующий AES • MIC - “замена” CRC

23. Уязвимости 802.11i? • EAP – набор протоколов. EAP-TTLS надежен. LEAP (Lightweight EAP) – нет. • WPA-PSK – возможность атаки на парольную фразу по словарю “WPA cracking tools” против WPA-PSK и LEAP • Уязвимый RADIUS-сервер? • Уязвимости в прикладном ПО? (wpa_supplicant)

24. Защита WLAN: другие средства • IPSec-туннели • Использование SSL/TLS (HTTPS, SSH) • Использование WIDS (Wireless Intrusion Detection Systems) Wireless IDS: • Обнаружение неавторизованных точек доступа • Обнаружение атак на втором и третьем уровнях модели OSI Невозможно: - обнаружить факт перехвата пакетов (сниффинг) - производить активные действия (будучи в RFMON) (правда, есть патчи к некоторым драйверам)

25. Защита WLAN: особенности • Клиент и точка доступа должны авторизовать друг друга • Профиль безопасности клиента должен перемещаться вместе с клиентом (IAPP) IPSec, SSL/TLS – НЕ обеспечивают аутентификацию AP и клиента на 2 уровне модели OSI

26. Проект “Spb Wireless database” http://www.toxahost.ru/wifidb • База данных точек доступа по результатам “боевых выездов” • Интерактивное представление на карте местности (Google Maps) • Интерфейс поиска в БД • Поиск по району города • Поиск по GPS-координатам, в заданном радиусе • Поиск определенной сети (тип, SSID, канал)

27. Сети СПб на Google Maps Незащищенные сети Плохо защищенные сети Хорошо защищенные сети

28. Сети СПб на Google Maps (2)