Аналіз актуальних проблем захисту користувачів у загальних мережах (стр. 2 из 3)

Розшифровка: метод встановлення зміненої інформації і приведення її до читаємого виду.

Ключ: цифровий код, який може використовуватись для шифрування і розшифрування інформації, а також для її підпису.

Шифр: будь-який метод шифрування даних.

Цифровий підпис: послідовність біт, що додається до повідомлення і забезпечує аутентифікацію і цілісність даних.

3. Стек протоколів і їх коротка характеристика

Тема безпеки бездротових мереж як і раніше залишається актуальною, хоча вже достатньо давно існують надійні ( на даний момент ) методи захисту цих мереж. Мова йде про технології WPA ( Wi-FiProtectedAccess ).

Більшість існуючого на даний момент Wi-Fi обладнання підтримує дану технологію. Незабаром буде введено в дію новий стандарт 802.11і (WPA2).

Технологія WPA, призначена тимчасово ( в очікуванні переходу до 802.11і) закрити недоліки попередньої технології WEP і складається з кількох компонентів:

- Протокол 802.1х – універсальний протокол для аутентифікації, авторизації і обліку (ААА );

- протокол EAP – розширюємий протокол аутентифікації ( ExtensibleAutentificationProtoсol);

- протокол TKIP – протокол часової цілісності ключів, інший варіант перекладу – протокол цілісності ключів в часі (TemporalKeyIntegrityProtocol);

- MIC – криптографічна перевірка цілісності пакетів (MessageIntegrityCode);

- протокол RADIUS.

За шифрування даних у WPA відповідає протокол TKIP, який використовує той же алгоритм шифрування – RC4, що і в WEP, але навідміну від нього використовує динамічні ключі ( тобто ключі часто міняються ). TKIP використовує криптографічну контрольну суму (MIC) для підтвердження цілісності пакетів.

RADIUS - протокол призначений для роботи в парі з сервером аутентифікації, в якості якого звичайно виступає RADIUS – сервер. В цьому випадку безпроводові точки доступу працюють в enterprise– режимі.

Якщо в мережі відсутній RADIUS – сервер, то роль сервера аутентифікації виконує сама точка доступу – так званий режим WPA-PSK ( загальний ключ ). В цьому режимі в настройках усіх точок доступу попередньо прописується загальний ключ. Він же прописується і на клієнтських безпроводових пристроях. Такий метод захисту достатньо надійний ( відносно WEP ), але досить незручний з точки зору управління. PSK - ключ необхідно прописувати на всіх безпроводових пристроях, користувачі яких його можуть бачити. При необхідності заблокувати доступ до мережі якомусь клієнту потрібно заново прописувати новий PSK на всіх пристроях мережі. Інакше кажучи, режим WPA-PSK підходить для домашньої мережі і, можливо, для невеликого офісу, але не більше.

Технологія WPA використовувалася тимчасово до вводу в дію стандарту 802.11і. Частина виробників до офіційного прийняття цього стандарту ввели у використання технологію WPA2, в якій в тій чи іншій мірі використовуються технології з 802.11і. Використання протоколу ССМР замість ТКІР в якості алгоритму шифрування там приміняється удосконалений стандарт шифрування AES ( AdvancedEncryptionStandard ). А для управління і розподілу ключів як і раніше протокол 802.1х.

Як вже було сказано, протокол 802.1х може виконувати кілька функцій. В моєму випадку нас цікавлять функції аутентифікації користувача і розподілу ключів шифрування. Слід відмітити, що аутентифікація виконується „на рівні порта”, - тобто доки користувач не буде аутентифікований, йому дозволено віправляти/приймати пакети, що стосуються тільки процесу його аутентифікації ( обліку даних ) і не більше. І тільки після успішної аутентифікації порт пристрою ( будь то точка доступу чи розумний комутатор ) буде відкритий і користувач отримає доступ до ресурсів мережі.

Функції аутентифікації покладаються на протокол ЕАР, який сам по собі є лише каркасом для методів аутентифікації. Вся перевага протоколу в тому, що його досить просто реалізувати на аутентифікаторі ( точці доступу ), так як їй не потрібно знати ніяких специфічних особливостей різних методів аутентифікації. Аутентифікатор служить передаточним ланцюгом між клієнтом і сервером аутентифікації. Самих методів аутентифікації існує достатньо багато:

- EAP-SIM, EAP-AKA – використовується в мережах GSM мобільного зв”язку;

- LEAP – пропреоретарний метод від Siscosystems;

- EAP-MD5 – простіший метод, аналогічний СНАР ( не стійкий );

- EAP-MSCHAPV2 – метод аутентифікації на основі логін – пароля користувача в МS – мережах;

- EAP-TLS – аутентифікація на основі цифрових сертифікатів;

- EAP-SecureID – метод на основі однократних паролів.

Крім перерахованих слід відмітити наступні два методи, EAP-TTLS і EAP-PEAP. На відміну від попередніх, ці два методи перед безпосередньою аутентифікацією користувача спочатку утворюють TLS – тунель між клієнтом і сервером аутентифікації. А вже всередині цього тунеля здійснюється сама аутентифікація, з використанням як стандартного ЕАР ( MD5, TLS ), чи старих не – ЕАР методів ( РАР, СНАР, MS-CHAP, MS-CHAPv2 ), останні працюють тільки з EAP-TTLS ( РЕАР використовується тільки сумісно з ЕАР методами ). Попереднє тунелювання підвищує безпеку аутентифікації, захищаючи від атак типу “man-in-middle”, “sessionhihacking” чи атаки по словнику.

На рис.1 показана структура ЕАР кадра. Протокол РРР засвітився там тому, що ізначально ЕАР планувався до використання поверх РРР тунелей. Але так як використання цього протоколу тільки для аутентифікації по локальній мережі – зайва збитковість, ЕАР – повідомлення упаковуються в „ЕАР overLAN” (EAPOL) пакети, які і використовуються для обміну інформацією між клієнтом і аутентифікатором ( точкою доступу ).

Рис.1 структура ЕАР кадра

Рис.2. 802.1 в дії

4. Варіант застосування аутентифікації в безпроводових комп”ютерних мережах

Схема аутентифікації складається з трьох компонентів:

- Supplicant– софт, запущений на клієнтській машині, який намагається підключитись до мережі;

- Autentificator – вузол доступу, аутентифікатор ( безпроводова точка доступу чи провідний комутатор з підтримкою протоколу 802.1х );

- AutentificationServer – сервер аутентифікації ( звичайно це RADIUS – сервер ).

Розглянемо сам процес аутентифікації. Він складається з наступних стадій:

1. Клієнт може відправити запит на аутентифікацію ( EAP-startmessage) в напрямку точки доступу.

2. Точка доступу ( аутентифікатор ) у відповідь посилає клієнту запит на ідентифікацію клієнта ( EAP-request/identitymessage ). Аутентифікатор може відіслати EAP-request самостійно, якщо побачить, що який-небудь з його портів перейшов в активний стан.

3. Клієнт у відповідь посилає EAP-responsepacket з необхідними даними, які точка доступу ( аутентифікатор ) перенаправляє в бік RADIUS – сервера ( сервера аутентифікації ).

4. Сервер аутентифікації посилає аутентифікатору challenge-пакет (запит інформації про справжність клієнта ). Аутентифікатор пересилає його клієнту.

5. Далі здійснюється процес взаємної ідентифікації сервера і клієнта. Кількість стадій пересилки пакетів туди-сюди варіює в залежності від метода ЕАР, але для безпроводових мереж підходить лише “strong” аутентифікація зі взаємною аутентифікацією клієнта і сервера ( EAP-TLS, EAP-TTLS, EAP-PEAP ) і попереднім шифруванням каналу зв”язку.

6. На наступній стадії, сервер аутентифікації, отримавши від клієнта необхідну інформацію, дозволяє ( accept ) чи забороняє ( reject ) тому доступ, з пересилкою даного повідомлення аутентифікатору. Аутентифікатор відкриває порт для Supplicant-a, якщо зі сторони RADIUS – сервера прийшла позитивна відповідь ( accept ).

7. Порт відкривається, аутентифікатор пересилає клієнту повідомлення про успішне завершення процесу і клієнт отримує доступ в мережу.

8. Після відключення клієнта, порт на точці доступа знову переходить у стан „закрито”.

Описаний процес проілюстровано на рис.3 ( один з найпростіших методів ЕАР ):

Рис.3. Процес аутентифікації

Як видно з рисунка, для комунікації між клієнтом ( supplicant ) і точкою доступу ( autentificator ) використовуються пакети EAPOL. Протокол RADIUS використовується для обміну інформацією між точкою доступу і RADIUS-сервером. При транзитній пересилці інформації між клієнтом і сервером аутентифікації пакети ЕАР переупаковуються з одного формата в інший на аутентифікаторі.

Першочергова аутентифікація здійснюється на основі загальних даних, про які знають і клієнт, і сервер аутентифікації ( логін-пароль, сертифікат тощо ) – на цьому етапі генерується MasterKey. Використовуючи MasterKey, сервер аутентифікації і клієнт генерують парний майстер-ключ ( PairwiseMasterKey ), який передається аутентифікатору зі сторони сервера аутентифікації. А вже на основі PairwiseMasterKey і генеруються всі інші динамічні ключі, яким і закривається передаваємий трафік. Необхідно відмітити, що сам PairwiseMasterKey теж динамічно змінюється.

Кілька слів про цифрові сертифікати, а точніше про РКІ.

PublicKeyInfrastructure ( PKI ) – інфраструктура відкритих ключів. РКІ забезпечує створення цифрових сертифікатів (по заздалегідь заданим правилам), управління ними, видача їх суб”єктам і відклик (анулювання). Крім того, РКІ забезпечує можливість перевірки валідності сертифікатів. Інфраструктура базується на криптографії з відкритим ключем. А вона, в свою чергу, дає можливість, маючи на руках пари ключів ( відкритий і особистий ), шифрувати інформацію одним з цих ключів так, щоб розшифрувати її можна було тільки іншим ключем.

Наприклад, зашифрувавши інформацію особистим ключем ( який є тільки у власника і нікому не передається ), її можна розшифрувати відкритим, загальнодоступним ключем ( це називається асиметричним шифруванням ). Тим самим засвідчується, що інформація прийшла саме до власника закритого ключа і ні від кого іншого. І навпаки, можна зашифрувати інформацію відкритим ключем власника і відіслати її отримувачу. Навіть якщо хтось по дорозі перехопить повідомлення, він не зможе його прочитати, так як не володіє особистим ключем отримувача.

Для посвідчення особи власника відкритого ключа використовують цифрові сертифікати, що тягнуть за собою всю інфраструктуру РКІ. Сертифікати складають певну інформацію, що дозволяє однозначно засвідчити особу власника ( точніше, підтвердження особи власника приходить від третьої сторони ).