Исследование уязвимостей и угроз безопасности стандарта IEEE 802.11

DOI:

Прогресс и внедрение в жизнь человека разнообразных средств коммуникаций и устройств вывода получаемой информации постоянно растёт. Активно укрепляют свои позиции различные беспроводные технологии, такие как GSM, 3G, GPRS, Bluetooth, особо перспективно развитие беспроводных локальных сетей (WLAN).

Беспроводные сети развёртываются в государственных и образовательных учреждениях, в местах отдыха, на предприятиях, в общественных местах, а также возможно их применение домашними пользователями. Повышение степени комфортности жилья путём объединения всех его структур и объектов — основная идея создания Интернета вещей [1-4].

Стандарт IEEE 802.11 является одним из наиболее популярных стандартов беспроводной связи в мире и представлены на рисунке 1. Однако, как и любая другая технология, он не лишен уязвимостей и представляет определенные угрозы безопасности, которые необходимо учитывать при проектировании и эксплуатации беспроводных сетей.

Беспроводные стандарты Ethernet

	Пропускная способность	Диапазон частот	Радиус сети	Совместимость
802.11а	До 54 Мбит/с	5 ГГц	45,7 м (150 футов)	Нес совместим с 802.11b, 802.11g, или 802.11л
802.11b	До 11 Мбит/с	2.4 ГГц	91 м (300 футов)	Совместим с 802.11g
802.11g	До 54 Мбит/с	2.4 ГГц	91 м (300 футов)	Совместим с 802.11b
802.11n	До 600 Мбит/с	2.4 ГГц	250 м (984 фута)	Совместим с 802.11b и 802.11g
802.15.1 Bluetooth	До 2 Мбит/с	2.4 ГГц или 5 ГГц	10 м (30 футов)	Не совместим с другими стандартами 802.11

Рисунок 1. Стандарты IEEE 802.11 (источник:

.

Figure 1. IEEE 802.11 standards (source: .

Несмотря на то, что существует большое количество индивидуальных пользователей, наиболее высокий рост беспроводных технологий продолжает наблюдаться в организациях [5-9]. Компания Positive Technologies провела мониторинг сетевой активности в 60 компаниях, в 93% организаций были получены данные о подозрительной сетевой активности: сокрытии трафика, получение данных о пользователях, парольной политике с контроллера домена, а также высокий уровень попыток удалённого запуска процессов.

Проведение исследования уязвимостей и угроз безопасности стандарта IEEE 802.11 поможет выявить возможные слабые места в беспроводных сетях. Это также поможет повысить уровень безопасности беспроводных сетей и защитить конфиденциальную информацию компании от внешних угроз.

Таким образом, проведение исследования уязвимостей и угроз безопасности стандарта IEEE 802.11 является крайне актуальным и значимым для повышения степени защиты информационных систем и технологий.

ОСНОВНЫЕ УГРОЗЫ БЕЗОПАСНОСТИ БЕСПРОВОДНОГО СТАНДАРТА IEEE 802.11

Беспроводной стандарт IEEE 802.11 фактически является наборов спецификаций контроля доступа к среде на физическом и канальном уровнях модели OSI. Одной из главных проблем данного стандарта является его уязвимость для атак и иных несанкционированных действий, направленных на его функционирование и передаваемые данные [10-14].

К основными угрозам безопасности беспроводного стандарта IEEE 802.11 возможно отнести: нарушение конфиденциальности и аутентичности передаваемой информации, целостности передаваемых данных, контроль доступа к точке доступа, а также нарушение доступности (перехват трафика с последующим нарушением функционированием канала связи) [15-20].

Вопрос обеспечения конфиденциальности возможно решить с помощью шифрования сетевого трафика. Для решения данной проблемы в сетях Wi-Fi применяются протоколы защиты:

WEP – протокол шифрования, основанный на алгоритме шифрования RC4 (Rivest Chipher 4) с 40- и 104-битовым ключом, который складывается со сгенерированным вектором инициализации.

Несмотря на то, что WEP является наиболее старым механизмом защиты, и он может легко быть взломан, некоторые организации все еще используют его, так как они не могут использовать WPA2 из-за ограничений старых устройств.

Для протоколов шифрования WPA и WPA2 характерно использование криптографического алгоритма AES. Данные протоколы являются более надежными механизмами защиты, особенно WPA2, который считается наиболее безопасным за счёт использования алгоритма AES совместно с алгоритмом блочного шифрования CCMP. Однако, даже используя эти механизмы, возможны атаки на беспроводные сети, поэтому дополнительные меры безопасности должны использоваться, такие как ограничение доступа к сети только для авторизованных пользователей и использование VPN для дополнительной защиты данных [21-25].

Также последней разработкой стал протокол шифрования WEP3 (Рисунок 2), сохранивший алгоритм шифрования AES, но с заменой CCMP на GCMP. К тому же добавлено использование технологии SEA (Simultaneous Authentication of Equals).

В вопросах безопасности важную роль играет целостность информации, в рамках беспроводных сетей этого можно достигнуть с помощью проверки контрольной суммы (CRC- 32) (Рисунок 3) с шифрованием передаваемых данных алгоритмом RC4.

Рисунок 2. Протокол шифрования WEP (источник: sifrovania-besprovodnoj-seti-kakoj-vybrat/).

• Figure 2.    WEP encryption protocol (source: https://all-sfp.ru/tip-bezopasnosti-i-sifrovania-

• besprovodnoj-seti-kakoj-vybrat/).

bindex	Execution step	Binary format	Hex
		111111111 Initial Crc)	OxFF
	Crc = Initiol Crc * lnput_Doto	A
		1 1 0 0 0 0 0 11 Input-Data)	OxCl
0	Crc« 1	00111110	0x3 E
1	Crc «1	01 11110 0	0x7C
2	Crt« 1	[T| 1 1 1 1 0 0 0	0xF8
		Qi iioooo 110 0 10 111 ГО1К)	OxFO
	Crc = Crc A POLY		OxCB
|	Crc«l	00111011	0x38
4	Crc «1	01110110	0x76
5	Crc « 1	Ш11 о 11 о о	OxEC
	Crc = Crc * POLY	Щ1 0 110 0 0	0xD8
		11001011( POLY)	OxCB
6	Crc «1	00 0 10 0 1 1	0x13
7	Cre« 1	00 10 0 1 10	0x26
	Crc (Returned value)	01001100	Ox4C

Рисунок 3. Пример вычисления CRC (источник:

.

• Figure 3.    Example of CRC calculation (source:

Следует перечислить часто встречающимися уязвимости и угрозы стандарта IEEE 802.11 [26-30].

Поддельная или фальшивая точка доступа маршрутизатора. Уязвимость: SSID маршрутизатора. Если злоумышленник получает доступ к SSID маршрутизатора, то он может использовать специальное программное обеспечение для сканирования беспроводной сети на наличие уязвимостей и попытаться получить доступ к сети. Например, он может провести атаку перехвата трафика, подделки MAC-адресов или атаку отказа в обслуживании.

Несанкционированный доступ. Уязвимость: физическая незащищённость точки доступа или реализация различных атак на точку доступа. Получая доступ к целевому объекту физически или удалённо, злоумышленник может собирать различные данные, подменять их, загружать ПО, осуществлять атаки на протоколы защиты беспроводного стандарта. То есть преступник получает доступ как к информации в сети, так и к ресурсам сети.

Угрозы в сетях Ad-Hoc. Уязвимость: технические особенности функционирования сетевых устройств и процедуры создания беспроводного подключения. Сети Ad-Hoc являются динамическими и самоорганизующимися сетями, в которых устройства обмениваются информацией напрямую между собой, без использования централизованной инфраструктуры. В таких сетях существуют угрозы безопасности, связанные с перехватом и изменением данных, получением несанкционированного доступа к устройствам, а также перегрузкой сети, что может привести к снижению производительности или полной блокировки сети.

Прослушивание сети. Данная угроза может возникнуть из-за того, что сигнал беспроводной связи передается по радиоканалу и может быть перехвачен злоумышленником, который может получить доступ к конфиденциальной информации, передаваемой в сети.

Критическая уязвимость KRACK в протоколе защиты WPA2. Данная уязвимость позволяет злоумышленнику перехватывать и изменять трафик в беспроводной сети, а также получать доступ к зашифрованным данным. Это происходит из-за ошибки в процессе переустановки ключа WPA2, когда злоумышленник может использовать уязвимости, связанные с перезапуском ключа, для внедрения злонамеренного трафика в защищенную беспроводную сеть. Злоумышленник может внедрить злонамеренный трафик в беспроводную сеть, используя манипуляции с ключом шифрования, что позволяет ему перехватывать и изменять передаваемые данные [30-35].

Существует несколько методов борьбы с уязвимостями и угрозами беспроводного протокола IEEE 802.11:

• 1.    Обновление программного обеспечения: вендоры выпускают обновления для устройств, которые исправляют уязвимости, поэтому важно регулярно обновлять программное обеспечение на всех устройствах, использующих беспроводную сеть.

• 2.    Использование безопасных настроек: при настройке беспроводной сети необходимо использовать наиболее безопасные параметры, такие как использование сильных паролей и шифрование данных.

• 3.    Использование WPA2: WPA2 является наиболее безопасным протоколом для защиты беспроводной сети, поэтому его следует использовать вместо устаревших протоколов, таких как WEP.

• 4.    Использование сетевых устройств с поддержкой обнаружения и предотвращения атак: некоторые современные маршрутизаторы и точки доступа обладают функцией обнаружения и предотвращения атак, что может снизить уровень угроз для беспроводной сети.

• 5.    Использование VPN: виртуальная частная сеть (VPN) позволяет шифровать данные, передаваемые через беспроводную сеть, что делает их невозможными для перехвата злоумышленниками.

• 6.    Физическая защита устройств: защита беспроводных устройств от физического доступа также является важным мероприятием, так как злоумышленники могут получить доступ к устройствам и использовать их для атак на беспроводную сеть

• 7.    Использование сетевых анализаторов: сетевые анализаторы могут использоваться для обнаружения несанкционированного доступа и атак на беспроводную сеть.

В целом, комбинация этих методов может помочь защитить беспроводную сеть от уязвимостей и угроз. Однако важно понимать, что безопасность беспроводной сети является непрерывным процессом и требует постоянного обновления и улучшения мер защиты.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Стандарт IEEE 802.11, который определяет беспроводные технологии, имеет множество уязвимостей и угроз безопасности. Некоторые из них связаны с протоколами шифрования, аутентификации и управления доступом, а другие - с физическими атаками на устройства беспроводной сети. Безопасность беспроводной сети является важным вопросом и требует постоянного внимания со стороны пользователей и администраторов сети. Необходимо регулярное обновление программного обеспечения и использование современных методов защиты.