Способы аутентификации беспроводного клиента

Защита беспроводных сетей, WPA: теория и практика (часть первая)

Тема безопасности беспроводных сетей по-прежнему остается актуальной, хотя уже достаточно давно существуют надежные (на сегодняшний момент, конечно же) методы защиты этих сетей. Разумеется, речь идет о технологии WPA (Wi-Fi Protected Access).

Большинство существующего на данный момент Wi-Fi оборудования имеет поддержку данной технологии, но, к сожалению, до сих пор в нашей лаборатории попадаются экземпляры, не знающие о WPA. Это более чем странно — заканчивается 2005 год, а некоторые производители до сих пор считают, что технология WEP спасет пользователей беспроводной сети от утечки информации. WEP уже давно устарела. На смену этой технологии пришел WPA, а также на горизонте виднеется новый стандарт 802.11i (некоторые производители преподносят его, как WPA2).

Технология WPA, призванная временно (в ожидании перехода к 802.11i) закрыть бреши WEP, состоит из нескольких компонентов:

• протокол 802.1x — универсальный протокол для аутентификации, авторизации и учета (AAA)
• протокол EAP — расширяемый протокол аутентификации (Extensible Authentication Protocol)
• протокол TKIP — протокол временнОй целостности ключей, другой вариант перевода — протокол целостности ключей во времени (Temporal Key Integrity Protocol)
• MIC — криптографическая проверка целостности пакетов (Message Integrity Code)
• протокол RADIUS

За шифрование данных в WPA отвечает протокол TKIP, который, хотя и использует тот же алгоритм шифрования — RC4 — что и в WEP, но в отличие от последнего, использует динамические ключи (то есть ключи часто меняются). Он применяет более длинный вектор инициализации и использует криптографическую контрольную сумму (MIC) для подтверждения целостности пакетов (последняя является функцией от адреса источника и назначения, а также поля данных).

RADIUS-протокол предназначен для работы в связке с сервером аутентификации, в качестве которого обычно выступает RADIUS-сервер. В этом случае беспроводные точки доступа работают в enterprise-режиме.

Если в сети отсутствует RADIUS-сервер, то роль сервера аутентификации выполняет сама точка доступа — так называемый режим WPA-PSK (pre-shared key, общий ключ). В этом режиме в настройках всех точек доступа заранее прописывается общий ключ. Он же прописывается и на клиентских беспроводных устройствах. Такой метод защиты тоже довольно секьюрен (относительно WEP), очень не удобен с точки зрения управления. PSK-ключ требуется прописывать на всех беспроводных устройствах, пользователи беспроводных устройств его могут видеть. Если потребуется заблокировать доступ какому-то клиенту в сеть, придется заново прописывать новый PSK на всех устройствах сети и так далее. Другими словами, режим WPA-PSK подходит для домашней сети и, возможно, небольшого офиса, но не более того.

В этой серии статей будет рассмотрена работа WPA совместно с внешним RADIUS-сервером. Но прежде чем перейти к ней, немного подробнее остановимся на механизмах работы WPA. А перед этим рассмотрим технологию WPA2.

Технология WPA являлась временной мерой до ввода в эксплуатацию стандарта 802.11i. Часть производителей до официального принятия этого стандарта ввели в обращение технологию WPA2, в которой в той или иной степени используются технологии из 802.11i. Такие как использование протокола CCMP (Counter Mode with Cipher Block Chaining Message Authentication Code Protocol), взамен TKIP, в качестве алгоритма шифрования там применяется усовершенствованный стандарт шифрования AES (Advanced Encryption Standard). А для управления и распределения ключей по-прежнему применяется протокол 802.1x.

Как уже было сказано выше, протокол 802.1x может выполнять несколько функций. В данном случае нас интересуют функции аутентификации пользователя и распределение ключей шифрования. Необходимо отметить, что аутентификация происходит «на уровне порта» — то есть пока пользователь не будет аутентифицирован, ему разрешено посылать/принимать пакеты, касающиеся только процесса его аутентификации (учетных данных) и не более того. И только после успешной аутентификации порт устройства (будь то точка доступа или умный коммутатор) будет открыт и пользователь получит доступ к ресурсам сети.

Функции аутентификации возлагаются на протокол EAP, который сам по себе является лишь каркасом для методов аутентификации. Вся прелесть протокола в том, что его очень просто реализовать на аутентификаторе (точке доступа), так как ей не требуется знать никаких специфичных особенностей различных методов аутентификации. Аутентификатор служит лишь передаточным звеном между клиентом и сервером аутентификации. Методов же аутентификации, которых существует довольно много:

• EAP-SIM, EAP-AKA — используются в сетях GSM мобильной связи
• LEAP — пропреоретарный метод от Cisco systems
• EAP-MD5 — простейший метод, аналогичный CHAP (не стойкий)
• EAP-MSCHAP V2 — метод аутентификации на основе логина/пароля пользователя в MS-сетях
• EAP-TLS — аутентификация на основе цифровых сертификатов
• EAP-SecureID — метод на основе однократных паролей

Кроме вышеперечисленных, следует отметить следующие два метода, EAP-TTLS и EAP-PEAP. В отличие от предыдущих, эти два метода перед непосредственной аутентификацией пользователя сначала образуют TLS-туннель между клиентом и сервером аутентификации. А уже внутри этого туннеля осуществляется сама аутентификация, с использованием как стандартного EAP (MD5, TLS), или старых не-EAP методов (PAP, CHAP, MS-CHAP, MS-CHAP v2), последние работают только с EAP-TTLS (PEAP используется только совместно с EAP методами). Предварительное туннелирование повышает безопасность аутентификации, защищая от атак типа «man-in-middle», «session hihacking» или атаки по словарю.

На рис.1 показана структура EAP кадра. Протокол PPP засветился там потому, что изначально EAP планировался к использованию поверх PPP туннелей. Но так как использование этого протокола только для аутентификации по локальной сети — излишняя избыточность, EAP-сообщения упаковываются в «EAP over LAN» (EAPOL) пакеты, которые и используются для обмена информацией между клиентом и аутентификатором (точкой доступа).

Схема аутентификации состоит из трех компонентов:

• Supplicant — софт, запущенный на клиентской машине, пытающейся подключиться к сети
• Authenticator — узел доступа, аутентификатор (беспроводная точка доступа или проводной коммутатор с поддержкой протокола 802.1x)
• Authentication Server — сервер аутентификации (обычно это RADIUS-сервер)

Теперь рассмотрим сам процесс аутентификации. Он состоит из следующих стадий:

1. Клиент может послать запрос на аутентификацию (EAP-start message) в сторону точки доступа
2. Точка доступа (Аутентификатор) в ответ посылает клиенту запрос на идентификацию клиента (EAP-request/identity message). Аутентификатор может послать EAP-request самостоятельно, если увидит, что какой-либо из его портов перешел в активное состояние.
3. Клиент в ответ высылает EAP-response packet с нужными данными, который точка доступа (аутентификатор) перенаправляет в сторону Radius-сервера (сервера аутентификации).
4. Сервер аутентификации посылает аутентификатору (точке доступа) challenge-пакет (запрос информации о подлинности клиента). Аутентификатор пересылает его клиенту.
5. Далее происходит процесс взаимной идентификации сервера и клиента. Количество стадий пересылки пакетов туда-сюда варьируется в зависимости от метода EAP, но для беспроводных сетей приемлема лишь «strong» аутентификация с взаимной аутентификацией клиента и сервера (EAP-TLS, EAP-TTLS, EAP-PEAP) и предварительным шифрованием канала связи.
6. На следующий стадии, сервер аутентификации, получив от клиента необходимую информацию, разрешает (accept) или запрещает (reject) тому доступ, с пересылкой данного сообщения аутентификатору. Аутентификатор (точка доступа) открывает порт для Supplicant-а, если со стороны RADIUS-сервера пришел положительный ответ (Accept).
7. Порт открывается, аутентификатор пересылает клиенту сообщение об успешном завершении процесса, и клиент получает доступ в сеть.
8. После отключения клиента, порт на точке доступа опять переходит в состояние «закрыт».

Описанный процесс проиллюстрирован на рис.3 (там показан один из простейших методов EAP):

Как видно из рисунка, для коммуникации между клиентом (supplicant) и точкой доступа (authenticator) используются пакеты EAPOL. Протокол RADIUS используется для обмена информацией между аутентификатором (точкой доступа) и RADIUS-сервером (сервером аутентификации). При транзитной пересылке информации между клиентом и сервером аутентификации пакеты EAP переупаковываются из одного формата в другой на аутентификаторе.

Детальное рассмотрение алгоритмов шифрования, а также методы генерации сессионных ключей шифрования, пожалуй, выходят за рамки данного материала, поэтому рассмотрю их лишь вкратце.

Первоначальная аутентификация производится на основе общих данных, о которых знают и клиент, и сервер аутентификации (как то логин/пароль, сертификат и т.д.) — на этом этапе генерируется Master Key. Используя Master Key, сервер аутентификации и клиент генерируют Pairwise Master Key (парный мастер ключ), который передается аутентификатору со стороны сервера аутентификации. А уже на основе Pairwise Master Key и генерируются все остальные динамические ключи, которым и закрывается передаваемый трафик. Необходимо отметить, что сам Pairwise Master Key тоже подлежит динамической смене.

Теперь перейдем от сухой теории к реальности, а именно реализации WPA в Windows XP. Нормальная поддержка WPA (с поддержкой AES) появилась, только начиная с windows service pack 2.

В закладке аутентификация доступны методы

• MD5-Challenge — самый примитивный и слабый, рассматривать не будем;
• PEAP (Protected EAP) позволяет производить аутентификацию на основе сертификатов или логина/пароля. Он нам интересен в первую очередь возможностью аутентификации пользователя, используя логин/пароль. При этом нам не требуется настраивать инфраструктуру открытых ключей (PKI). Достаточно подключить RADIUS-сервер к какой-либо базе (обычный файл, mysql, ldap) с хранящимися пользователями и производить аутентификацию пользователей по ней.
• Smart Card or Other Certificate — обычный EAP-TLS. Требует настроенной PKI, использует сертификаты для аутентификации клиентов. Более гибок (разумеется, после настройки PKI), чем аутентификация по логину/паролю. А также является единственным способом получить работающую связку беспроводных пользователей, работающих в Windows-домене.

Во второй части статьи будет рассмотрена настройка Windows-клиентов (Windows XP SP2), RADIUS-сервера (FreeRadius), и PKI на основе OpenSSL. Последние два компонента работают в операционной системе Gentoo Linux.

Источник

ИТ База знаний

Курс по Asterisk

Полезно

— Узнать IP — адрес компьютера в интернете

— Онлайн генератор устойчивых паролей

— Онлайн калькулятор подсетей

— Калькулятор инсталляции IP — АТС Asterisk

— Руководство администратора FreePBX на русском языке

— Руководство администратора Cisco UCM/CME на русском языке

— Руководство администратора по Linux/Unix

Навигация

Серверные решения

Телефония

FreePBX и Asterisk

Настройка программных телефонов

Корпоративные сети

Протоколы и стандарты

Методы аутентификации клиентов беспроводных сетей

Аутентификация в воздухе

Существует большое количество методов аутентификации клиентов беспроводных сетей при подключении. Эти методы появлялись по мере развития различных беспроводных технологий и беспроводного оборудования. Они развивались по мере выявления слабых мест в системе безопасности. В этой статье рассматриваются наиболее распространенные методы проверки подлинности.

Полный курс по Сетевым Технологиям

В курсе тебя ждет концентрат ТОП 15 навыков, которые обязан знать ведущий инженер или senior Network Operation Engineer

Открытая аутентификация

Стандарт 802.11 предлагал только два варианта аутентификации клиента: open authentication и WEP.

Open authentication-предполагает открытый доступ к WLAN. Единственное требование состоит в том, чтобы клиент, прежде чем использовать 802.11, должен отправить запрос аутентификации для дальнейшего подключения к AP (точке доступа). Более никаких других учетных данных не требуется.

В каких случаях используется open authentication? На первый взгляд это не безопасно, но это не так. Любой клиент поддерживающий стандарт 802.11 без проблем может аутентифицироваться для доступа к сети. В этом, собственно, и заключается идея open authentication-проверить, что клиент является допустимым устройством стандарта 802.11, аутентифицируя беспроводное оборудование и протокол. Аутентификация личности пользователя проводится другими средствами безопасности.

Вы, вероятно, встречали WLAN с open authentication, когда посещали общественные места. В таких сетях в основном аутентификация осуществляется через веб-интерфейс. Клиент подключается к сети сразу же, но предварительно должен открыть веб-браузер, чтобы прочитать и принять условия использования и ввести основные учетные данные. С этого момента для клиента открывается доступ к сети. Большинство клиентских операционных систем выдают предупреждение о том, что ваши данные, передаваемые по сети, не будут защищены.

Как вы понимаете, open authentication не шифрует передаваемые данные от клиента к точке доступа. В стандарте 802.11 определен Wired Equivalent Privacy (WEP). Это попытка приблизить беспроводную связь к проводному соединению.

Для кодирования данных WEP использует алгоритм шифрования RC4. Данный алгоритм шифрует данные у отправителя и расшифровывает их у получателя. Алгоритм использует строку битов в качестве ключа, обычно называемого WEP- ключом. Один кадр данных-один уникальный ключ шифрования. Расшифровка данных осуществляется только при наличии ключа и у отправителя, и у получателя.

WEP- это метод безопасности с общим ключом. Один и тот же ключ должен быть как у отправителя, так и получателя. Этот ключ размещается на устройствах заранее.

WEP-ключ также может использоваться в качестве дополнительного метода аутентификации, а также инструмента шифрования. Если клиент отправляет неправильный ключ WEP, он не подключится к точке доступа. Точка доступа проверяет знание клиентом ключа WEP, посылая ему случайную фразу вызова. Клиент шифрует фразу вызова с помощью WEP и возвращает результат точке доступа (АР). АР сравнивает шифрование клиента со своим собственным, чтобы убедиться в идентичности двух ключей WEP.

Длина WEP — ключей могут быть длиной 40 или 104 бита, представленные в шестнадцатеричной форме из 10 или 26 цифр. Как правило, более длинные ключи предлагают более уникальные биты для алгоритма, что приводит к более надежному шифрованию. Это утверждение не относится к WEP. Так как WEP был определен в стандарте 802.11 в 1999 году, и соответственно сетевые беспроводные адаптеры производились с использованием шифрования, специфичного для WEP. В 2001 году были выявлены слабые места WEP, и началась работа по поиску более совершенных методов защиты беспроводной связи. К 2004 году поправка 802.11i была ратифицирована, и WEP официально устарел. Шифрование WEP и аутентификация с общим ключом WEP являются слабыми методами защиты WLAN.

802.1x/EAP

При наличии только open authentication и WEP, доступных в стандарте 802.11, требовался более безопасный метод аутентификации. Аутентификация клиента обычно включает в себя отправку запроса, получение ответа, а затем решение о предоставлении доступа. Помимо этого, возможен обмен ключами сессии или ключами шифрования в дополнение к другим параметрам, необходимым для клиентского доступа. Каждый метод аутентификации может иметь уникальные требования как уникальный способ передачи информации между клиентом и точкой доступа.

Вместо того чтобы встроить дополнительные методы аутентификации в стандарт 802.11, была выбрана более гибкая и масштабируемая структура аутентификации-разработан расширяемый протокол аутентификации (EAP). Как следует из его названия, EAP является расширяемым и не состоит из какого-либо одного метода аутентификации. Вместо этого EAP определяет набор общих функций, которые применяют фактические методы аутентификации, используемые для аутентификации пользователей.

EAP имеет еще одно интересное качество: он интегрируется со стандартом управления доступом на основе портов стандарта IEEE 802.1X. Когда порт стандарта 802.1X включен, он ограничивает доступ к сетевому носителю до тех пор, пока клиент не аутентифицируется. Это означает, что беспроводной клиент способен связываться с точкой доступа, но не сможет передавать данные в другую часть сети, пока он успешно не аутентифицируется.

Open authentication и WEP аутентификация беспроводных клиентов выполняется локально на точке доступа. В стандарте 802.1 x принцип аутентификации меняется. Клиент использует открытую аутентификацию для связи с точкой доступа, а затем фактический процесс аутентификации клиента происходит на выделенном сервере аутентификации. На рисунке 1 показана трехсторонняя схема стандарта 802.1x, состоящая из следующих объектов:

• Клиент: клиентское устройство, запрашивающее доступ
• Аутентификатор: сетевое устройство, обеспечивающее доступ к сети (обычно это контроллер беспроводной локальной сети [WLC])
• Сервер аутентификации (AS): устройство, принимающее учетные данные пользователя или клиента и разрешающее или запрещающее доступ к сети на основе пользовательской базы данных и политик (обычно сервер RADIUS)

На рисунке клиент подключен к точке доступа через беспроводное соединение. AP представляет собой Аутентификатор. Первичное подключение происходит по стандарту open authentication 802.11. Точка доступа подключена к WLC, который, в свою очередь, подключен к серверу аутентификации (AS). Все в комплексе представляет собой аутентификацию на основе EAP.

Контроллер беспроводной локальной сети является посредником в процессе аутентификации клиента, контролируя доступ пользователей с помощью стандарта 802.1x, взаимодействуя с сервером аутентификации с помощью платформы EAP.

Далее рассмотрим некоторые вариации протокола защиты EAP

Первые попытки устранить слабые места в протоколе WEP компания Cisco разработала собственный метод беспроводной аутентификации под названием Lightweight EAP (LEAP). Для проверки подлинности клиент должен предоставить учетные данные пользователя и пароля.

Сервер проверки подлинности и клиент обмениваются челендж сообщениями, которые затем шифруются и возвращаются. Это обеспечивает взаимную аутентификацию. Аутентификация между клиентом и AS осуществляется только при успешной расшифровке челендж сообщений.

На тот момент активно использовалось оборудование, работавшее с WEP- протоколом. Разработчики протокола LEAP пытались устранить слабые места WEP применением динамических, часто меняющихся ключей WEP. Тем не менее, метод, используемый для шифрования челендж сообщений, оказался уязвимым. Это послужило поводом признать протокол LEAP устаревшим. Существуют организации, которые все еще используют данный протокол. Не рекомендуется подключаться к таким сетям.

EAP-FAST

EAP-FAST (Flexible Authentication by Secure Tunneling) безопасный метод, разработанный компанией Cisco. Учетные данные для проверки подлинности защищаются путем передачи зашифрованных учетных данных доступа (PAC) между AS и клиентом. PAC- это форма общего секрета, который генерируется AS и используется для взаимной аутентификации. EAP-FAST- это метод состоящий из трех последовательных фаз:

• Фаза 0: PAC создается или подготавливается и устанавливается на клиенте.
• Фаза 1: после того, как клиент и AS аутентифицировали друг друга обсуждают туннель безопасности транспортного уровня (TLS).
• Фаза 2: конечный пользователь может быть аутентифицирован через туннель TLS для дополнительной безопасности.

Обратите внимание, что в EAP-FAST происходят два отдельных процесса аутентификации-один между AS и клиентом, а другой с конечным пользователем. Они происходят вложенным образом, как внешняя аутентификация (вне туннеля TLS) и внутренняя аутентификация (внутри туннеля TLS).

Данный метод, основанный на EAP, требует наличие сервера RADIUS. Данный сервер RADIUS должен работать как сервер EAP-FAST, чтобы генерировать пакеты, по одному на пользователя.

Аналогично EAP-FAST, защищенный метод EAP (PEAP) использует внутреннюю и внешнюю аутентификацию, однако AS предоставляет цифровой сертификат для аутентификации себя с клиентом во внешней аутентификации. Если претендент удовлетворен идентификацией AS, то они строят туннель TLS, который будет использоваться для внутренней аутентификации клиента и обмена ключами шифрования.

Цифровой сертификат AS состоит из данных в стандартном формате, идентифицирующих владельца и «подписанных» или подтвержденных третьей стороной. Третья сторона известна как центр сертификации (CA) и известна и доверяет как AS, так и заявителям. Претендент также должен обладать сертификатом CA только для того, чтобы он мог проверить тот, который он получает от AS. Сертификат также используется для передачи открытого ключа на видном месте, который может быть использован для расшифровки сообщений из AS.

Обратите внимание, что только AS имеет сертификат для PEAP. Это означает, что клиент может легко подтвердить подлинность AS. Клиент не имеет или не использует свой собственный сертификат, поэтому он должен быть аутентифицирован в туннеле TLS с помощью одного из следующих двух методов:

• MSCHAPv2;
• GTC (универсальная маркерная карта): аппаратное устройство, которое генерирует одноразовые пароли для пользователя или вручную сгенерированный пароль;

EAP-TLS

PEAP использует цифровой сертификат на AS в качестве надежного метода для аутентификации сервера RADIUS. Получить и установить сертификат на одном сервере несложно, но клиентам остается идентифицировать себя другими способами. Безопасность транспортного уровня EAP (EAP-TLS) усиливает защиту, требуя сертификаты на AS и на каждом клиентском устройстве.

С помощью EAP-TLS AS и клиент обмениваются сертификатами и могут аутентифицировать друг друга. После этого строится туннель TLS, чтобы можно было безопасно обмениваться материалами ключа шифрования.

EAP-TLS считается наиболее безопасным методом беспроводной аутентификации, однако при его реализации возникают сложности. Наряду с AS, каждый беспроводной клиент должен получить и установить сертификат. Установка сертификатов вручную на сотни или тысячи клиентов может оказаться непрактичной. Вместо этого вам нужно будет внедрить инфраструктуру открытых ключей (PKI), которая могла бы безопасно и эффективно предоставлять сертификаты и отзывать их, когда клиент или пользователь больше не будет иметь доступа к сети. Это обычно включает в себя создание собственного центра сертификации или построение доверительных отношений со сторонним центром сертификации, который может предоставлять сертификаты вашим клиентам.

Онлайн курс по Кибербезопасности

Изучи хакерский майндсет и научись защищать свою инфраструктуру! Самые важные и актуальные знания, которые помогут не только войти в ИБ, но и понять реальное положение дел в индустрии

Источник