Wpa Good So Vortrag

IEEE 802.11i Steffen Ortmann

28-Jan-05 [email protected]

System Chair BTU Cottbus

Seminar on Car-2-Car Communication (C2CC)

Steffen Ortmann

Gliederung 1. Zielsetzungen von Sicherheitsmechanismen 2. Standard 802.11 (WEP und seine Schwächen) 3. Erste Nachbesserungen 4. TKIP und WPA 5. 802.11i und AES 6. Fazit

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Zielsetzungen •

Zugangsschutz

•

Identifizierung

•

Seriösität

•

Vertraulichkeit

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Arbeitsweise von WEP •

24 Bit Initialisierungsvektor (IV) + WEP-Schlüssel erzeugen pseudo-zufällige Folge von Bytes

•

XOR-Verknüpfung mit dem Datenpaket

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Schwächen von WEP •

Hauptschwäche: viel zu kurzer IV (24 Bit)  bei 11 Mbit: Wiederholung alle 11h

•

‘Schwache‘ IV‘s  IV‘s werden in jedem Paket übertragen

•

Challenge Response Verfahren  Zugangskontrolle bietet Angriffgelegenheiten

•

Keine dynamische Schlüsselverteilung

•

CRC ist kein Schutz vor unentdeckter Veränderung

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Erste Nachbesserungen (WEPplus) •

Überlegung, dass die Schwachen IV-Werte bekannt sind

•

Beim Verschlüsseln werden Sie einfach übersprungen

•

Angreifer muss dann wieder den gesamten Datenverkehr mitschneiden

•

 WEPplus ist nur eine leichte Verbesserung

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Erste Nachbesserungen (EAP/802.1x) •

Zentrale Änderung: dynamische Aushandlung von WEPSchlüsseln

•

Verfahren: Extensible Authentication Protocol (EAP)

•

Ursprünglich nur zur Authentifizierung gedacht

•

Nebennutzen: Möglichkeit, Sitzungsschlüssel zu installieren

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Arbeitsweise von EAP/802.1x

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Vor-/Nachteile von EAP/802.1x •

Rekeying jederzeit möglich

•

“Wilde“ Access Points lassen sich erkennen

•

Server und Client kennen gegenseitige Authentizität

•

Komplexität des RADIUS-Servers

•

Keine Mindestmenge an unterstützten Verfahren festgelegt

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TKIP und WPA •

IEEE gründete Task Group für 802.11i  Standardausarbeitung dauert mehrere Jahre

•

WiFi-Alliance hat Wifi Protected Access (WPA) definiert

•

Wichtige und bereits geklärte Details wurden dafür aus 802.11i herausgenommen   

TKIP(Temporal Key Integrity Protocol) und Michael als WEP Ersatz Standardisiertes Handshake-Verfahren für die Schlüsselübertragung Aushandlung des Verschlüsselungsverfahrens

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Arbeitsweise von TKIP

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Vorteile von TKIP gegenüber WEP •

Michael-Hash verbessert den Schutz vor Verfälschung

•

Streng monotoner IV schützt vor Replay-Attacken • Pakete mit bereits benutztem IV werden verworfen

•

Erzeugt keine schwachen RC4-Schlüssel

•

48 Bit Initialisierungsvektor

•

Gleiche IV`s verschiedener Sender ergibt nicht identische RC4Schlüssel (MAC-Adresse wird eingerechnet)

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Arbeitsweise des Key-Handshake

 Reykeying ist nun jederzeit möglich!

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Verhandlung des Verschlüsselungsverfahrens •

Bei WEP: feste Schlüssellänge, 1 Bit zur Anzeige von WEP

•

WPA definiert Info-Element welches folgendes enthalten kann:   

Verschlüsselungsverfahren für Broadcasts (Group-Keys) Liste von Verschlüsselungsverfahren für den Pairwise Key  WEP ist nicht erlaubt! Liste von Authentifizierungsverfahren 

EAP/802.1x oder PSK

•

Access Point sendet dieses Info-Element mit seinen Beacons aus

•

Bei der Anmeldung antwortet der Client mit einem Info-Element  mit 802.11i wurde AES/CCM-Verfahren mit hinzugenommen

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802.11i und AES •

Mitte 2004 wurde 802.11i von IEEE verabschiedet

•

Neues Verschlüsselungsverfahren AES-CCM

•

802.11i standardkonforme Hardware muss AES unterstützen, TKIP ist optional

•

Zusatz CCM bezieht sich auf die Art, wie AES auf WLAN-Pakete angewendet wird

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Eigenschaften von AES-CCM •

Block-Chiffre (16 Byte)

•

AES erzeugt unterschiedliche Schlüsseltexte von gleichen Klartextdaten

•

AES benutzt 128-Bit Schlüssel

•

CCM ist voll symmetrisch  Deutlich unkomplizierter als TKIP

•

CCM benutzt 48 Bit IV

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Arbeitsschema von AES-CCM

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Prä-Authentifizierung und PMK-Caching • Bei schnelleren Anwendungen (z.B. VoIP) sind Unterbrechungen von wenigen 100 Millisekunden schon störend  vollständige Authentifizierung inklusive Schlüsselverhandlung kann deutlich länger dauern  Einführung des PMK-Caching • PMK (Pairwise Master Key)  Ist das nach der Authentifizierung vorhandene Master Secret

• Annahme: Der Client bewegt sich zwischen mehreren Access Points.  Muss er sich jedes mal neu anmelden? System Chair BTU Cottbus,

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Prä-Authentifizierung und PMK-Caching • Access Point kann das PMK mit einer Kennung versehen  PMKID • Bei Wiederanmeldung des Client fragt er über die PMKID, ob dieses PMK noch gültig ist  Wenn ja, kann die Authentifizierung übersprungen werden • Bei PSK-basierten LANs nicht nötig, da die PMK ja überall bekannt und gleich ist.

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Fazit • WEP beinhaltet große Schwächen • Kurzfristige Lösungsversuche waren wenig wert • Zwischenschritt zu WPA deutlich besser  Basiert aber immer noch auf RC4

• Erst mit 802.11i wurde durch AES ein wirklich sicheres Verschlüsselungsverfahren eingefügt.  genügt auch den Federal Information Standards (FIPS)

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Quellen 802.11i-Accepted Draft_D10.0.pdf „Local and metropolitan area networks—Specific requirements“. (2004) Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc., New York, USA. VLWLanSecurityschaefer.ppt „Security of IEEE 802.11“ (2004) Prof Dr.-Ing Adam Wolisz Technische Universität Berlin „LANCOM Techpaper WPA und 802.11i“. (2004) LANCOM Systems GmbH, Würselen, Deutschland. (www.lancom.de)

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