Phương thức bảo mật EAP WPA

Phương thức bảo mật EAP WPA

CÔNG NGHỆ EAP/WPA  Lời mở đầu: 1 Mạng viễn thông mà tiêu biểu là internet cung cấp rất nhiều những dịch vụ tiện ích khác nhau, từ Chat, efmail, VoIP, đến các thông tin khoa học, kinh tế giáo dục và dần dần, truy nhập internet đã trở thành một nhu cầu không thể thiếu đối với mọi người. Trước đây, để có thể kết nối Internet, người sử dụng cần phải truy nhập từ một vị trí cố định thông qua một máy tính có thể kết nối vào mạng. Điều này đôi khi gây ra rất nhiều bất cập cho người sử dụng khi đang di chuyển hoặc ở một vị trí không có điều kiện kết nối. Xuất phát từ yêu cầu mở rộng mạng Internet để thân thiện hơn với người sử dụng, mạng cục bộ không dây (Wireless Local Area Network) đã được nghiên cứu và triển khai ứng dụng trong thực tế. Mạng không dây mang lại cho người dung sự tiện lợi bởi tính cơ động, không phụ thuộc vào dây nối và người dùng mạng không dây có thể truy nhập mạng tại bất cứ vị trí nào, miễn là nơi đó có các điểm truy nhập. Tuy nhiên, trong mạng không dây cũng tồn tại những nguy cơ rất lớn về an ninh mạng, những lỗ hổng cho phép Hacker có thể xâm nhập vào hệ thống để ăn cắp thông tin hoặc phá hoại. Vì vậy, khi nghiên cứu và triển khai các ứng dụng công nghệ WLAN, người ta đặc biệt quan tâm tới tính bảo mật, an toàn thông tin của nó. Từ những nhu cầu đó, đề tài “ Phương thức bảo mật EAP/WPA” đã hướng tới những nghiên cứu về bảo mật cho mạng WLAN và những giải pháp để xây dựng mạng WLAN an toàn và hiệu quả, giúp cho người dùng có thể yên tâm hơn khi lưu trữ hoặc trao đổi các tài nguyên trên mạng Internet . Trong quá trình thực hiện báo cáo này, em thay nhóm xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Văn Thiên Hoàng, người đã nhiệt tình giúp đỡ và chỉ bảo nhóm em trong suốt quá trình làm chuyên đề. Do thời gian chuẩn bị có hạn nên không thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được sự đóng góp quí báu của thầy và các bạn để bài báo cáo được hoàn thiện hơn nữa. Em thay mặt nhóm xin chân thành cảm ơn! 2 PHẦN MỞ ĐẦU: CẤU TRÚC ĐỀ TÀI: CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ GIAO THỨC XÁC THỰC EAP Giới thiệu về giao thức xác nhận EAP, cấu trúc EAP, cách thức hoạt động của giao thức EAP. Nêu mô hình xác thực bằng EAP thông qua RADIUS server. CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ WPA Khái niệm về WEP và sự cải tiến từ chuẩn WEP được thay chuẩn bằng WPA. Thuật toán mã hóa RC4 được kế thừa từ những thuật toán cổ điển: hoán vị và thuật toán thay thế. Nêu về TKIP giao thức toàn vẹn khoá, nêu những công nghệ thuật toán sử dụng TKIP. CHƯƠNG III: CÔNG NGHỆ EAP/WPA TRONG WIRELESS Mô tả tổng quan về cách xác thực EAP/WPA. Nêu rõ sự kết hợp của chúng với nhau tạo thành khối bảo mật trong WIRELESS. Ứng dụng trong hiện tại. CHƯƠNG IV: DEMO Sơ lược về cách hoạt động của EAP/WPA xem xét cách hoạt động của chúng. Chi tiết cấu hình máy chủ phụ trợ chứng thực RADIUS server và cấu hình ACCESS POINT. THUẬT NGỮ ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG BÀI EAP Extensible Authentication Protocol RC4 Rivest Cipher 4 WPA WiFi Protected Access OTP One Time Password TKIP Temporal Key Integrity Protocol MIC Message Integrity Check AP Access Point PSK Pre Share Key AAA Authentication, Authorization, Accounting 3 CHƯƠNG I: Giao thức EAP 1. Sơ lược EAP: Giao thức mở rộng EAP (Extensible Authentication Protocol): giao thức xác thực hỗ trợ nhiều phương thức xác thực. Hoạt động ở tầng DATA LINK. EAP được dùng trên các liên kết chuyên dụng, cũng như các mạch chuyển đổi có dây và không dây. EAP đang được triển khai trên các máy chủ và các thiết bị định tuyến thông qua chuyển mạch hay dial up dùng PPP EAP cũng được thực hiện với các thiết bị chuyển mạch và điểm truy cập (access point) dùng IEEE 802. Giao thức chứng thực mở rộng EAP là giao thức hỗ trợ, bảo đảm an ninh trong khi trao đổi các bản tin chứng thực giữa các bên bằng các phương thức mã hóa thông tin chứng thực. EAP có thể hỗ trợ, kết hợp với nhiều phương thức chứng thực của các hang 8 khác nhau, các loại hình chứng thực khác nhau, ví dụ ngoài user/password như chúng thực hiện bằng đặc điểm sinh học, bằng thẻ chip, thẻ từ, bằng khóa công khai… Kiến trúc cơ bản của EAP được thể hiện rõ ở hình sau, nó được thiết kế để vận hành trên bất kỳ lớp đường dẫn nào và dùng bất cứ phương thức xác thực nào. KIẾN TRÚC EAP CƠ BẢN 4 1.1 BẢN TIN EAP: Giải thích: Gồm có 4 trường: CODE, IDENTIFIER, LENGTH, DATA CODE: là trường đầu tiên trong bản tin, là một byte dài dài và xác định loại bản tin của EAP. Nó thường được dùng để thể hiện trường dữ liệu của bản tin. IDENTIFIER: là một byte dài. Nó bao gồm một số nguyên không dấu được dùng để xác định các bản tin yêu cầu và trả lời. Khi truyền lại bản tin thì vẫn là các số identify đó, nhưng việc truyền mới thì dùng các số identify mới. LENGTH: có giá trị là 2 byte dài. Nó chính là chiều dài của toàn bộ bản tin bao gồm các trường Code, Identifier, Length và Data. DATA: là trường cuối cùng có độ dài thay đổi. Phụ thuộc vào loại bản tin, trường dẽ liệu có thể là các byte không. Cách thể hiện của trường dữ liệu được dựa trên giá trị của trường Code. 1.2 EAP REQUEST AND RESPONSE Trao đổi chứng thực mở rộng EAP bao gồm các bản tin yêu cầu và trả lời. Nơi tiếp nhận chứng thực (Authenticator) gửi một yêu cầu tới hệ thống tìm kiếm 5 truy cập, và dựa trên các bản tin trả lời, truy cập có thể được chấp nhận hoặc từ chối. Bản tin yêu cầu và trả lời được minh họa ở hình sau: Code: có giá trị là 1 nếu là bản tin yêu cầu, là 2 nếu là bản tin trả lời. Trường data chứa dữ liệu được dùng trong các bản tin yêu cầu và trả lời. Mỗi trường data mang 10 một loại dữ liệu khác nhau, phân ra loại mã xác định và sự liên kết dữ liệu như sau: - Type: là một trường byte chỉ ra các loại bản tin yêu cầu hay trả lời. Chỉ có một byte được dùng trong mỗi gói tin. Khi một bản tin yêu cầu không được chấp nhận, nó có thể gửi một NAK để đề nghị thay đổi loại, có trên 4 loại chỉ ra các phương pháp chứng thực. - Type-data: là trường có thể thay đổi để làm rõ hơn nguyên lý của từng loại. • Loại code 1: Identity: Nơi tiếp nhận chứng thực thường dùng loại Identity như là yêu cầu thiết lập. Sau đó, việc xác định người dùng là bước đầu tiên trong chứng thực. Trường Type-Data có thể bao gồm chuỗi để nhắc người dùng, chiều dài của chuỗi được tính từ trường Length trong chính gói EAP. • Loại 2-Notification (Thông báo): Nơi tiếp nhận chứng thực có thể dùng loại thông báo để gửi một bản tin tới người dùng. Sau đó hệ thống của người dùng hiển thị bản tin đó. Bản tin thông báo được dùng để cung cấp bản tin tới người dùng từ hệ thống chứng thực, như là password về việc hết quyền sử dụng. Các bản tin đáp ứng phải được gửi để trả lời các yêu cầu thông báo. Tuy nhiên, chúng thường là các phản hồi đơn giản, và trường Type-Data có chiều dài là 0. • Loại 3-NAK: 6 Các NAK được dùng để đưa ra một phương thức chứng thực mới. Nơi tiếp nhận chứng thực đưa ra chuỗi mời kết nối, được mã hóa bởi một loại mã. Các loại chứng thực được đánh số thứ tự trên 4. Nếu hệ thống người dùng không phù hợp với loại chứng thực của chuỗi này, nó có thể đưa ra một NAK. Các bản tin NAK của trường Type-Data bao gồm một byte đơn tương ứng với loại chứng thực. • Loại code 4-Chuỗi MD5 (MD5 Challenge): MD5 Challengen thường được sử dụng trong EAP tương tự của giao thức CHAP, được đưa ra trong rfc 1994. Đây là yêu cầu bảo mật cơ bản mà EAP sử dụng gồm có tên đăng nhập và mật khẩu. 11 MD5 bảo vệ gói tin bằng cách tạo ra những dấu hiệu đặc trưng riêng (như chữ ký điện tử) lưu trong gói tin đó. MD5 là giao thức còn đơn giản, chạy nhanh, dễ bổ sung. Nó không sử dụng chứng thực TKIP, mức độ mã hóa của nó còn chưa cao, có khả năng bị tấn công kiểu thu hút. • Loại code 5-One Time Password (OTP): Hệ thống one-time password dùng bởi EAP được định nghĩa trong rfc 1938. Bản tin yêu cầu được đưa tới người dùng bao gồm chuỗi mời kết nối OTP. Trong một bản tin đáp ứng OTP (loại 5), trường Type-Data gồm có các từ trong từ điển OPT trong rfc 1938. Giống như tất cả các loại chứng thực, các bản tin trả lời có thể là các NAK (loại3). • Loại code 6 Đặc điểm thẻ Token (Generic Token Card): Các thẻ Token như là SecureID của RSA và Safeword của Secure Computing là phổ biến với nhiều nơi bởi vì chúng đưa ra sự bảo mật “ngẫu nhiên” các one-time password mà không có một phức tạp nào của một OTP. Các bản tin yêu cầu chứa đựng thông tin đặc điểm thẻ Token cần thiết cho chứng thực. Trường Type-Data của yêu cầu phải có chiều dài lơn hơn 0 byte. Trong các bản tin đáp ứng, trường Type_Data được dùng để mang thông tin được sao chép từ thẻ Token bởi người dùng. Trong cả bản tin yêu cầu và trả lời, chiều dài của gói tin EAP được tính là chiều dài bản tin yêu cầu của Type-Data. • Loại code 13 -TLS: RFC đưa ra việc dùng Transport Layer Security (TLS) trong chứng thực TLS là phiên bản nâng cấp đã được triển khai một cách rộng rãi ở Secure Socket Layer (SSL) và chứng thực TLS kế thừa một số đặc điểm từ SSL. TLS là một phương thức mã hóa mạnh, nó chứng thực song phương có nghĩa là không chỉ Server chứng thực Client mà Client cũng chứng thực ngược lại Server, chống lại việc nghe trộm, bắt gói tin. Nhược điểm của nó là yêu cầu 7 chứng thực PKI ở cả 2 phía làm cho quá trình chứng thực phức tạp, nó phù hợp với hệ thống nào đã tịch hợp sẵn chứng thực PKI. • Các loại mã hóa khác: Đáng chú ý nhất là 2 chứng thực Kerberos và chứng thực Cell Phone (thẻ SIM dựa trên các mạng thế hệ thứ 2 và AKA dựa trên các mạng 1.3. Các khung trong EAP: Khi các trao đổi EAP kết thúc, người dùng hoặc chứng thực thành công hoặc không thành công. Khi nơi tiếp nhận chứng thực xác định việc trao đổi là hoàn tất nó đưa ra khung thành công (Code 3) và không thành công (Code 4) để kết thúc trao đổi EAP. Nó cho phép nhiều bản tin yêu cầu trước khi chứng thực không thành công để cho phép người dùng nhận được thông tin chứng thực đúng. 1.4. Chứng thực cổng: Chứng thực tới các thiết bị mạng ở lớp đường dẫn là không mới, chứng thực cổng mạng đã được biết từ trước. Hầu hết sự ra đời của nó đã có sự phát triển cơ sở hạ tầng khá rộng để phù hợp chứng thực người dùng, như là nguyên lý Radius servers, và LDAP directories. Khái niệm port: để chỉ việc đóng mở cổng tương ứng với việc chấp nhận hay từ chối kết nổi của Authenticator. Ngoài ra còn có một sô port cho các tuyến đi qua mà không liên quan đến quá trình chứng thực. 8 1.5. Quá trình trao đổi thông tin trong chứng thực EAP 9 Các bước trao đổi như sau: 1. Supplication gửi bản tin EAPOL-Start tới Authenticator 2. Authenticator gửi lại một dạng khung EAP-Request/Identity tới Supplicant 3. Supplicant trả lời bằng một khung EAP-Respose/Identity. Sau đó Authenticator gửi đến Radius server một bản tin Radius-Access-Request. 4. Radius server trả lời bằng một bản tin Radius-Access-Challenge. Sau đó Authenticator gửi đến Supplicant một bản tin EAP-Request cho sự chứng thực hợp lệ chứa bất kỳ thông tin liên quan. 5. Supplicant tập hợp các thông tin trả lời từ người dùng và gửi một bản tin EAP (Response tới Authenticator). Tại đây thông tin xử lý thành bản tin Radius Access Request và được gởi tới Radius. 6. Radius server gửi một bản tin Radius Access Accept cho phép truy cập. Vì vậy, Authenticator gửi một khung EAP Success tới Supplicant. Khi đó cổng được mởvà người dùng có thể bắt đầu truy cập vào mạng. 7. Khi supplicant hoàn tất việc truy cập mạng, nó gửi một bản tin EAPOL- Logoff để đóng cổng. 10 [...]...Chương 2: TỔNG QUAN VỀ WPA 1 Sơ lược về WPA: Là một chuẩn bảo mật được thiết kế để tăng cường bảo vệ dữ liệu và điều khiển truy cập cho các hệ thống mạng LAN không dây WPA được thiết kế để lấp những lỗ hổng bảo mật của WEP, đặc biệt là quá trình mã hóa dữ liệu và authenticate yếu WPA cung cấp hai yếu tố cải tiến về bảo mật như sau: Cải tiến mã hóa dữ liệu thông qua TKIP... 256-bit cùng được tạo ra từ mật khẩu hoặc mật khẩu WPA- Enterprise: Cũng được gọi là chế độ WPA- 802.1X, và đôi khi chỉ WPA (trái ngược với WPA- PSK) Nó được thiết kế cho mạng doanh nghiệp và yêu cầu 1 máy chủ xác thực RADIUS Điều này đòi hỏi một thiết bị phức tạp hơn, nhưng cung cấp an 11 ninh bổ sung (ví dụ như bảo vệ chống lại các cuộc tấn công từ điển vào mật khẩu ngắn) Một EAP được sử dụng để xác thực,... thực, mode khác nhau 1.2 Thuật toán mã hóa trong WPA: A TKIP 1/ Định nghĩa TKIP (Temporal Key Identity Protocol): Giao thức toàn vẹn khóa phiên Là giao thức mã hóa tầng liên kết trong chuẩn 802.11i được thiết kế để nâng cấp khả năng bảo mật cho WPA nhưng vẫn hoạt động trên các thiết bị phần cứng hỗ trợ WPA TKIP vẫn giữ nguyên kiến trúc cũng như thao tác trong WPA Cây phân cấp khóa và quản lý khóa tự động... năng phức tạp hơn, thực hiện bốn tra cứu bổ sung trong S mảng cho mỗi đầu ra byte, khoảng 1.7 × miễn như là cơ bản RC4 19 CHƯƠNG 3: CÔNG NGHỆ EAP/ WPA TRONG WIRELESS 1 WPA- Enterprise Mode (EAP/ RADIUS): Hình 1 11: Enterprise Mode *Cách WPA- Enterprise làm việc: WPA- Enterprise có khả năng đáp ứng được nhu cầu an ninh mạng không dây ở cấp độ cao Sau khi đăng nhập một cách an toàn vào mạng với user và password,... thông qua 802.1x và EAP Framework 802.1x và EAP dùng một máy chủ authenticate tập trung, chẳng hạn như RADIUS, để authenticate mỗi người dùng trong mạng trước khi họ kết nối vào Nó cũng sử dụng cơ chế “nhận dạng lẫn nhau” để ngăn chặn người dùng truy cập vào một mạng giả mạo có thể đánh cắp nhận dạng của họ 1.1 Các chế độ WPA cho người dùng: WPA- Personal: Cũng được gọi là chế độ WPA- PSK (Pre-shared... mặt kĩ thuật, WPA- PSK làm việc trên từng client và giao cho mỗi client 1 khóa mã hóa duy nhất Nhưng các khóa này có nguồn gốc giữa client và AP nên sẽ dễ bị giải mã hơn bởi những Sniffer Trong WPA- Enterprise mode, người sử dụng không hề biết Passphrase, do đó họ không thể share nó ra ngoài, hay sử dụng nó khi đã nghỉ việc Các keys client không tự thay đổi hàng loạt, nếu sử dụng WPA- PSA (WPA Personal... thời gian Ở Mode này, điều cần thiết đó là bạn phải có 1 RADIUS Server chứng thực hỗ trợ WPA và EAP 2 RADIUS Authentication Server: Giữ nhiệm vụ chứng thực thồng tin người dùng, cách làm chủ yếu đó là user + Password Phẩn mềm RAS này sử dụng giao thức RADIUS, Bởi vì sự hỗ trợ rộng rãi và tính chất phổ biến của giao thức RADIUS, nó thường được sử dụng bởi các nhà cung cấp dịch vụ Internet và các doanh... thông qua giao thức link-layer, ví dụ, Point-to-Point Protocol (PPP) trong trường hợp của nhiều dialup hoặc nhà cung cấp dịch vụ DSL hoặc đăng trong một hình thức HTTPS web an toàn Đổi lại, RAS gửi một thông điệp yêu cầu truy cập RADIUS đến máy chủ RADIUS, yêu cầu ủy quyền để cấp quyền truy cập thông qua giao thức RADIUS Yêu cầu này bao gồm các thông tin truy cập, thông thường trong các hình thức của tên... dùng và mật khẩu hoặc chứng chỉ bảo mật được cung cấp bởi 22 người sử dụng Ngoài ra, yêu cầu có thể chứa các thông tin khác mà RAS biết về người dùng, chẳng hạn như địa chỉ mạng của mình hoặc số điện thoại, và thông tin liên quan đến điểm vật lý của người sử dụng tập tin đính kèm RAS Các máy chủ RADIUS kiểm tra thông tin đó là chính xác bằng cách sử dụng hệ thống xác thực như PAP, CHAP hoặc EAP Bằng... tấn công dò ra trước khi kịp đổi Nên người ta đưa ra phương pháp là thay đổi mã khóa theo từng khói tin Thực hiện bằng cách kết hợp mã khóa này với IV bằng hàm băm HASH, rồi đưa kết quả này gọi là Mã khóa tổ hợp rồi tới process RC4 Vì mã RC4 thay đổi liên tục theo mỗi gói tin => Mã khóa tổ hợp cũng thay đổi liên tục dù mã khóa chưa đổi 12 Để đảm bảo hơn nữa, Cisco đưa ra quy ước giá trị vector khởi . ta đặc biệt quan tâm tới tính bảo mật, an toàn thông tin của nó. Từ những nhu cầu đó, đề tài “ Phương thức bảo mật EAP/ WPA đã hướng tới những nghiên cứu về bảo mật cho mạng WLAN và những giải. GIAO THỨC XÁC THỰC EAP Giới thiệu về giao thức xác nhận EAP, cấu trúc EAP, cách thức hoạt động của giao thức EAP. Nêu mô hình xác thực bằng EAP thông qua RADIUS server. CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ WPA Khái. Accounting 3 CHƯƠNG I: Giao thức EAP 1. Sơ lược EAP: Giao thức mở rộng EAP (Extensible Authentication Protocol): giao thức xác thực hỗ trợ nhiều phương thức xác thực. Hoạt động ở tầng DATA LINK. EAP được dùng