Telecomunicações Segurança em Redes wireless

Prof. Claudio BenossiAula 07

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Introdução Os padrões sem fio crescem cada vez mais.

Um deles é o padrao IEEE 802.11, tambem conhecido como Wi-Fi.

Redes sem fio(WLAN) em geral utilizam ondas de radio e o ar como meio de transmissão.

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WLAN(Wireless LAN) Vantagens:

◦ Facilidade de conexão◦ Mobilidade◦ Flexibilidade

Problemas:◦ Tamanho da banda◦ Interferência◦ Alcançe do Sinal◦SEGURANÇA

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O IEEE 802.11 Conjunto de normas para redes sem fio Muito sucesso atualmente

◦ Maioria dos dispositivos portáteis já vem com suporte ao padrão

◦ Proliferação de pontos de acesso livres (Hot Spots)

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Segurança em Wi-Fi Maior problema atualmente em redes sem

fio. Muito suscetível a interceptações dos dados

da rede Necessidade de protocolos de segurança

para garantir a privacidade da rede

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Wired Equivalency Privacy (WEP) Parte do IEEE 802.11 original Primeira tentativa de se criar um protocolo

eficiente de proteção de redes Wi-Fi Muito criticado por suas falhas 2 tipos:

◦ WEP-64 bits Padrão◦ WEP-128 bits

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Funcionamento do WEP-64 bits Encriptação dos pacotes

◦ Chave de 40 bitsCompartilhada◦ Vetor de Inicialização (IV) de 24 bits Diferente

para cada pacote◦ Algoritmo RC4◦ CRC-32

Envio do Integrity Check Value(ICV) para comparação no receptor

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Algoritmo RC4 Symmetric Stream Cypher

◦ Keystream Seqüência pseudo-aleatória◦ Mesma chave no emissor e receptor

A chave utilizada (semente) é a concatenação da chave WEP com o IV64 bits

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Funcionamento do WEP-64 bits

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Problemas do WEP IV pequeno repetição relativamente

rápida Chave WEP não é atualizada (usuário)

Keystreams semelhantes CRC-32 não detecta erros que não

modifiquem ICV

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Wireless Protected Acess

Esforço conjunto entre IEEE e Wi-Fi Alliance◦ Solução para resolver os problemas do WEP◦ Compatibilidade

Duas frentes de ação:◦ Enriptação: Temporal Key Integrity Protocol◦ Autenticação: IEEE 802.1X(EAPoL)

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Temporal Key Integrity Protocol (TKIP) Aumento da chave para 128 bits 4 novos algoritmos

◦ Message Integrity Code(MIC)◦ Key Mixing por pacote◦ Mecanismo de mudança de chaves

Chaves atualizadas periodicamente◦ Novo sequenciamento dos IV

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Message Integrity Code (MIC) Integridade

Tag T -> enviada criptografada

O receptor realiza a mesma operação e compara T.

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Key Mixing por pacote Uma chave única para cada pacote

◦ Duas fases Fase 1: Produzir uma chave intermediária com a

chave temporal (mudada periodicamente), endereço MAC do usuário e o número de sequenciamento dos pacotes(4 bytes apenas)

Fase 2:Encriptação dessa chave com o número de sequenciamento dos pacotes

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Key Mixing por pacote

Phase One

Mixer128-bit Temporal Key

Source MAC Address: 00-01-50-F1-CD-73

48-bit Packet Sequence Number

Phase Two

Mixer

Intermediate Key

Per-Packet Key

Data

Encryption Algorithm

Encrypted Data

2 Bytes

4 Bytes

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Mecanismo de mudança de chaves No sistema TKIP as chaves são atualizadas

a cada período de tempo para dificultar a descoberta da mesma por pessoas mal intencionadas.

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Novo sequenciamento dos IV Vetores de incialização de 48 bits

◦ Muito mais seguros repetem com menor freqüência

Não são mais enviados as claras como no WEP encriptados

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Autenticação IEEE 802.1X Controle de acesso a redes baseado em

portas Atua em conjunto com o Extensible

Authentication Protocol over LAN (EAPoL) Autenticação realizada por um servidor de

autenticação autentica mutuamente o ponto de acesso e o usuário

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Autenticação IEEE 802.1X

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Pre-Shared Key (PSK) Em ambientes menores não é utilizado um

servidor de autenticação Chave PSK para se obter acesso Outras chaves derivadas dela Digitada manualmente nos terminais

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IEEE 802.11i (WPA2) Também conhecido como WPA2 Solução a longo prazo para a segurança Robust Security Network

◦ Suporte a diferentes protocolos de privacidade TKIP RC4 CCMP AES (block cypher)

◦ Autenticação RSN procedimentos de negociação IEEE 802.1X PSK

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Advanced Encryption Standard (AES) Padrão estabelecido pelo governo Norte-

americano para algoritmo de criptografia Baseado no algoritmo de Rijndael symetric block cypher

◦ divide os dados que devem ser protegidos em blocos

◦ Criptografa cada bloco separadamente, com a mesma chave

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Funcionamento do AES Blocos de 128 bits Cada bloco é tratado como uma matriz 4x4 de

bytes, denominada de estado Encroptação feita em 10 rodadas Processo de encriptação (em cada rodada):

◦ Substituição de bytes, Deslocamento das linhas, Combinação das colunas e XOR entre o estado e a chave de rodada

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Processo do AES

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Counter Mode with Cipher Block Chaining Message Authentication Code Protocol(CCMP) Protocolo de privacidade e integridade

baseado no AES◦ Privacidade: Modo counter (CTR)◦ Integridade: CBC-MAC

Chave de 128 bits Numeração de pacote de 48 bits

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Modo Counter Frame encriptado

◦ AES no modo CTR. Cabeçalho não muda IV único por pacote (Nonce) MIC enviado encriptado

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Modo CounterEncapsulação do quadro encriptado

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CBC-MAC AES em modo CBC-MAC cálculo do MIC Entradas: quadro a ser enviado e a TK O MIC será enviado para o receptor aonde

será recalculado e comparado com o valor enviado

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RSN: procedimentos de negociação

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Conclusão   A segurança em redes sem fio evoluiu

bastante e atualmente é muito confiável, porém com a velocidade do avanço tecnológico, nunca será possível garantir que não serão encontrados meios de quebrar os protocolos de segurança.

novos protocolos mais eficientes serão sempre necessários, mais cedo ou mais tarde.

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Perguntas Qual o maior problema de redes sem fio?

Porque?

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Perguntas Qual o maior problema de redes sem fio?

Porque?◦ R: O maior problema de redes sem fio é a segurança.

Porque o meio físico utilizado é comunitário, o ar. Em transmissões com fio é necessário transpor uma barreira física para se ter acesso a rede (grampear o cabo). Em redes sem fio isso não é necessário, com qualquer um podendo captar as transmissões de dados de uma rede.

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Perguntas O RC4, considerado um bom algoritmo de

criptografia.No entanto, no protocolo WEP, é mal utilizado. Porque?

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Perguntas O RC4, considerado um bom algoritmo de

criptografia.No entanto, no protocolo WEP, é mal utilizado. Porque?◦Pois o RC4 como é implementado no

protocolo WEP utiliza sempre a mesma chave para criptografar os dados e o vetor de inicialização utilizado é muito curto, se repetindo muito numa mesma sessão. O vetor de inicialização também é enviado as claras. Então, uma pessoa que escute por tempo suficiente a rede pode quebrar o algoritmo.

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Perguntas Cite 2 modificações que o WPA implementou

para resolver os problemas do protocolo WEP.

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Perguntas Cite 2 modificações que o WPA implementou para

resolver os problemas do protocolo WEP.◦ Codificação do vetor de inicialização, que não é

mais mandado as claras como no WEP.◦ Chaves TK renovadas periodicamente.◦ Chave única para cada pacote a partir do

endereço MAC, do numero do pacote e da chave TK.

◦ Aumento do tamanho da chave e do vetor de inicialização com relação ao WEP.

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Perguntas Porque o WPA2 foi lançado se o WPA já tinha

corrigido as falhas do WEP?

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Perguntas Porque o WPA2 foi lançado se o WPA já

tinha corrigido as falhas do WEP?◦ O WPA foi apresentado pelo IEEE e pela Wi-Fi

Alliance como uma solução de aplicação imediata para corrigir as falhas do WEP e assim não perder mercado. Para isso, ele deu continuidade ao uso do RC4, para que fosse compatível com os equipamentos já existentes. O WPA2 por sua vez se utiliza do protocolo AES, muito mais robusto e seguro, que é uma solução mais duradoura para o problema da segurança.

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Perguntas Qual a importância de realizar autenticação

de acesso a uma rede sem fio, como ocorre no WPA e no WPA2 com IEEE 802.1X?

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Perguntas Qual a importância de realizar autenticação

de acesso a uma rede sem fio, como ocorre no WPA e no WPA2 com IEEE 802.1X?◦ R: A autenticação é importante para garantir que

o usuário que esta acessando tem direito a se conectar a aquele ponto de acesso assim como se o ponto de acesso ao qual ele esta acessando tem direito a promover essa conexão. Isso garante que não existam intrusos na rede e que o usuário legitimo não ira se conectar a pontos de acesso ilegítimos.