какой протокол безопасности WiFi вы должны использовать?

WPA против WPA2: какой протокол безопасности WiFi вы должны использовать?

Беспроводные сети есть везде. Если вы находитесь в кафе, школе или дома, то, скорее всего, есть несколько беспроводных сетей, к которым вы можете получить доступ. Но как узнать, какие из них безопасны? Проверьте их параметры безопасности – они могут быть хорошим индикатором того, каким из этих сетей вы можете доверять. Чтобы помочь вам в этом вопросе, мы обсудим историю протоколов безопасности WPA и WPA2 и сравним их между собой.

Параметры безопасности маршрутизатора (роутера)

Когда вы устанавливаете Wi-Fi, у вас есть несколько вариантов безопасности роутера. Если ваш роутер останется незащищенным, то посторонние лица смогут получить к нему доступ, использовать его для незаконной деятельности от вашего имени, отслеживать использование Интернета или даже устанавливать вредоносные программы.

Когда вы настраиваете безопасность беспроводной сети, вам будет доступно несколько вариантов: например, none, WEP, WPA, WPA2-Personal, WPA2-Enterprise и, возможно, WPA3. В зависимости от того, каким образом вы планируете пользоваться Интернетом, вам может потребоваться более или менее надежная защита.

Какой лучший метод обеспечения безопасности беспроводного Интернета?

Какой способ защиты вы выберете, будет зависеть от возможностей вашего роутера. Старые устройства не могут поддерживать новые протоколы безопасности, такие как WPA3.

Ниже мы приводим список протоколов безопасности, ранжированных по степени безопасности (вверху – наиболее безопасные):

1. WPA3

2. WPA2 Enterprise

3. WPA2 Personal

4. WPA + AES

5. WPA + TKIP

6. WEP

7. Open Network (no security implemented)

История протоколов безопасности

Безопасность беспроводной сети менялась с течением времени, чтобы стать более надежной, но при этом и более простой с точки зрения ее настройки. С момента появления Wi-Fi мы прошли путь от протокола WEP к протоколу WPA3. Давайте вспомним историю развития этих протоколов безопасности.

Wired Equivalent Privacy (WEP)

Первый протокол безопасности был назван Wired Equivalent Privacy или WEP. Этот протокол оставался стандартом безопасности с 1999 по 2004 год. Хотя эта версия протокола была создана для защиты, тем не менее, она имела достаточно посредственный уровень безопасности и была сложна в настройке.

В то время импорт криптографических технологий был ограничен, а это означало, что многие производители могли использовать только 64-битное шифрование. Это очень низкое битовое шифрование по сравнению с 128-битными или 256-битными опциями, доступными сегодня. В конечном счете, протокол WEP не стали развивать дальше.

Системы, которые все еще используют WEP, не являются безопасными. Если у вас есть система с WEP, ее следует обновить или заменить. При подключении к Wi-Fi, если в заведении используется протокол WEP, то ваша Интернет-активность не будет безопасной.

WiFi Protected Access (WPA)

Для улучшения функций WEP в 2003 году был создан протокол Wi-Fi Protected Access или WPA. Этот улучшенный протокол по-прежнему имел относительно низкую безопасность, но его легче было настроить. WPA, в отличие от WEP, использует протокол Temporary Key Integrity Protocol (TKIP) для более безопасного шифрования.

Поскольку Wi-Fi Alliance сделал переход с WEP на более продвинутый протокол WPA, они должны были сохранить некоторые элементы WEP, чтобы старые устройства все еще были совместимы. К сожалению, это означает, что такие уязвимости как функция настройки WiFi Protected, которую можно взломать относительно легко, все еще присутствуют в обновленной версии WPA.

WiFi Protected Access 2 (WPA2)

Годом позже, в 2004 году, стала доступна новая версия протокола Wi-Fi Protected Access 2. WPA2 обладает более высоким уровнем безопасности, а также он проще настраивается по сравнению с предыдущими версиями. Основное отличие в WPA2 заключается в том, что он использует улучшенный стандарт шифрования Advanced Encryption Standard (AES) вместо TKIP. AES способен защищать сверхсекретную правительственную информацию, поэтому это хороший вариант для обеспечения безопасности WiFi дома или в компании.

Единственная заметная уязвимость WPA2 заключается в том, что как только кто-то получает доступ к сети, он может атаковать другие устройства, подключенные к этой сети. Это может стать проблемой в том случае, если у компании есть внутренняя угроза, например, несчастный сотрудник, который способен взломать другие устройства в сети компании (или предоставить для этих целей свое устройства хакерам-профессионалам).

WiFi Protected Access 3 (WPA3)

По мере выявления уязвимостей вносятся соответствующие изменения и улучшения. В 2018 году Wi-Fi Alliance представил новый протокол WPA3 . Как ожидается, эта новая версия будет иметь «новые функции для упрощения безопасности Wi-Fi, обеспечения более надежной аутентификации и повышения криптографической устойчивости для высокочувствительных данных». Новая версия WPA3 все еще внедряется, поэтому оборудование, сертифицированное для поддержки WPA3, пока не является доступным для большинства людей.

WPA против WPA2: чем они отличаются

Протоколы WPA и WPA2 являются наиболее распространенными мерами безопасности, которые используются для защиты беспроводного Интернета. Учитывая это, мы сравнили разницу между WPA и WPA2, чтобы вы могли подобрать правильный вариант для вашей ситуации.

При сравнении WPA и WPA2, протокол WPA2 будет лучшим вариантом, если ваше устройство может его поддерживать.

Почему кто-то выбирает WPA?

Протокол WPA имеет менее безопасный метод шифрования и требует более короткого пароля, что делает его более слабым вариантом с точки зрения безопасности. Для WPA не существует корпоративного решения, поскольку оно не является достаточно безопасным для поддержки использования в компаниях. Однако если у вас есть более старое программное обеспечение, WPA можно использовать с минимальной вычислительной мощностью и это протокол может стать более приемлемым для Вас вариантом, чем старый протокол WEP.

Почему лучше выбирать WPA2?

Протокол WPA2 — это обновленная версия WPA, которая использует шифрование AES и длинные пароли для создания защищенной сети. WPA2 имеет версии для личного и корпоративного использования, что делает его идеальным вариантом как для домашних пользователей, так и для предприятий. Однако для работы этого протокола требуется больше вычислительных мощностей, поэтому, если у вас старое устройство, тот этот протокол может работать на нем медленно или вообще не работать.

Независимо от того, какой вариант лучше всего подходит для вас, важно, чтобы вы обеспечивали безопасность своему устройству, правильно защищая свое Wi-Fi-соединение. Если ваш роутер не поддерживает самый безопасный метод шифрования, рассмотрите возможность использования VPN для шифрования вашего подключения. Бесплатный VPN от компании Panda Security может помочь вам безопасно и конфиденциально путешествовать по Интернету из любой точки мира.

Источники:

проникновение и защита. 1) Матчасть / Хабр

Синоптики предсказывают, что к 2016 году наступит второй ледниковый период трафик в беспроводных сетях на 10% превзойдёт трафик в проводном Ethernet. При этом от года в год частных точек доступа становится примерно на 20% больше.

При таком тренде не может не радовать то, что 80% владельцев сетей не меняют пароли доступа по умолчанию. В их число входят и сети компаний.

Этим циклом статей я хочу собрать воедино описания существующих технологии защит, их проблемы и способы обхода, таким образом, что в конце читатель сам сможет сказать, как сделать свою сеть непробиваемой, и даже наглядно продемонстрировать проблемы на примере незадачливого соседа (do not try this at home, kids). Практическая сторона взлома будет освещена с помощью Kali Linux (бывший Backtrack 5) в следующих частях.

Статья по мере написания выросла с 5 страниц до 40, поэтому я решил разбить её на части. Этот цикл — не просто инструкция, как нужно и не нужно делать, а подробное объяснение причин для этого. Ну, а кто хочет инструкций — они такие:

Используйте WPA2-PSK-CCMP с паролем от 12 символов a-z (2000+ лет перебора на ATI-кластере). Измените имя сети по умолчанию на нечто уникальное (защита от rainbow-таблиц). Отключите WPS (достаточно перебрать 10000 комбинаций PIN). Не полагайтесь на MAC-фильтрацию и скрытие SSID.

Оглавление:
1) Матчасть
2) Kali. Скрытие SSID. MAC-фильтрация. WPS
3) WPA. OpenCL/CUDA. Статистика подбора

Но сначала — матчасть.

Передайте мне сахар

Представьте, что вы — устройство, которое принимает инструкции. К вам может подключиться каждый желающий и отдать любую команду. Всё хорошо, но на каком-то этапе потребовалось фильтровать личностей, которые могут вами управлять. Вот здесь и начинается самое интересное.

Как понять, кто может отдать команду, а кто нет? Первое, что приходит в голову — по паролю. Пусть каждый клиент перед тем, как передать новую команду, передаст некий пароль. Таким образом, вы будете выполнять только команды, которые сопровождались корректным паролем. Остальные — фтопку.

Именно так работает базовая авторизация HTTP (Auth Basic):

AuthType Basic
AuthName "My super secret zone!"
AuthUserFile /home/.htpasswd
Require valid-user 

После успешной авторизации браузер просто-напросто будет передавать определённый заголовок при каждом запросе в закрытую зону:

Authorization: Basic YWRtaW46cGFzcw==

То есть исходное:

echo -n 'admin:pass' | base64
# YWRtaW46cGFzcw==

У данного подхода есть один большой недостаток — так как пароль (или логин-пароль, что по сути просто две части того же пароля) передаётся по каналу «как есть» — кто угодно может встрять между вами и клиентом и получить ваш пароль на блюдечке. А затем использовать его и распоряжаться вами, как угодно!

Для предотвращения подобного безобразия можно прибегнуть к хитрости: использовать какой-либо двухсторонний алгоритм шифрования, где закрытым ключом будет как раз наш пароль, и явно его никогда не передавать. Однако проблемы это не решит — достаточно один раз узнать пароль и можно будет расшифровать любые данные, переданные в прошлом и будущем, плюс шифровать собственные и успешно маскироваться под клиента. А учитывая то, что пароль предназначен для человека, а люди склонны использовать далеко не весь набор из 256 байт в каждом символе, да и символов этих обычно около 6-8… в общем, комсомол не одобрит.

Что делать? А поступим так, как поступают настоящие конспираторы: при первом контакте придумаем длинную случайную строку (достаточно длинную, чтобы её нельзя было подобрать, пока светит это солнце), запомним её и все дальнейшие передаваемые данные будем шифровать с использованием этого «псевдонима» для настоящего пароля. А ещё периодически менять эту строку — тогда джедаи вообще не пройдут.

Первые две передачи (зелёные иконки на рисунке выше) — это фаза с «пожатием рук» (handshake), когда сначала мы говорим серверу о нашей легитимности, показывая правильный пароль, на что сервер нам отвечает случайной строкой, которую мы затем используем для шифрования и передачи любых данных.

Итак, для подбора ключа хакеру нужно будет либо найти уязвимость в алгоритме его генерации (как в случае с Dual_EC_DRBG), либо арендовать сотню-другую параллельных вселенных и несколько тысяч ATI-ферм для решения этой задачи при своей жизни. Всё это благодаря тому, что случайный ключ может быть любой длины и содержать любые коды из доступных 256, потому что пользователю-человеку никогда не придётся с ним работать.

Именно такая схема с временным ключом (сеансовый ключ, session key или ticket) в разных вариациях и используется сегодня во многих системах — в том числе SSL/TLS и стандартах защиты беспроводных сетей, о которых будет идти речь.

План атаки

Внимательные читатели, конечно, заметили, что как бы мы не хитрили — от передачи пароля и временного ключа в открытой или хэшированной форме нам никуда не деться. Как результат — достаточно хакеру перехватить передачу на этой фазе, и он сможет читать все последующие данные, а также участвовать в процессе, вставляя свои пять копеек. И отличить его невозможно, так как вся информация, которой бы мог руководствоваться сервер для выдачи временного ключа или проверки доступа базируется именно на том, что было в начале передачи — handshake. Поэтому хакер знает всё то же, что и сервер, и клиент, и может водить обоих за нос, пока не истечёт срок действия временного ключа.

Наша задача при взломе любой передачи так или иначе сводится к перехвату рукопожатия, из которого можно будет либо вытащить временный ключ, либо исходный пароль, либо и то, и другое. В целом, это довольно долгое занятие и требует определённой удачи.

Но это в идеальном мире…

Механизмы защиты Wi-Fi

Технологии создаются людьми и почти во всех из них есть ошибки, иногда достаточно критические, чтобы обойти любую самую хорошую в теории защиту. Ниже мы пробежимся по списку существующих механизмов защиты передачи данных по радиоканалу (то есть не затрагивая SSL, VPN и другие более высокоуровневые способы).

OPEN

OPEN — это отсутствие всякой защиты. Точка доступа и клиент никак не маскируют передачу данных. Почти любой беспроводной адаптер в любом ноутбуке с Linux может быть установлен в режим прослушки, когда вместо отбрасывания пакетов, предназначенных не ему, он будет их фиксировать и передавать в ОС, где их можно спокойно просматривать. Кто у нас там полез в Твиттер?

Именно по такому принципу работают проводные сети — в них нет встроенной защиты и «врезавшись» в неё или просто подключившись к хабу/свичу сетевой адаптер будет получать пакеты всех находящихся в этом сегменте сети устройств в открытом виде. Однако с беспроводной сетью «врезаться» можно из любого места — 10-20-50 метров и больше, причём расстояние зависит не только от мощности вашего передатчика, но и от длины антенны хакера. Поэтому открытая передача данных по беспроводной сети гораздо более опасна.

В этом цикле статей такой тип сети не рассматривается, так как взламывать тут нечего. Если вам нужно пользоваться открытой сетью в кафе или аэропорту — используйте VPN (избегая PPTP) и SSL (https://, но при этом поставьте HTTPS Everywhere, или параноидально следите, чтобы из адресной строки «внезапно» не исчез замок, если кто включит sslstrip — что, впрочем, переданных паролей уже не спасёт), и даже всё вместе. Тогда ваших котиков никто не увидит.

WEP

WEP — первый стандарт защиты Wi-Fi. Расшифровывается как Wired Equivalent Privacy («эквивалент защиты проводных сетей»), но на деле он даёт намного меньше защиты, чем эти самые проводные сети, так как имеет множество огрехов и взламывается множеством разных способов, что из-за расстояния, покрываемого передатчиком, делает данные более уязвимыми. Его нужно избегать почти так же, как и открытых сетей — безопасность он обеспечивает только на короткое время, спустя которое любую передачу можно полностью раскрыть вне зависимости от сложности пароля. Ситуация усугубляется тем, что пароли в WEP — это либо 40, либо 104 бита, что есть крайне короткая комбинация и подобрать её можно за секунды (это без учёта ошибок в самом шифровании).

WEP был придуман в конце 90-х, что его оправдывает, а вот тех, кто им до сих пор пользуется — нет. Я до сих пор на 10-20 WPA-сетей стабильно нахожу хотя бы одну WEP-сеть.

На практике существовало несколько алгоритмов шифровки передаваемых данных — Neesus, MD5, Apple — но все они так или иначе небезопасны. Особенно примечателен первый, эффективная длина которого — 21 бит (~5 символов).

Основная проблема WEP — в фундаментальной ошибке проектирования. Как было проиллюстрировано в начале — шифрование потока делается с помощью временного ключа. WEP фактически передаёт несколько байт этого самого ключа вместе с каждым пакетом данных. Таким образом, вне зависимости от сложности ключа раскрыть любую передачу можно просто имея достаточное число перехваченных пакетов (несколько десятков тысяч, что довольно мало для активно использующейся сети).

К слову, в 2004 IEEE объявили WEP устаревшим из-за того, что стандарт «не выполнил поставленные перед собой цели [обеспечения безопасности беспроводных сетей]».

Про атаки на WEP будет сказано в третьей части. Скорее всего в этом цикле про WEP не будет, так как статьи и так получились очень большие, а распространённость WEP стабильно снижается. Кому надо — легко может найти руководства на других ресурсах.

WPA и WPA2

WPA — второе поколение, пришедшее на смену WEP. Расшифровывается как Wi-Fi Protected Access. Качественно иной уровень защиты благодаря принятию во внимание ошибок WEP. Длина пароля — произвольная, от 8 до 63 байт, что сильно затрудняет его подбор (сравните с 3, 6 и 15 байтами в WEP).

Стандарт поддерживает различные алгоритмы шифрования передаваемых данных после рукопожатия: TKIP и CCMP. Первый — нечто вроде мостика между WEP и WPA, который был придуман на то время, пока IEEE были заняты созданием полноценного алгоритма CCMP. TKIP так же, как и WEP, страдает от некоторых типов атак, и в целом не безопасен. Сейчас используется редко (хотя почему вообще ещё применяется — мне не понятно) и в целом использование WPA с TKIP почти то же, что и использование простого WEP.

Одна из занятных особенностей TKIP — в возможности так называемой Michael-атаки. Для быстрого залатывания некоторых особо критичных дыр в WEP в TKIP было введено правило, что точка доступа обязана блокировать все коммуникации через себя (то есть «засыпать») на 60 секунд, если обнаруживается атака на подбор ключа (описана во второй части). Michael-атака — простая передача «испорченных» пакетов для полного отключения всей сети. Причём в отличии от обычного DDoS тут достаточно всего двух (двух) пакетов для гарантированного выведения сети из строя на одну минуту.

WPA отличается от WEP и тем, что шифрует данные каждого клиента по отдельности. После рукопожатия генерируется временный ключ — PTK — который используется для кодирования передачи этого клиента, но никакого другого. Поэтому даже если вы проникли в сеть, то прочитать пакеты других клиентов вы сможете только, когда перехватите их рукопожатия — каждого по отдельности. Демонстрация этого с помощью Wireshark будет в третьей части.

Кроме разных алгоритмов шифрования, WPA(2) поддерживают два разных режима начальной аутентификации (проверки пароля для доступа клиента к сети) — PSK и Enterprise. PSK (иногда его называют WPA Personal) — вход по единому паролю, который вводит клиент при подключении. Это просто и удобно, но в случае больших компаний может быть проблемой — допустим, у вас ушёл сотрудник и чтобы он не мог больше получить доступ к сети приходится применять способ из «Людей в чёрном» менять пароль для всей сети и уведомлять об этом других сотрудников. Enterprise снимает эту проблему благодаря наличию множества ключей, хранящихся на отдельном сервере — RADIUS. Кроме того, Enterprise стандартизирует сам процесс аутентификации в протоколе EAP (Extensible Authentication Protocol), что позволяет написать собственный велосипед алгоритм. Короче, одни плюшки для больших дядей.

В этом цикле будет подробно разобрана атака на WPA(2)-PSK, так как Enterprise — это совсем другая история, так как используется только в больших компаниях.

WPS/QSS

WPS, он же Qikk aSS QSS — интересная технология, которая позволяет нам вообще не думать о пароле, а просто добавить воды нажать на кнопку и тут же подключиться к сети. По сути это «легальный» метод обхода защиты по паролю вообще, но удивительно то, что он получил широкое распространение при очень серьёзном просчёте в самой системе допуска — это спустя годы после печального опыта с WEP.

WPS позволяет клиенту подключиться к точке доступа по 8-символьному коду, состоящему из цифр (PIN). Однако из-за ошибки в стандарте нужно угадать лишь 4 из них. Таким образом, достаточно всего-навсего 10000 попыток подбора и вне зависимости от сложности пароля для доступа к беспроводной сети вы автоматически получаете этот доступ, а с ним в придачу — и этот самый пароль как он есть.

Учитывая, что это взаимодействие происходит до любых проверок безопасности, в секунду можно отправлять по 10-50 запросов на вход через WPS, и через 3-15 часов (иногда больше, иногда меньше) вы получите ключи от рая.

Когда данная уязвимость была раскрыта производители стали внедрять ограничение на число попыток входа (rate limit), после превышения которого точка доступа автоматически на какое-то время отключает WPS — однако до сих пор таких устройств не больше половины от уже выпущенных без этой защиты. Даже больше — временное отключение кардинально ничего не меняет, так как при одной попытке входа в минуту нам понадобится всего 10000/60/24 = 6,94 дней. А PIN обычно отыскивается раньше, чем проходится весь цикл.

Хочу ещё раз обратить ваше внимание, что при включенном WPS ваш пароль будет неминуемо раскрыт вне зависимости от своей сложности. Поэтому если вам вообще нужен WPS — включайте его только когда производится подключение к сети, а в остальное время держите этот бекдор выключенным.

Атака на WPS будет рассмотрена во второй части.

p.s: так как тема очень обширная, в материал могли закрасться ошибки и неточности. Вместо криков «автор ничего не понимает» лучше использовать комментарии и ЛС. Это будет только приветствоваться.

Оглавление:
1) Матчасть
2) Kali. Скрытие SSID. MAC-фильтрация. WPS
3) WPA. OpenCL/CUDA. Статистика подбора