Файл: Международные стандарты в сфере безопасности сетей 9информации, которые могут быть использованы в отечественных условиях. Основные международные стандарты информационной безопасности и их описание).pdf

В ходе тестирования различного сетевого оборудования, работающего по стандарту 802.11, была обнаружена ошибка в процедуре предотвращения коллизий, возникающих при одновременной работе большого числа устройств беспроводной сети. В случае атаки устройства сети вели себя так, будто канал был все время занят. Передача любого трафика сети полностью блокировалась, и за пять секунд сеть полностью выходила из строя. Эту проблему невозможно было решить ни с помощью специализированного программного обеспечения, ни с использованием механизмов шифрования, так как данная ошибка была заложена в самой спецификации стандарта 802.11.

Подобной уязвимости подвержены все устройства беспроводной передачи данных, работающие на скоростях до 2 Мбит/с и использующие технологию DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum). Сетевые устройства стандартов 802.11a и 802.11g, работающие на скоростях более 20 Мбит/с, данной уязвимости не подвержены.

Таким образом, технология WEP не обеспечивает надлежащего уровня безопасности корпоративной сети предприятия, но ее вполне достаточно для домашней беспроводной сети, когда объем перехваченного сетевого трафика слишком мал для анализа и вскрытия ключа.

Cтандарт IEEE 802.11X

Очередным шагом в развитии методов защиты беспроводных сетей было появление стандарта IEEE 802.11X, совместимого с IEEE 802.11. В новом стандарте были использованы протокол расширенной аутентификации Extensible Authentication Protocol (EAP), протокол защиты транспортного уровня Transport Layer Security (TLS) и сервер доступа RADIUS (Remote Access Dial-in User Server). В отличие от протокола WEP, стандарт IEEE 802.11X использует динамические 128-битные ключи, периодически меняющиеся во времени. Секретный ключ пересылается пользователю в зашифрованном виде после прохождения этапа аутентификации. Время действия ключа ограничено временем действующего на данный момент сеанса. После окончания текущего сеанса создается новый секретный ключ и снова высылается пользователю. Взаимная аутентификация и целостность передачи данных реализуется протоколом защиты транспортного уровня TLS. Для шифрования данных, как и в протоколе WEP, используется алгоритм RC4 с некоторыми изменениями.

В указанном стандарте были исправлены недостатки технологий безопасности, применяемых в 802.11, — это возможность взлома WEP и зависимость от технологий производителя. IEEE 802.11X поддерживается операционными системами Windows XP и Windows Server 2003. По умолчанию в Windows XP время сеанса работы на секретном ключе равно 30 минутам.

Стандарт безопасности WPA

В 2003 году был представлен следующий стандарт безопасности — WPA (Wi-Fi Protected Access), главной особенностью которого стали динамическая генерация ключей шифрования данных, построенная на базе протокола TKIP (Temporal Key Integrity Protocol) и позволяющая обеспечить конфиденциальность и целостность передаваемых данных. По протоколу TKIP сетевые устройства работают с 48-битовым вектором инициализации (в отличие от 24-битового вектора WEP) и реализуют правила изменения последовательности его битов, что исключает повторное использование ключей. В протоколе TKIP предусмотрена генерация нового 128-битного ключа для каждого передаваемого пакета и улучшенный контроль целостности сообщений с помощью криптографической контрольной суммы MIC (Message Integrity Code), препятствующей нарушителю изменять содержимое передаваемых пакетов. В итоге получается, что каждый передаваемый по сети пакет данных имеет собственный уникальный ключ, а каждое устройство беспроводной сети наделяется динамически изменяемым ключом. Хотя протокол TKIP работает с тем же блочным шифром RC4, который предусмотрен спецификацией протокола WEP, однако технология WPA защищает данные надежнее последнего. Ключи динамически меняются каждые 10 Кбайт. По заверениям разработчиков данного стандарта, вероятность получения одинаковых ключей очень мала.

В общем виде структуру защищенной технологии WPA можно представить как объединение стандарта безопасности IEEE 802.11X, протокола расширенной аутентификации EAP, протокола интеграции временного ключа TKIP, технологии проверки целостности сообщений MIC и централизованного сервера аутентификации RADIUS, предназначенного для работы с точками доступа беспроводной сети. Наличие аутентификации пользователей беспроводной сети также является характерной особенностью стандарта безопасности WPA. Точки доступа беспроводной сети для работы в системе сетевой безопасности стандарта WPA должны поддерживать аутентификацию пользователей по протоколу RADIUS. Сервер RADIUS сначала проверяет аутентифицирующую информацию пользователя (на соответствие содержимому своей базы данных об идентификаторах и паролях пользователей) или его цифровой сертификат, а затем активизирует динамическую генерацию ключей шифрования точкой доступа и клиентской системой для каждого сеанса связи. Для работы технологии WPA требуется механизм EAP-TLS (Transport Layer Security).

Централизованный сервер аутентификации наиболее целесообразно использовать в масштабах крупного предприятия. Для шифрования пакетов и расчета криптографической контрольной суммы MIC используется значение пароля.

Необходимым условием использования стандарта безопасности WPA в рамках конкретной беспроводной сети является поддержка данного стандарта всеми устройствами сети. Если функция поддержки стандарта WPA выключена либо отсутствует хотя бы у одного из устройств, то безопасность сети будет реализована по умолчанию на базе протокола WEP. Проверить устройства беспроводной сети на совместимость можно по спискам сертифицированных продуктов, представленных на Web-сайте организации Wi-Fi Alliance (http://www.wi-fi.org).

WPA изначально разрабатывался как временный стандарт, поэтому широкое распространение получила как его аппаратная, так и программная реализация. Например, установка обновления Service Pack SP1 операционной системы Windows XP на ноутбуках Intel Centrino дает возможность использовать стандарт WPA. В силу того что большинство программных реализаций стандарта WPA генерируют секретный ключ, используя пароль пользователя и сетевое имя компьютера, то знание этого пароля позволяет нарушителям беспрепятственно проникнуть в беспроводную сеть. Пароль является основой для получения ключа шифрования, и поэтому разумный подход к его выбору имеет решающее значение для безопасности всей сети. Нарушитель, несколько раз понаблюдав процедуру обмена ключами с точкой доступа, может осуществить анализ трафика на предмет получения пароля. Считается, что пароли длиной менее 20 знаков значительно снижают безопасность беспроводной сети.

Стандарт IEEE 802.11i

В середине прошлого года спецификация защиты сетей Wi-Fi получила окончательное одобрение комитета по стандартам IEEE и была представлена в виде стандарта IEEE 802.11i, получившего название WPA2. В основе этого стандарта лежит концепция надежно защищенной сети — Robust Security Network (RSN), в соответствии с которой точки доступа и сетевые устройства должны обладать отличными техническими характеристиками, высокой производительностью и поддержкой сложных алгоритмов шифрования данных. Технология IEEE 802.11i является дальнейшим развитием стандарта WPA, поэтому в этих стандартах реализовано много аналогичных решений, например архитектура системы безопасности по аутентификации и обновлению ключевой информации сети. Однако указанные стандарты существенно отличаются друг от друга. В WPA процедура шифрования данных построена на базе протокола TKIP, а технология IEEE 802.11i основана на алгоритме AES (Advanced Encryption Standard), обеспечивающем более надежную защиту и поддерживающем ключи длиной 128, 192 и 256 бит. В технологии IEEE 802.11i алгоритм AES выполняет ту же функцию, что и алгоритм RC4 в протоколе TKIP стандарта WPA. Защитный протокол, использующий AES, получил название CCMP (Counter Mode with CBC-MAC Protocol). Для подсчета криптографической контрольной суммы MIC протокол CCMP применяет метод CBC-MAC (Cipher Block Chaining Message Authentication Code).

Следует отметить, что новая технология IEEE 802.11i тоже не является окончательным решением проблемы безопасности сетей Wi-Fi, поскольку пользователям беспроводных сетей потребуется более гибкая система управления безопасностью сети.

Предотвращение угроз безопасности беспроводных сетей

По результатам анализа возможных угроз безопасности беспроводных сетей специалисты предлагают некоторые правила по организации и настройке беспроводных сетей:

• при создании беспроводных сетей необходимо проверить совместимость используемого сетевого оборудования (данную информацию можно получить на Web-сайте организации Wi-Fi Alliance: http://www.wi-fi.org);
• правильное размещение антенн и уменьшение зоны действия беспроводной сети путем ограничения мощности передачи антенны позволяет снизить вероятность несанкционированного подключения к беспроводной сети;
• в настройках сетевого оборудования следует отключить широковещательную рассылку идентификатора SSID. Необходимо запретить доступ пользователей, имеющих значение идентификатора SSID «Аny»;
• для настройки точки доступа желательно использовать проводное соединение, отключив по возможности беспроводной доступ к настройкам параметров. Пароль для доступа к настройкам точки доступа должен быть сложным;
• следует периодически проводить аудит безопасности беспроводной сети, устанавливать обновления драйверов и операционных систем;
• использовать список МАС-адресов легальных пользователей беспроводной сети;
• одной из основных задач администратора сети является периодическая смена статических паролей;
• ключи, используемые в сети, должны быть максимально длинными. Постоянная смена ключевой информации повысит защищенность сети от несанкционированного доступа;
• технология шифрования данных беспроводной сети должна обеспечивать наивысшую степень защиты с учетом ее поддержки всеми сетевыми устройствами беспроводной сети;
• на всех компьютерах сети желательно установить файерволы и отключить максимально возможное число неиспользуемых сетевых протоколов, чтобы ограничить возможность проникновения нарушителя внутрь сети;
• администратор сети обязан регулярно проводить административно-организационные мероприятия по недопущению разглашения паролей пользователей и другой ключевой информации.

Стандарты информационной безопасности в Интернете

В качестве средств обеспечения безопасности в сети Интернет популярны протоколы защищенной передачи данных, а именно SSL (TLS), SET, IP v. 6. Они появились сравнительно недавно, и сразу стали стандартами де-факто.

Ssl (tls)

Наиболее популярный сейчас сетевой протокол шифрования данных для безопасной передачи по сети представляет собой набор криптографических алгоритмов, методов и правил их применения. Позволяет устанавливать защищенное соединение, производить контроль целостности данных и решать различные сопутствующие задачи.

SET

SET (Security Electronics Transaction) - перспективный протокол, обеспечивающий безопасные электронные транзакции в Интернете. Он основан на использовании цифровых сертификатов по стандарту Х.509 и предназначен для организации электронной торговли через сеть.

Данный протокол является стандартом, разработанным компаниями "MasterCard" и "Visa" при участии "IBM", "GlobeSet" и других партнеров. С его помощью покупатели могут приобретать товары через Интернет, используя самый защищенный на сегодняшний день механизм выполнения платежей. SET - это открытый стандартный многосторонний протокол для проведения платежей в Интернете с использованием пластиковых карточек. Он обеспечивает кросс-аутентификацию счета держателя карты, продавца и банка продавца для проверки готовности оплаты, а также целостность и секретность сообщения, шифрование ценных и уязвимых данных. SET можно считать стандартной технологией или системой протоколов выполнения безопасных платежей на основе пластиковых карт через Интернет.

IPSec

Спецификация IPSec входит в стандарт IP v. 6 и является дополнительной по отношению к текущей версии протоколов TCP/IP. Она разрабатывается Рабочей группой IP Security IETF. В настоящее время IPSec включает три алгоритмо-независимых базовых спецификации, представляющих соответствующие RFC-стандарты.

Протокол IPSec обеспечивает стандартный способ шифрования трафика на сетевом (третьем) уровне IP и защищает информацию на основе сквозного шифрования: независимо от работающего приложения, шифруется каждый пакет данных, проходящий по каналу. Это позволяет организациям создавать в Интернете виртуальные частные сети. IPSec работает поверх обычных протоколов связи, поддерживая DES, MD5 и ряд других криптографических алгоритмов.