Протоколы безопасности беспроводных сетей

2) Манипуляция битами (Bit-Flipping Attacks)

Манипуляция битами преследует ту же цель, что и повторное использование вектора инициализации, и опирается на уязвимость вектора контроля целостности фрейма ICV Пользовательские данные могут различаться от фрейма к фрейму, в то же время многие служебные поля и их положение внутри фрейма остаются неизменными.

Хакер манипулирует битами пользовательских данных внутри фрейма 2-го (канального) уровня модели OSI (Open Systems Interconnection) с целью искажения 3-го (сетевого) уровня пакета. Процесс манипуляции показан на рис. 8.7.

1. Хакер пассивно наблюдает фреймы беспроводной локальной сети с помощью средств анализа трафика протокола 802.11.
2. Хакер захватывает фрейм и произвольно изменяет биты в поле данных протокола 3-го уровня.
3. Хакер модифицирует значение вектора контроля целостности фрейма ICV (как именно, будет описано ниже).
4. Хакер передает модифицированный фрейм в беспроводную локальную сеть.
5. Принимающая сторона (абонент либо точка радиодоступа) вычисляет значение вектора контроля целостности фрейма ICV для полученного модифицированного фрейма.
6. Принимающая сторона сравнивает вычисленное значение вектора ICV с имеющимся в полученном модифицированном фрейме.
7. Значения векторов совпадают, фрейм считается неискаженным и не отбрасывается.
8. Принимающая сторона деинкапсулирует содержимое фрейма и обрабатывает пакет сетевого уровня.
9. Поскольку манипуляция битами происходила на канальном уровне, контрольная сумма пакета сетевого уровня оказывается неверной.
10. Стек протокола сетевого уровня на принимающей стороне генерирует предсказуемое сообщение об ошибке.
11. Хакер наблюдает за беспроводной локальной сетью в ожидании зашифрованного фрейма с сообщением об ошибке.
12. Хакер захватывает фрейм, содержащий зашифрованное сообщение об ошибке, и вычисляет ключевую последовательность, как было описано ранее для атаки с повторным использованием вектора инициализации.
    

    
    увеличить изображение
    Рис. 8.7. Атака с манипуляцией битами

Вектор ICV находится в шифрованной части фрейма. С помощью следующей процедуры хакер манипулирует битами шифрованного вектора ICV и таким образом обеспечивает корректность самого вектора для нового, модифицированного фрейма ( рис. 8.8):

1. Исходный фрейм F1 имеет вектор C1.
2. Создается фрейм F2 такой же длины, что и F1, служащий маской для модификации битов фрейма F1.
3. Создается фрейм F3 путем выполнения двоичной функции XOR над фреймами F1 и F2.
4. Вычисляется промежуточный вектор С2 для фрейма F3.
5. Вектор C3 для фрейма F3 вычисляется путем выполнения двоичной функции XOR над C1 и C2.

Рис. 8.8. Вычисление поля контроля целостности сообщений

Проблемы управления статическими WEP-ключами

Стандартом IEEE 802.11 не предусмотрены какие-либо механизмы управления ключами шифрования. По определению, алгоритм WEP поддерживает лишь статические ключи, которые заранее распространяются тем или иным способом между абонентами и точками радиодоступа беспроводной локальной сети. Поскольку IEEE 802.11 аутентифицирует физическое устройство, а не его пользователя, утрата абонентского адаптера, точки радиодоступа или собственно секретного ключа представляют опасность для системы безопасности беспроводной локальной сети. В результате при каждом подобном инциденте администратор сети будет вынужден вручную произвести смену ключей у всех абонентов и в точках доступа. Для этого во всем оборудовании D-Link отведено четыре поля для ввода ключей. И при смене всех ключей необходимо только поменять номер используемого ключа.

Эти административные действия годятся для небольшой беспроводной локальной сети, но совершенно неприемлемы для сетей, в которых абоненты исчисляются сотнями и тысячами и/или распределены территориально. В условиях отсутствия механизмов генерации и распространения ключей администратор вынужден тщательно охранять абонентские адаптеры и оборудование инфраструктуры сети.