信息安全技术与应用 工业和信息化普通高等教育十二五 规划教材 教学课件 ppt 作者 彭新光 王峥 第10章 无线网络安全

信息安全技术与应用,第10章 无线网络安全,信息安全技术与应用,有线网络 采用铜线或光缆等传输介质实现数据通信的网络; 无线网络 采用无线链路实现数据通信的网络; 无线网络为移动计算提供了支撑环境; 无线网络只是有线网络的补充； 无线网络比有线网络存在更多的安全隐患和威胁。,无线通信网络安全,信息安全技术与应用,10.1 无线网络标准,蜂房移动通信网 2G、GPRS、EDGE、3G、4G； 无线局域网 IEEE 802.11、IEEE 802.11a、IEEE 802.11b、IEEE 802.11g、IEEE 802.11n； 无线个人区域网 HomeRF、IEEE802.15； 无线城域网 IEEE 802.16,信息安全技术与应用,第二代蜂房移动通信标准,模拟蜂房移动通信是第一代（1G）移动通信系统； 模拟信号传输实现语音业务； 频分多址FDMA划分信道； 频谱利用率低、语音质量差、接入容量小和保密性差； 全球移动通信系统GSM； 码分多址CDMA,信息安全技术与应用,GSM采用时分多址TDMA窄带标准； 分别工作在900MHz、1800MHz和1900MHz频段； 上行和下行载波频率各占用25MHz带宽； 接收频率比发射频率高，构成频分双工信道； 在25MHz带宽内分成124个TDMA载波信道； 每个载波信道占用200kHz的带宽； 载波信道分成8个时隙，每个时隙宽度为0.578ms； 时隙就是TDMA物理意义上的信道； GSM最大提供9.6kbps的数据传输速率；,全球移动通信系统GSM标准,信息安全技术与应用,GSM900MHz频分双工频谱,信息安全技术与应用,FDMA频带独占而时间资源共享； TDMA时隙独占而频率资源共享； CDMA码型独占而频率和时间资源共享； CDMA系统能够在同一时间和同一频率下实现通信； 最大可提供9.6kbit/s的数据传输速率； 拥有巨大的通信容量；,码分多址CDMA标准,信息安全技术与应用,CDMA频分双工码分信道,信息安全技术与应用,通用分组无线业务GPRS(general packet radio service)俗称2.5G移动通信标准； 采用分组交换传输； 语音通信为主，数据通信为辅； GPRS与GSM具有相同的频段、双工间隔、频带宽度、载频间隔和TDMA帧结构； 最大提供171.2kbps的数据传输速率；,通用分组无线业务,信息安全技术与应用,第三代蜂房移动通信标准,国际电信联盟ITU早在1985年就提出了第三代（3G）移动通信的雏形； 1996年ITU将其正式更名为国际移动电信IMT-2000； 提供文本、语音、音乐、图像、视频等多媒体移动通信服务； 可分别支持2Mbps、384kbps和144kbps的数据传输速率； 统一标准和频段、提高频谱利用率和支持多媒体移动通信正是3G移动通信与2G的主要区别； 欧洲提出的宽带WCDMA（wideband CDMA）； 美国提出的CDMA2000 ； 中国制定的时分同步TD-SCDMA；,信息安全技术与应用,IEEE802.11 固定基础设施,信息安全技术与应用,IEEE802.11无固定基础设施,信息安全技术与应用,IEEE 802.11采用载波监听多路访问/冲突避免CSMA/CA协议； 物理层定义了跳频扩频FHSS、直序扩频DSSS、红外线IR三种调制技术； 工作频段为不需要许可证的2.4GHz工业、科学和医疗ISM（industry science and medical）频段； 数据传输速率可达到1Mbps或2Mbps。,IEEE802.11标准,信息安全技术与应用,1999年发布了IEEE 802.11a和IEEE 802.11b标准； IEEE 802.11a物理层使用5GHz ISM频段和正交频分复用OFDM（orthogonal frequency division multiplexing）多载波调制技术； 可分别支持6，9，12，18，24，36，48，56 Mbps多种传输速率； OFDM能够与ETSI提出的高性能无线局域网HiperLAN兼容。,IEEE802. 11a 标准,信息安全技术与应用,IEEE 802.11b物理层仍然使用2.4GHz ISM频段； 采用高速率直序扩频HR-DSSS调制技术； 在1，2，5.5，11Mbps范围内自动调整传输速率； 在室内有障碍的条件下最大传输距离可达100m； 室外直线传播最大传输距离可以达到300m。,IEEE802.11b标准,信息安全技术与应用,IEEE 802.11g沿用了IEEE 802.11、IEEE 802.11b的2.42.4835GHz ISM频段； 使用IEEE 802.11a的OFDM调制扩频技术； 兼容目前广泛使用的IEEE 802.11b技术标准； IEEE 802.11g不仅支持IEEE 802.11a具有的6，9，12，18，24，36，48，56 Mbps多种传输速率； 也支持IEEE 802.11b具有的1，2，5.5，11Mbps传输速率。,IEEE802.11g标准,信息安全技术与应用,IEEE802.11n标准,IEEE 802.11委员会于2009年发布了IEEE 802.11n标准; 采用多入多出（multiple input multiple output，MIMO）OFDM调制扩频技术; 数据传输速率提高到300Mbit/s。,信息安全技术与应用,生产厂商自发成立无线高保真Wi-Fi（wireless fidelity alliance）联盟（http:/www.wi-fi.org）; 凡通过Wi-Fi联盟认证的无线产品; 准予标记Wi-Fi CERTIFIED兼容性标准指示图标SII（standard indicator icons）认证标签。,无线高保真Wi-Fi,信息安全技术与应用,高性能无线局域网 HiperLAN（high performance radio local area network）是ETSI制定的宽带无线接入网BRAN（broadband radio access networks）的重要组成部分; BRAN包括 HiperLAN/1、HiperLAN/2、HiperAccess 和 HiperLink 四个标准; HiperLAN/1和HiperLAN/2用于高速WLAN接入； HiperAccess用于室外远距离有线通信网络高速接入； HiperLink提供HiperAccess和HiperLAN/2之间的近距离高速无线连接。,HiperLAN 高性能无线局域网,信息安全技术与应用,HiperLAN/2物理层使用5GHz ISM频段和正交频分复用OFDM调制技术； 分别支持6，9，12，18，27，36，54 Mbps多种传输速率； HiperLAN/2采用面向连接的传输方式； 可以为每个连接分配网络吞吐量、传输延迟时间、延时抖动和数据传输误码率等QoS参数； 能够更好地满足多媒体数据业务的需求。,HiperLAN/2 特点,信息安全技术与应用,HomeRF是面向家庭的无线网络标准； 主要用于个人计算机和家用电子设备之间的无线通信； 支持电路交换和分组交换两种方式； HomeRF 1.0支持1.6Mbps的数据传输速率，工作频段为2.4GHz ISM频段； HomeRF 2.0的数据传输速率提高到10Mbps，工作频段为5GHz ISM频段。,HomeRF 无线家庭网,信息安全技术与应用,瑞典爱立信公司早在1994年就提出了蓝牙（Bluetooth）短距离无线网技术； 1998年成立了蓝牙特别兴趣小组SIG（Bluetooth special interest group）； 2002年3月IEEE正式批准Bluetooth 1.1版本为IEEE802.15.1标准； 并将蓝牙更名为无线个人区域网WPAN（wireless personal area network）。,蓝牙短距离无线网,信息安全技术与应用,IEEE802.15.1标准工作频段为2.4GHz ISM频段； 同样采用了跳频扩频技术； 最大数据传输速率为1Mbps，传输距离为10cm10m； 2004年SIG推出Bluetooth 2.0版本规范； 其核心是增强数据率EDR（enhanced data rate）技术； 将1Mbps的数据传输速率提升到3Mbps。,Bluetooth 2.0 规范,信息安全技术与应用,IEEE 802.11标准系列是面向无线局域网的标准； IEEE 802.15标准系列是面向无线个人区域网的标准； IEEE 802.16标准系列则是面向大范围覆盖的无线城域网WMAN（wireless metropolitan area network）标准； 类似于IEEE 802.11 Wi-Fi和IEEE802.15 SIG联盟； 支持IEEE 802.16标准的生产厂商于2001年4月也自发成立了微波接入全球互操作性WiMAX（worldwide interoperability for microwave access）联盟； 旨在全球范围推广IEEE 802.16标准并加快市场化进程。,IEEE802.16 无线城域网,信息安全技术与应用,IEEE802 无线网络典型应用,信息安全技术与应用,有线等价保密WEP（wired equivalent privacy）是IEEE 802.11、系列无线局域网采用的安全保护机制； 工作组希望WEP能够提供同有线网络完全等价的个人保密保护； 正确配置WEP的全部安全功能，WEP仍然能够为WLAN应用提供基本的保密性和完整性； WEP加密利用共享密钥在提供数据传输保密性的同时，也提供了身份认证机制。,10.2 有线等价保密安全机制,信息安全技术与应用,WEP主要提供了数据加密和身份认证保护功能； 数据加密采用RC4加密算法； 提供无加密、 40位密钥和104位密钥不同实现方式 ； 无加密表示数据以明文方式传输； 只有当无线客户端的密钥和服务设置标识SSID（service set identity）与接入点完全相同时； 客户端才能接入WLAN。,有线等价保密WEP,信息安全技术与应用,WEP加密过程,信息安全技术与应用,WEP 解密过程,信息安全技术与应用,IEEE 802.11 WLAN具有： 开放系统认证(open system authentication)； 封闭系统认证(closed system authentication)； 共享密钥认证(shared key authentication)； 开放系统认证是IEEE 802.11身份认证的默认方式； 开放系统认证强调简单易用。,WEP 身份认证,信息安全技术与应用,无线AP不要求无线客户端提供正确的SSID； 当无线客户端提交任意SSID认证请求时； 无线AP通过广播自己的SSID来响应开放系统认证请求。,开放系统认证,信息安全技术与应用,封闭系统认证,无线AP要求无线客户端必须提交正确的SSID； 只有认证双方具有相同的SSID； 容许无线客户端接入WLAN； 否则拒绝无线客户端的认证请求。,信息安全技术与应用,共享密钥认证,信息安全技术与应用,WEP更多地考虑了易用性和加密算法的高效性； 在WP默认配置、加密、密钥管理和服务设置标识等方面存在大量漏洞； WEP默认配置漏洞； 多数用户通常都使用默认配置； 开放系统认证是WEP的默认配置； 设置了一个公共用户端口； 任意无线客户端都可以接入WLAN。,10.3 WEP安全漏洞,信息安全技术与应用,所有WEP帧都采用相同的密钥和初始向量加密； 利用重复使用的初始向量有可能破译出加密的WEP帧； 许多厂商简单地将设备启动时的初始向量设置为0，然后再逐次加1； 获得足够多的相同初始向量，有可能从密文消息中破译出密钥或明文； 初始向量只有24位，可以穷举完所有的初始向量； 采用共享密钥加密和解密数据，更改密钥就须告知