Một số vấn đề an ninh trong mạng máy tính không dây

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1: Độ nhiễu của tần số Hình 2: Sự mã hoá thông tin của trải phổ chuỗi trực tiếp Hình

Trang 1

Chuyên Ngành: Khoa Học Máy Tính

Trang 2

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

2.1 Đa truy cập cảm ứng sóng mang – Tránh xung đột CSMA/CA 11

III MÔ HÌNH HOẠT ĐỘNG CỦA MẠNG KHÔNG DÂY 13

I VẤN ĐỀ AN NINH TRONG MẠNG KHÔNG DÂY 24

II CÁC LOẠI HÌNH TẤN CÔNG MẠNG KHÔNG DÂY 25

Trang 3

2.1.2 Kiểm soát sự xác thực người dùng (Authentication) 32

2.5 Giao thức bảo toàn dữ liệu với khoá theo thời gian TKIP 47

CHƯƠNG III ỨNG DỤNG THỰC TẾ MẠNG KHÔNG

I MÔ HÌNH MẠNG KHÔNG DÂY TRONG TRƯỜNG ĐHKTCN 62

1 Mô hình logic và sơ đồ phủ sóng vật lý tổng thể tại trường 63

II GIẢI PHÁP BẢO MẬT TRONG MẠNG KHÔNG DÂY TẠI

Trang 4

I&A Identification & Authentication

IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers

Trang 5

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1: Độ nhiễu của tần số

Hình 2: Sự mã hoá thông tin của trải phổ chuỗi trực tiếp

Hình 3: Chuyển đổi tần số trên các kênh

Hình 4: Quá trình gửi RTS/CTS

Hình 5: Mô hình mạng Adhoc

Hình 6: Mô hình kết nối tập dịch vụ cơ bản BSS

Hình 7: Mô hình mạng diện rộng Wimax

Hình 8: Phân bố băng tần ISM

Hình 9: Mô tả quá trình chứng thực bằng địa chỉ MAC

Hình 10: Mô tả quá trình chứng thực bằng SSID

Hình 11: Quá trình ký trong message

Hình 12: Quá trình mã hoá sử dụng hệ mật mã DES

Hình 13: Quá trình mã hoá sử dụng hệ mật mã RSA

Hình 14: Mô tả quá trình chứng thực giữa Client và AP

Hình 15: Thuật toán mã hóa WEP

Hình 16: Quá trình giải mã WEP

Hình 17: Quá trình bảo mật dùng TKIP

Hình 18: Mô hình chứng thực sử dụng RADIUS Server

Hình 19: Quá trình chứng thực RADIUS Server

Hình 20: Kiến trúc EAP cơ bản

Hình 21: Cấu trúc khung của bản tin yêu cầu và trả lời

Hình 22: Cấu trúc các khung EAP thành công và không thành công

Hình 23: Cấu trúc cổng

Hình 26: Mô hình logic mạng không dây tại trường Hình 27: Mô hình phủ sóng tại trường

Hình 28: Sơ đồ phân bố các Access point Hình 29: Giao diện quản trị của WLAN Controler 4420 Hình 30: Hệ thống 10 AP được quản lý

Hình 31: Các mức truy cập của hệ thống Hình 32: Các chính sách truy cập của USERS_GV_ACL Hình 33: Các chính sách truy cập của GUEST_ACL Hình 34: Bảo mật lớp 2 của WLAN SSID: Quan tri mang dhktcn Hình 35: Bảo mật lớp 3 của WLAN SSID: Quan tri mang dhktcn Hình 36: Bảo mật của WLAN SSID: Sinh vien dhktcn va Khach Hình 37: Bảo mật của WLAN SSID: Can bo va Giang vien dhktcn Hình 38: Tạo ra các users chứng thực Web Authentication Hình 39: Cấu hình chức năng bảo mật Web Authentication Hình 40: Đăng nhập trong chính sách Web Authentication Hình 41: Bảng MAC Adress Table để chứng thực và quản lý

Trang 6

LỜI CẢM ƠN

Em xin được gửi lời cảm ơn trân trọng nhất đến thầy giáo PGS.TS

Nguyễn Gia Hiểu, người đã dành nhiều thời gian để hướng dẫn em hoàn

thành luận văn này

Em cũng xin được được gửi đến các thầy cô giáo khoa Công nghệ

Thông tin, Đại học Thái Nguyên lời cảm ơn sâu sắc vì những kiến thức mà

các thầy cô đã giảng dạy cho chúng em trong suốt những năm học tại trường

Được trang bị những kiến thức này đã giúp cho em trưởng thành hơn và có

khả năng cống hiến, phục vụ nhiều hơn cho xã hội

Em cũng xin cảm ơn các bạn đồng nghiệp, các bạn cùng học tập, đã

trực tiếp hoặc gián tiếp giúp em hoàn thành luận văn này

Trang 7

MỞ ĐẦU

Lần đầu tiên khi Guglinelmo Marconi truyền đi tín hiệu không dây đầu tiên

qua một sườn đồi của nước Ý vào năm 1894, công nghệ không dây đã làm thay

đổi phương thức gửi và nhận thông tin của con người Thế giới bước sang thế kỷ

21 ngành công nghệ không dây cũng là một trong những ngành công nghệ mũi

nhọn cho sự phát triển của nền kinh tế, đồng thời nó còn là một tiêu trí quan

trọng đánh giá sự phát triển của mỗi quốc gia Việc truy cập không dây cho phép

chúng ta có thể truy suất đến các nguồn thông tin tại bất cứ nơi nào trong văn

phòng làm việc, sân bay, nhà ga Điều này giúp chúng ta có thể điều hành công

việc từ xa, có thể làm việc ở nơi khác văn phòng hay gửi các báo cáo khi cần

thiết, giúp chúng ta ra quyết định nhanh chóng trong công việc Tuy nhiên chính

sự quảng bá và tiện dụng của các hệ thống không dây là những nguyên nhân

chính của nhiều vấn đề bảo mật cho hệ thống này Thông tin là một tài sản quý

giá, đảm bảo được an toàn dữ liệu cho người sử dụng là một trong những yêu

cầu được đặt ra hàng đầu Chính vì vậy em đã quyết định chọn đề tài “ Một số

vấn đề về bảo mật trong hệ thống mạng không dây ”, làm đề tài tốt nghiệp, với

mong muốn tìm hiểu, nghiên cứu các lỗ hổng trong bảo mật cần khắc phục các

phương thức tấn công và giải pháp phòng tránh

Do thời gian có hạn và khối lượng kiến thức cần nghiên cứu là vô cùng rộng

lớn nên luận văn không thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong sự đóng góp ý

kiến của các thầy cô giáo, các nhà chuyên môn và các bạn để luận văn được hoàn

thiện hơn và trở thành một cẩm nang tra cứu trong vấn đề bảo mật hệ thống

mạng không dây

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ MẠNG KHÔNG DÂY

I GIỚI THIỆU CHUNG

1 Giới thiệu

Thuật ngữ “mạng máy tính không dây” nói đến công nghệ cho phép hai hay nhiều máy tính giao tiếp với nhau dùng những giao thức mạng chuẩn nhưng không cần dây cáp mạng Ưu điểm của mạng máy tính này đã được thể hiện khá

rõ trong mọi lĩnh vực của cuộc sống Đó chính là sự trao đổi, chia sẻ, lưu trữ và bảo vệ thông tin Mạng máy tính không dây ngay từ khi ra đời nó đã phát triển rất nhanh chóng Sự phát triển này dựa trên hai nhân tố quan trọng sau đây:

- Sự phổ cập của mạng không dây

Thời gian gần đây với sự phát triển của công nghệ ,sự hoàn thiện của các chuẩn làm cho giá thành của thiết bị Wireless LAN giảm đồng thời nhu cầu sử dụng Internet càng tăng , tại các nước phát triển các dịch vụ truy nhập Internet không dây đã trở nên phổ cập, bạn có thể ngồi trong tiền sảnh của một khách sạn

và truy nhập Internet từ máy tính xách tay của mình một cách dễ dàng thông qua kết nối không dây.Với những lợi ích mà Wireless LAN đem lại, ngày nay công nghệ này được ứng dụng rất nhiều tại các cơ quan công lập, các trường đại học, các doanh nghiệp hay thậm chí tại các khu công cộng Chính những đặc tính dễ

mở rộng và quản lý bảo trì đã tạo ra một sự phổ cập rộng lớn của công nghệ mạng không dây không chỉ tại những nước phát triển có công nghệ tiên tiến mà trên toàn thế giới

- Sự thuận tiện

Mạng máy tính không dây đang nhanh chóng trở thành một mạng cốt lõi trong các mạng máy tính và đang phát triển vượt trội Với công nghệ này, những

Trang 8

người sử dụng có thể truy xuất thông tin của mình mà không phải tìm kiếm chỗ

để nối dây mạng, chúng ta có thể mở rộng phạm vi mạng mà không cần lắp đặt

hoặc di chuyển dây Các mạng máy tính không dây có ưu điểm về hiệu suất, sự

thuận tiện, cụ thể như sau:

- Tính di động : Những người sử dụng mạng máy tính không dây có thể truy

nhập nguồn thông tin ở bất kỳ nơi nào Tính di động này sẽ tăng năng suất và

tính kịp thời của các quyết định, thỏa mãn nhu cầu về thông tin mà mạng có dây

không thể có được

- Tính đơn giản : Lắp đặt, thiết lập, kết nối một mạng máy tính không dây là rất

dễ dàng, đơn giản và có thể tránh được việc kéo cáp qua các bức tường và trần

nhà

- Tính linh hoạt : Có thể triển khai ở những nơi mà mạng máy tính có dây khó có

thể triển khai được

- Khả năng vô hướng : các mạng máy tính không dây có thể được cấu hình theo

các topo khác nhau để đáp ứng các nhu cầu ứng dụng và lắp đặt cụ thể Các cấu

hình dễ dàng thay đổi từ các mạng ngang hàng thích hợp cho một số lượng nhỏ

người sử dụng đến các mạng có cơ sở hạ tầng đầy đủ dành cho hàng nghìn người

sử dụng mà có khả năng di chuyển trên một vùng rộng

2 Quá trình phát triển

Công nghệ này tuân theo rất nhiều các tiêu chuẩn và cung cấp nhiều mức bảo mật khác nhau Nhờ vào các tiêu chuẩn này mà các sản phẩm được sản suất một cách đa dạng, các nhà sản suất có thể kết hợp cùng nhau trong việc chế tạo cùng một sản phẩm, hay mỗi phần của sản phẩm do một nhà cung cấp chế tạo nhưng đều tuân theo một tiêu chuẩn chung được quy định

Trong phạm vi của đồ án em xin trình bầy cơ bản về chuẩn 802.11 của mạng không dây, chuẩn này được đưa ra vào năm 1997 bởi tổ chức IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) Học viện các kỹ sư Điện và Điện tử của

Mĩ Chuẩn này được thiết kế để hỗ trợ các ứng dụng có tốc độ trao đổi dữ liệu ở tầm trung và tầm cao

Chuẩn 802.11 là chuẩn nguyên thuỷ của mạng không dây WLAN, vào năm

1999 chuẩn 802.11a ra đời hoạt động ở dải tần 5GHZ, có tốc độ tối đa 54Mbps Cũng trong năm này chuẩn 802.11b ra đời hoạt động ở dải tần 2,4-2,48 Ghz và

hỗ trợ tốc độ 11Mbps Chuẩn này đang được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống mạng không dây, cung cấp được tốc độ phù hợp cho phần lớn các ứng dụng Chuẩn 802.11g là chuẩn mới được giới thiệu vào năm 2003 cũng hoạt động ở cùng dải tần với 802.11b cho phép tốc độ truyền đạt tới 54Mbps, do nó tương thích với 802.11b nên chuẩn này nhanh chóng chiếm lĩnh được thị trường và đang được sử dụng nhiều trên thế giới

Chuẩn 802.11e đang được nghiên cứu để phát triển và có khả năng hỗ trợ các ứng dụng cần băng thông lớn

Trang 9

II CÔNG NGHỆ CHO MẠNG KHÔNG DÂY

Năm 1977 IEEE đưa ra chuẩn đầu tiên 820.11 hỗ trợ 3 công nghệ

- Sóng hồng ngoại IR (Infrared) : Giải thông thấp, ánh sáng mặt trời có thể

làm ảnh hưởng tới sóng hồng ngoại nên IR ít được sử dụng rộng rãi

- Trải phổ trực tiếp DSSS (Direct Sequence Spread Stpectrum)

- Trải phổ nhẩy tần FHSS (Frequency Hopping Spread Stpectrum)

Năm 1999 IEEE đưa ra chuẩn 820.11b và 80211a nhằm mở rộng tốc độ

truyền dữ liệu của WLAN

Bảng thống kê chuẩn và công nghệ WLAN

Chuẩn Công nghệ Tốc độ(Mbps) Băng

Hầu hết chuẩn giao tiếp cho mạng LAN không dây là sử dụng công nghệ trải

phổ Một công nghệ sóng vô tuyến tần số rộng được phát triển trong quân đội để

ứng dụng trong các hệ thống thống thông tin liên lạc cần sự bí mật Công nghệ

này sử dụng chế độ truyền sóng vô tuyến, phát đi các tín hiệu quảng bá trong

một phạm vi tần số nào đó Thiết bị thu nhận tín hiệu cũng phải được đồng bộ

với thiết bị phát về tấn số để có thể tiếp nhận được các tín hiệu đó Sử dụng công

nghệ này giúp các thiết bị di động tránh được nhiễu thường xẩy ra trong các hệ

thống có băng thông hẹp Công nghệ này sử dụng chế độ truyền thông tin tiêu

tốn nhiều băng thông hơn, nhưng có tín hiệu mạnh hơn và dễ nhận biết bởi các thiết bị khác Vì thế công nghệ này chấp nhận giảm bớt hiệu quả băng thông để đổi lấy sự bảo mật, toàn vẹn thông tin và sự tin cậy của tín hiệu truyền đi

Hình 1: Độ nhiễu của tần số

Nhìn hình vẽ trên ta thấy rằng nhiễu có thể anh hưởng rất lớn tới những tín hiệu băng thông hẹp nhưng đối với tín hiệu băng thông rộng thì ảnh hưởng đó giảm đi rất nhiều

Hiện tại có hai công nghệ trải phổ được sử dụng phổ biến như nhau trong hệ thống mạng không dây là DSSS (Direct Sequence Spread Stpectrum) và FHSS (frequency hopping spread Stpectrum)

1.1 Công nghệ trải phổ trực tiếp DSSS

DSSS là công nghệ trải phổ tần số rộng sử dụng phương pháp tạo ra một

mẫu bit thừa cho mỗi bit sẽ truyền đi, bit này được gọi là chip hoặc mã chip Mã

chip càng dài thì khả năng khôi phục tín hiệu gốc càng cao nhưng việc sử dụng

mã chip này cũng đòi hỏi tốn nhiều băng thông hơn so với truyền thông băng hẹp

Tỷ lệ số chip sử dụng trên một bit được gọi là tỷ lệ trải phổ, tỷ lệ này càng cao càng tăng khả năng chống nhiễu cho việc truyền tín hiệu, nếu tỷ lệ này

Tần số hẹp

Tần số rộng

Tần số

Nhiễu

Trang 10

thấp sẽ làm tăng băng thông cho các thiết bị di động Các thuật toán được sử

dụng có thể khôi phục lại thông tin gốc nếu một vài bit lỗi trong quá trình truyền

thông tin mà không cần yêu cầu gửi lại gói tin

Hình 2: Sự mã hoá thông tin của trải phổ chuỗi trực tiếp

Hình trên cho thấy một ví dụ về hoạt động của trải phổ chuỗi trực tiếp Mỗi

bit tin được mã hoá thành một chuỗi các bit (gọi là chip/mã chip)

1 được mã hoá thành 00010011100

0 được mã hoá thành 11101100011

Như vậy việc gửi chuỗi nhị phân 101 sẽ thành gửi đi chuỗi:

00010011100 11101100011 00010011100

Các mã chip thông thường nghịch đảo lẫn nhau, điều này làm cho DSSS đối phó

tốt với nhiễu và kể cả một phần bản tin có thể bị nhiễu, vẫn có thể khôi phục lại

bản tin gốc

Biểu đồ phân bố kênh của DSSS

1.2 Công nghệ trải phổ nhẩy tần

Công nghệ trải phổ nhảy tần FHSS này sử dụng nhiều băng tần hẹp để truyền thông tin thay vì sử dụng băng thông rộng Một bộ tạo số giả ngẫu nhiên được sử dụng để sinh chuỗi tần số muốn nhẩy tới các chạm phát, thu phải sử dụng cùng một bịi tạo số giả ngẫu nhiên giống nhau và được đồng bộ hoá tại cùng một thời điểm, chúng sẽ nhẩy tới “tần số” một cách đồng thời

Trang 11

Theo FHSS, Nó có khả năng hạn chế tối đa lượng nhiễu trên băng tần hẹp

từ bên ngoài với công nghệ nhảy tần này, hơn hẳn so với DSSS, bởi vì nếu FHSS

bị nhiễu tại một kênh nào đó thì nó sẽ chuyển sang kênh tần khác để gửi tín hiệu

Theo quy định của FCC, số lượng kênh tối thiểu được sử dụng trong FHSS

là 75 kênh (sau này đã thay đổi thành 15 kênh) và độ trễ tối đa là 400ms trên mỗi

kênh

Giao thức 802.11 sử dụng 79 kênh (bước kênh 1Mhz) trải trong dải phổ từ 2.4

Ghz đến 2.483 Ghz với độ trễ là 20ms

Phương pháp FHSS cũng cho phép xây dựng nhiều kênh không bị chồng

nhau Vì số lượng các tần số để chuyển sử được là tương đối nhiều nên trong

cùng một phạm vi làm việc, người dùng có thể xây dựng nhiều kênh làm việc

khác nhau mà không bị nhiễu như DSSS (tối đa 3 kênh)

Một đặc tính khác của FHSS là cho phép sử dụng nhiều điểm truy cập

Access Point trong một vùng làm việc nếu như cần thêm lượng băng thông hoặc

cần tăng số lượng người truy cập tối đa Các thiết bị di động sẽ được kết nối một

cách ngẫu nhiên đến một trong các Access Point này, điều này là không thực

hiện được với DSSS

Cuối cùng, một điều được nhìn thấy rất rõ là sự khuếch đại công suất cho các

bộ phát FHSS sẽ hiệu quả hơn nhiều so với DSSS , các thiết bị của hệ FHSS tiêu

thụ ít năng lượng hơn Và khi năng lượng tốn ít hơn, các thiết bị di động sẽ có thể

kết nối với thời gian lâu hơn mà không phải thay hay xạc pin

Hình 3: Chuyển đổi tần số trên các kênh

1.3 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex)- Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao

OFDM được đưa vào áp dụng cho công nghệ truyền thông không dây băng thông rộng nhằm khắc phục một số nhược điểm và tăng khả năng về băng thông cho công nghệ mạng không dây

Tất cả các sóng mạng với tín hiệu OFDM được đồng bộ về thời gian và tần

số do vậy nhiễu giữa các tín hiệu có thể điều khiển được

Các sóng mạng này xếp chồng nhau trong miền tần số nhưng không gây ra nhiễu sóng mang vì các sóng mang có tần số trực giao với nhau (mỗi tần số sóng mang là số nguyên lần của tần số cơ bản)

Thời gian

F2 F3 F4 Tần số

Độ trễ 0.625ms

Kênh 2

Kênh 1

F1

Trang 12

Số chu kỳ trong một symbol giữa hai sóng mang cạnh nhau chỉ khác nhau là

một với OFDM thì hệ thống cần một băng tần bảo vệ giữa các dải tần Hệ thống

OFDM dùng mã sửa sai để hiệu chỉnh gọi là Coded OFDM

2 Một số thành phần kỹ thuật khác

2.1 Đa truy cập cảm ứng sóng mang - Tránh xung đột CSMA/CA

Đa truy cập cảm ứng sóng mang - Tránh xung đột CSMA/CA của WLAN rất

giống với đa truy cập cảm ứng sóng mang - Tránh xung đột của Ethemet Điểm

khác ở đây là CSMA/CA nó sẽ chỉ truyền dữ liệu khi bên kia sẵn sàng nhận và

không truyền, nhận dữ liệu nào khác trong lúc đó, đây còn gọi là nguyên tắc

LBT (listening before talking) - nghe trước khi nói Do vậy, 802.11 không thể

nhận ra được các xung đột theo cách mà mạng Ethernet sử dụng trong phát hiện

xung đột của CSMA/CA

Chuẩn 802.11 sử dụng các kỹ thuật tránh xung đột về bản chất là buộc máy

phát "nghe trước khi nói" Hơn nữa, sau khi gửi một gói tin đi Máy thu sẽ đáp

lại bằng một khung ACK xác nhận bản tin đã được nhận Nếu khung ACK

không nhận được, máy phát sẽ giả sử rằng bản tin bị mất và sẽ thử phát lại có

một vài vấn đề về bảo mật đáng chú ý đối với CSMA/CA và tấn công DOS Hãy

cho rằng kẻ tấn công vào phổ tín hiệu bằng nhiễu Như vậy, do cơ chế "nghe

trước khi nói", các client sẽ không phát và hoạt động mạng sẽ ngưng lại Hơn

nữa, thậm chí khi client xử lý phát được bản tin nếu client không thu được khung

ACK, Nó giả sử rằng bản tin bị mất và cố gắng phát lại khung tương tự hết lần

này đến lần khác Khi nó bị tấn công DoS, xảy ra nhiều vấn đề không được đề

cập đến trong giao thức 802.11

2.2 Yêu cầu và sẵn sàng gửi RTS/CTS

RTS/CTS (Request To Send/Clear To Sen) là một kỹ thuật quản lý lưu lượng giúp tối thiểu hóa các truyền phát chồng lấn trong môi trường đông đúc Client sẽ phát một khung RTS và yêu cầu cho phép phát Sau đó AP sẽ phát một khung CTS để chấp nhận cho phép phát, và client sẽ bắt đầu phát bản tin và chờ ACK để phát tiếp Việc sử dụng RTS/CTS (và tất cả các khung mở rộng) trong một phòng với số lượng nhỏ các client có thể đưa tới một hiệu suất thực tế kém hơn so với khi chúng ta không sử dụng RTS/CTS

Hình 4: Quá trình gửi RTS/CTS

Một lợi thế là RTS/CTS rất hữu ích trong trường hợp một node ẩn Hãy cho rằng chúng ta có hai client và chúng có thể thấy AP nhưng không thấy lẫn lau Việc sử dụng RTS/CTS sẽ giúp đảm bảo rằng các client không vô ý cố gắng kết nối trong cùng một thời điểm Chú ý rằng, RTS/CTS là một cơ cấu: tùy chọn

và việc sử dụng nó không được yêu cầu trong đặc tả 802.11

Trang 13

III MÔ HÌNH HOẠT ĐỘNG CỦA MẠNG KHÔNG DÂY

1 Phương thức Adhoc WLAN (IBSS)

Phương thức AdHoc được biết đến như là một phương thức không xác

định Chúng hoạt động theo phương thức ngang hàng và không sử dụng AP, các

thiết bị cầm tay kết nối trực tiếp với nhau trong mạng Kết nối Adhoc kiểu này

thường được sử dụng trong các môi trường như phòng họp hay nhà hàng khi mà

vài thiết bị laptop cần kết nối với nhau và yêu cầu một liên kết tạm thời

Wireless Station

Wireless Station Wireless Station

Wireless Station

Hình 5: Mô hình mạng Adhoc

Hình trên là một mô hình mạng AdHoc, trong đó các máy client chỉ giao

tiếp với nhau trong một phạm vi giống như trong một văn phòng Nếu một máy

client nào muốn kết nối tới bên ngoài thì một máy nào đó trong phòng phải hoạt

động đóng vai trò như một gateway và thực hiện dịch vụ truyền tín hiệu

Phương thức AdHoc cũng được đề xuất sử dụng trong các mạng đan

xen lớn nơi mà mỗi nút mạng vừa là client vừa là router để chuyển các gói đi

khắp mạng Mặc dù phương thức này không được phổ biến rộng rãi, tuy nhiên

nó thường được sử dụng như một thay thế cho Hub khi cần thiết lập mạng tạm

Wireless Station Wireless Station

Wireless Station

Hình 6: Mô hình kết nối tập dịch vụ cơ bản BSS

Hình trên là một ví dụ về mạng 802.11 theo phương thức tập dịch vụ cơ bản Mỗi thiết bị mạng không dây trong đó đều truyền tín hiệu tới một thiết bị mạng gọi là điểm truy cập (AP - Access Point) Điểm truy cập này hoạt động như một cầu mạng theo chuẩn Ethemet và chuyển các tín hiệu đó tới các mạng thích hợp, mạng dây dẫn hoặc các mạng không dây khác

Trước khi có thể trao đổi dữ liệu, các máy client và AP phải được thiết lập một mối quan hệ hay một sự liên kết Chỉ khi kết nối đó được thiết lập chính xác, hai trạm kết nối không dây mới có thể trao đổi dữ liệu với nhau được

Sau đây là ba trạng thái cơ bản để bắt đầu tám bước trong quá trình thiết lập liên kết đó :

- Chưa chứng thực và không kết nối

- Đã chứng thực và chưa kết nối

- Đã xác định và đã kết nối

Để chuyển tiếp giữa các trạng thái, các thành phần giao tiếp trao đổi với nhau các thông báo gọi là các management frames Tiến trình này diễn ra như sau :

WLAN – Distribution System

Trang 14

- Tất cả các điểm truy cập phát một tín hiệu đèn báo management frame

tại một khoảng thời gian xác định

- Để liên kết với một điểm truy cập và gia nhập một BSS, các máy client

dò tìm tín hiệu hiệu thông báo để phát hiện ra điểm truy cập ở trong phạm vi kết

nối

- Máy client lựa chọn BSS để gia nhập theo một cách độc lập

- Máy client cũng có thể gửi một yêu cầu thăm dò managenment frame

để tìm một điểm truy cập với một giá trị SSID xác định trước SSID - Ervices

Set Indentifier là một giá trị định danh được gán cho điểm truy cập không dây

- Sau khi nhận dạng được điểm truy cập, máy client và điểm truy cập thực

hiện việc chứng thực bằng việc trao đổi các thông tin kiểm tra biết trước

- Sau khi chứng thực thành công, máy client chuyển sang trạng thái thứ

hai: đã chứng thực và chưa kết nối

- Để chuyển từ trạng thái thứ hai sang trạng thái thứ ba, đã xác định và có

kết nối, máy client gửi một yêu cầu liên kết và điểm truy cập sẽ trả lời bằng một

tín hiệu xác nhận kết nối

- Các máy client sẽ trở thành ngang hàng trong mạng không dây và có thể

truyền dữ liệu trong mạng

3 Mô hình mạng diện rộng (WiMax)

Wireline Network

Bridge Building

Hình 7: Mô hình mạng diện rộng Wimax

Hình trên là mô hình mạng WMAN (Wimax) bao phủ một vùng rộng lớn hơn nhiều mạng WLAN, kết nối nhiều toà nhà qua những khoảng cách địa lý rộng lớn Công nghệ Wimax dựa trên chuẩn IEEE 802.16 và HiperMAN cho phép các thiết bị truyền thông trong một bán kính lên đến 50km và tốc độ truy nhập mạng lên đến 70 Mbps

IV CÁC CHUẨN CỦA MẠNG KHÔNG DÂY

1 Chuẩn 802.11.WLAN

Chuẩn IEEE 802.11 cung cấp một tập hợp các đặc tả cho mạng LAN không dây được phát triển bởi nhóm các kỹ sư của tổ chức IEEE (Institute of Eleetrical and Electronics Engineers - Học viện các kỹ sư Điện và Điện tử của

Mĩ Chuẩn 802.11 này ra đời vào năm 1989, tập trung vào sự triển khai trong môi trường mạng của các doanh nghiệp lớn, coi một mạng không dây như hệ thống Ethemet Tổ chức IEEE đã chấp nhận các đặc tả này vào năm 1997

Các đặc tả 802.11 định nghĩa các giao tiếp qua không khí (over-the-air) giữa các thiết bị không dây di động và một trạm làm việc hoặc giữa hai thiết bị

di động Cho tới ngày nay, đã có 4 chuẩn được hoàn thiện trong hệ thống 802.11

WLAN1

WLAN2

WLAN4 WLAN3

Trang 15

là chuẩn 802.11, 802.11a, 802.11b, 802.11g và một số chuẩn đang trong thời

gian hoàn thiện nh 802.11e, 802.11i Tất cả bốn chuẩn đã có sử dụng giao

thức Ethemet và CSMA/CA trong việc chia sẻ đường truyền

1.1 IEEE 802.11

Chuẩn không dây IEEE 802.11 cung cấp các giao tiếp không dây với tốc

độ lMbps hoặc 2Mbps trong các dải ISM (Industrial, Scientific, Medical - công

nghiệp, nghiên cứu khoa học, y tế ) 2.4 GHz sử dụng FHSS hoặc DSSS Phương

pháp điều biến sử dụng trong 802.11 là PSK (Phase Shift Keying)

Thông thường trong một mạng WLAN, các trạm không dây (STA) sẽ có

chung một điểm truy cập cố định (AP) làm chức năng cầu nối (bridge) như trong

mạng LAN thường Sự kết hợp một AP với các STA được gọi là BSS (Basic

Service Set)

Chuẩn 802.11 được thiết kế cho các ứng dụng có tốc độ truyền dữ liệu vừa

và lớn như ở các cửa hàng, nhà máy hay doanh nghiệp Ở đó các giao tiếp không

dây được giới hạn và có thể đạt tốc độ truyền dữ liệu lMbps tới 2Mbps

1.2 IEEE 802.11b

Vào năm 1999, Viện kỹ thuật điện và điện tử thông qua một chuẩn mở

rộng cho IEEE 802.11 và gọi là IEEE 802.11b Chuẩn IEEE 802.11b cung cấp

việc truyền dữ liệu cho các mạng WLAN trong dải tần số 2.4 GHZ với tốc độ 1

Mbps, 2 Mbps, 5.5 Mbps và có thể đạt tốc độ cao nhất là 11Mpbs Hầu hết các

mạng sử dụng chuẩn 802.11b đều có khả năng giảm tốc độ truyền dữ liệu khi các

trạm không dây cách xa AP, nhờ đó các giao tiếp không dây không bị ngắt quãng

mặc dù ở một tốc độ rất thấp

IEEE 802.11b là chuẩn không dây được sử dụng phổ biến nhất hiện nay

với số lượng lớn các nhà cung cấp cho các đối tượng khách hàng là các doanh

nghiệp, gia đình hay các tổ chức, cơ quan nhà nước IEEE 802.11b giống như

HomeRF và Bluetooth, sử dụng băng tần 2.4 GHz và phương pháp điều biến tuyến tính được biết đến là CCK (Complementary Code Keying) sử dụng các mã thay đổi của DSSS

Chuẩn 802.11b hay còn được gọi là Wi-fi hoàn toàn tương thích ngược lại

với tiêu chuẩn 802.11 Điều biến sử dụng trong 802.11 là PSK trong khi ở

802.11b là CCK cho phép tốc độ truyền dữ liệu cao hơn và ít bị ảnh hưởng của các tác động truyền đa chiều

Tốc độ 11Mbps làm cho công nghệ LAN không dây trở nên thực tế hơn với các doanh nghiệp Thị trường gia đình cũng được dự đoán sẽ có những bùng

nổ trong thời gian tới với chuẩn 802.11b khi các nhà sản xuất mạng LAN có dây truyền thống chuyển sang sản xuất các thiết bị mạng LAN không dây

Tổng hợp các đặc trưng cơ bản của 802.11b

Trang 16

Hình 8: Phân bố băng tần ISM

Vào năm 1985, FCC (Federal Communications Commission - Uỷ ban

truyền thông Liên bang Mĩ phân bổ ba dải tần trên như dải tần không cần đăng

ký, tức là không yêu cầu cấp quyền FCC đặc biệt nào để cho các thiết bị hoạt

động ở tần số đó, tuy nhiên, người dùng được yêu cầu giới hạn công suất của các

thiết bị

Chính vì lý do đó, trong băng tần này tràn ngập các thiết bị không dây

cùng hoạt động, nên khả năng nhiễu cũng gia tăng nhiều hơn Về mặt tích cực thì

băng tần này có mặt trên toàn cầu, mỗi quốc gia có chuẩn riêng của mình cho

việc quản lý tần số, FCC chỉ có áp dụng cho nước Mĩ

1.3 IEEE 802.11a

Như đã chú ý, IEEE 802.11a xuất hiện sau IEEE 802.11b Chuẩn IEEE

802.11 a được đưa ra trong nỗ lực khắc phục một số vấn đề chính phát sinh trong

thời gian đầu triển khai 802.11 và 802.11b Nó hoạt động trong dải tần số từ 5

Ghz đến 6 GHZ sử dụng phương pháp điều biến OFDM (Orthogonal Frequency

Division Multiplexing - đa tần trực giao) có thể nâng tốc độ truyền dữ liệu tối đa

lên tới 54 Mbps (thông thường là 6 Mbps, 12 Mbps, 24 Mbps)

Một trong những điểm mạnh của hệ thống 802.11a là rất ít khi bị nhiễu vì

nó hoạt động ở tần số cao 5Ghz và sử dụng công nghệ OFDM thay vì các công

nghệ trải phổ Tuy nhiên, chú ý rằng tần số 5Ghz là tần số đã được sử dụng tại

một số nước, không phải là tần số phổ biến như 2.4Ghz

5.850 Mhz 5.725

Mhz 2.4835 Mhz 2.4

Mhz

928 Mhz

902

Mhz

Mặc dù rất nhiều nhà cung cấp đang phát triển các thiết bị để mở rộng dòng sản phẩm 802.11b với các linh kiện của 802.11a nhưng công nghệ này vẫn còn mới và các lỗi kỹ thuật là không thể tránh khỏi Ví dụ khi triển khai cho một

số mạng WLAN thì sự hoạt động của mạng không đạt được như các thông số về mặt lý thuyết Một cản trở chính cho các doanh nghiệp tiếp cận các sản phẩm 802.11 a là tốc độ truyền dữ liệu kém xa với tốc độ lý thuyết

Nhiều doanh nghiệp cảm thấy rằng 802.11a thậm chí còn không tin cậy bằng 802.11b, chính vì vậy họ vẫn tiếp tục phát triển hệ thống cũ Một vấn đề khác là chuẩn 802.11a không tương thích ngược với chuẩn mạng 802.11b đang rất phổ biến

Tổng hợp các đặc trưng cơ bản của 802.11a

Giống như 802.11b, 802.11g hoạt động trong dải tần số 2.4 GHZ và vì thế

có tính tương thích với các mạng 802.11b, đây chính là điểm mạnh nhất của chuẩn 802.11g so với 802.11a Tuy nhiên, chú ý rằng khi làm việc với một thiết

Trang 17

bị 802.11b, tốc độ tối đa của chuẩn sẽ giảm xuống 1 Mbps để đảm bảo tính

tương thích cũng như đảm bảo chất lượng dữ liệu truyền

Vấn đề của chuẩn 802.11g là nó vẫn hoạt động ở trong dải tần 2.4Ghz nên

chỉ có 3 kênh hoạt động độc lập và khó tránh khỏi việc nhiễu nếu trong môi

trường có nhiều thiết bị phát sóng cùng dải tần đang hoạt động

Tổng hợp các đặc trng cơ bản của 802.11a

- Tần số : 2.4 Ghz

- Số kênh : 11 (3 kênh độc lập)

- Tốc độ tối đa : 54 Mbps

- Tầm phủ sóng : 100 in

- Lược đồ mã hoá : OFDM

- Kỹ thuật điều biến : DBPSK (1 Mbps)

1.5 IEEE 802.11e

Chuẩn không dây mới nhất IEEE 802.11e sẽ tập trung vào việc giao tác

giữa doanh nghiệp, gia đình và môi trường công cộng như sân bay khách sạn

Không giống như các chuẩn khác, đây là chuẩn không dây đầu tiên tạo sự

liên kết giữa doanh nghiệp và gia đình Nó cũng thêm đặc điểm QoS và hỗ trợ

multimedia cho 802.11a và 802.11b trong khi vẫn đảm bảo giao tiếp với các

chuẩn này QoS và hỗ trợ multimedia là các yếu tố cần thiết để cung cấp các dịch

vụ VOD, AOD, VoIP và truy cập Internet tốc độ cao

2 Chuẩn 802.16 Broadband wireless

Chuẩn 802.16 được ra đời khoảng tháng 4/2002, bắt đầu phục vụ từ giữa năm 2004, chuẩn IEEE 802.16 (WiMAX) sẽ là công nghệ không dây mang tính cách mạng trong ngành công nghiệp dịch vụ không dây băng rộng

Lớp MAC 802.16 hỗ trợ nền tảng point-to-multipoint trên băng tần 10-66 GHZ, tốc độ truyền tải dữ liệu từ 75Mbps tới 120Mbps Sử dụng công nghệ OFDM, tương tự như 802.11a và 802.11g

3 Chuẩn 802.15.Bluetooth

Bluetooth hoạt động ở dải tần 2.4Ghz, sử dụng phương thức trải phổ FHSS Trong mạng Bluetooth, các phần tử có thể kết nối với nhau theo kiểu Adhoc ngang hàng hoặc theo kiểu tập trung, có 1 máy xử lý chính và có tối đa là

7 máy có thể kết nối vào Khoảng cách chuẩn để kết nối giữa 2 đầu là 10 mét, nó

có thể truyền qua tường, qua các đồ đạc vì công nghệ này không đòi hỏi đường truyền phải là tầm nhìn thẳng (LOS - Light of Sight) Tốc độ dữ liệu tối đa là 740Kbps (tốc độ của dòng bit lúc đó tương ứng khoảng 1Mbps Nhìn chung thì công nghệ này còn có giá cả cao

V BẢO MẬT TRONG MẠNG KHÔNG DÂY

1 Bảo mật với WEP

Sóng vô tuyến lan truyền trong môi trường mạng có thể bị kẻ tấn công bắt sóng được và có thể thực hiện các ý đồ lấy cắp thông tin Điều này thực sự là mối đe doạ nghiêm trọng Để bảo vệ dữ liệu khỏi bị nghe trộm, nhiều dạng mã hóa dữ liệu đã được dùng Đôi khi các dạng mã hóa này thành công, một số khác thì có tính chất ngược lại, do đó làm phá vỡ sự an toàn của dữ liệu Chính vì vậy việc bảo vệ mạng không dây càng trở nên cấp thiết và phức tạp

Trang 18

Mục tiêu của việc bảo mật bao gồm:

- Xác thực bất kỳ một máy chạm nào truy cập vào mạng không dây

- Bảo mật luồng dữ liệu trao đổi trên mạng không dây

- Chống sửa chữa thay đổi dữ liệu trên mạng không dây

Phương thức chứng thực qua SSID khá đơn giản, chính vì vậy mà nó chưa

đảm bảo được yêu cầu bảo mật, mặt khác nó chỉ đơn thuần là chứng thực mà

chưa có mã hóa dữ liệu Do đó chuẩn 802.11 đã đưa ra phương thức mới là WEP

(Wired Equivalent Privacy)

WEP có thể dịch là chuẩn bảo mật dữ liệu cho mạng không dây mức độ tương

đương với mạng có dây, là phương thức chứng thực người dùng và mã hóa nội

dung dữ liệu truyền trên mạng LAN không dây (WLAN) WEP là một thuật toán

mã hóa đối xứng có nghĩa là quá trình mã hóa và giải mã đều dùng một là khóa

dùng chung - Share key, khóa này AP sử dụng và Client được cấp

Chuẩn IEEE 802.11 quy định việc sử dụng WEP như một thuật toán kết hợp

giữa bộ sinh mã giả ngẫu nhiên PRNG (Pseudo Random Number Generator) và

bộ mã hóa luồng theo kiểu RC4 Thuật toán mã hóa RC4 thực hiện việc mã hóa

và giải mã khá nhanh, tiết kiệm tài nguyên bộ vi xử lý, tuy nhiên người ta đã

nhận ra rằng WEP vẫn không phải là công cụ mã hoá thật sự an toàn cho mạng

không dây Trên thực tế phương thức này đã bộc lộ những yếu điểm mà chúng ta

sẽ nghiên cứu kỹ hơn về WEP ở chương sau

2 Bảo mật với TKIP

Để khắc phục các yếu điểm của WEP, người ta đưa ra TKIP ( Temporal key

Integrity Protocol – giao thức bảo toàn dữ liệu với khoá theo thời gian )

TKIP có ba nhân tố chính để tăng cường mã hoá:

- Chức năng xáo trộn khoá mã từng gói

- Chức năng tăng cường MIC(mã toàn vẹn bản tin) gọi là Michael

- Các luật tăng cường sắp xếp các IV Khác với WEP chỉ có chứng thực một chiều, TKIP sử dụng phương thức xác thực cho phép có nhiều chế độ xác thực và liên kết đến các tầng bảo mật khác nhau khi xác thực Thuật toán xác thực EAP cho phép xác thực hai chiều giữa máy chạm và RADIUS server Để hiểu kỹ về nguyên lý hoạt động của phương thức này ta sẽ nghiên cứu kỹ hơn ở các chương sau

CHƯƠNG II

AN NINH TRONG MẠNG KHÔNG DÂY

I VẤN ĐỀ AN NINH TRONG MẠNG KHÔNG DÂY

Như chúng ta đã biết mạng không dây sử sóng điện từ để thu và phát tín hiệu, môi trường truyền sóng là môi trường không khí Do vậy vấn đề an ninh trong mạng không dây sẽ trở lên phức tạp hơn mạng có dây rất nhiều Ngày nay khi công nghệ càng phát triển thì khả năng và kỹ thuật tấn công cũng trở lên tinh

vi hơn, nguy cơ bị tấn công mạng ngày càng tăng Bởi vì tấn công, phá hoại là do con người thực hiện, kỹ thuật càng phát triển, càng thêm khả năng đối phó, ngăn chặn thì kẻ tấn công cũng ngày càng tìm ra nhiều các kỹ thuật tấn công khác cũng như những lỗi kỹ thuật khác của hệ thống

Các giải pháp bảo mật thông tin trên đường truyền đã bộc lộ nhiều lỗ hổng, vì thế an toàn thông tin ngày càng trở lên mong manh hơn bao giờ hết Sở dĩ nguy

cơ bị tấn công của mạng không dây lớn hơn của mạng có dây là do những yếu tố sau:

- Kẻ tấn công thường thực hiện một cách dễ dàng tại bất kỳ nơi đâu trong vùng phủ sóng của hệ thống mạng

Trang 19

- Thông tin trao đổi được truyền đi trong không gian, vì vậy không thể ngăn chặn

được việc bị lấy trộm hay nghe lén thông tin

- Công nghệ còn khá mới mẻ, nhất là đối với Việt Nam Các công nghệ từ khi

đưa ra đến khi áp dụng thực tế còn cách nhau một khoảng thời gian dài

Qua những phân tích trên chúng ta thấy được vấn đề an ninh trong mạng không

dây đóng một vai trò hết sức quan trọng Thông tin chỉ có giá trị khi nó giữ được

tính chính xác, thông tin chỉ có tính bảo mật khi chỉ có những người được phép

nắm giữ thông tin biết được nó Thực sự vấn đề bảo mật cho mạng máy tính

không dây nói chung phức tạp hơn hệ thống mạng có dây rất nhiều

II CÁC LOẠI HÌNH TẤN CÔNG MẠNG KHÔNG DÂY

1 Tấn công bị động - Passive attacks

1.1 Định nghĩa

Tấn công bị động là kiểu tấn công không tác động trực tiếp vào thiết bị nào

trên mạng, không làm cho các thiết bị trên mạng biết được hoạt động của nó, vì

thế kiểu tấn công này nguy hiểm ở chỗ nó rất khó phát hiện Ví dụ như việc lấy

trộm thông tin trong không gian truyền sóng của các thiết bị sẽ rất khó bị phát

hiện dù thiết bị lấy trộm đó nằm trong vùng phủ sóng của mạng chứ chưa nói

đến việc nó được đặt ở khoảng cách xa và sử dụng anten được định hướng tới

nơi phát sóng, khi đó cho phép kẻ tấn công giữ được khoảng cách thuận lợi mà

không để bị phát hiện

1.2 Phương thức bắt gói tin (Sniffing)

Bắt gói tin - Sniffing là khái niệm cụ thể của khái niệm tổng quát “Nghe

trộm - Eavesdropping” sử dụng trong mạng máy tính Có lẽ là phương pháp đơn

giản nhất, tuy nhiên nó vẫn có hiệu quả đối với việc tấn công WLAN Bắt gói tin

có thể hiểu như là một phương thức lấy trộm thông tin khi đặt một thiết bị thu

nằm trong hoặc nằm gần vùng phủ sóng Kẻ tấn công sẽ khó bị phát hiện ra sự

có mặt của mình nếu thiết bị không dùng để bắt gói tin không kết nối tới AP để thu các gói tin

Đối với mạng không dây, tín hiệu chứa đựng thông tin được phát trong không gian vì vậy mà việc bắt gói tin được thực hiện một cách dễ dàng hơn so với hệ thống mạng có dây

Những chương trình bắt gói tin có khả năng lấy các thông tin quan trọng Có những chương trình có thể lấy được mật khẩu trên mạng không dây trong quá trình trao đổi thông tin giữa Client và Server khi đang thực hiện nhập mật khẩu

để đăng nhập Cũng từ việc bắt gói tin, có thể nắm được thông tin, phân tích được lưu lượng của mạng (Traffic analysis) , phổ năng lượng trong không gian của các vùng Từ đó mà kẻ tấn công có thể biết chỗ nào sóng truyền tốt, chỗ nào kém, chỗ nào tập trung nhiều máy

Việc bắt gói tin ngoài việc trực tiếp giúp cho quá trình phá hoại, nó còn gián tiếp là tiền đề cho các phương thức phá hoại khác Bắt gói tin là cơ sở của các phương thức tấn công như an trộm thông tin, thu thập thông tin phân bố mạng (wardriving), dò mã, bẻ mã (Key crack), vv

Wardriving:

Kiểu tấn công wardriving là một thuật ngữ sử dụng để mô tả một người tấn công, được trang bị một máy xách tay hoặc một thiết bị có khả năng kết nối mạng không dây Wifi, di chuyển bên ngoài và tìm cách lấy các gói tin của hệ thống mạng không dây Có nhiều công cụ hỗ trợ để có thể làm được việc này, ví dụ như Netstumbler hay IBM'S Wireless Security Auditor

Khái niệm về wardriving rất đơn giản : sử dụng một thiết bị có khả năng nhận tín hiệu 802.11, một thiết bị có khả năng xác định vị trí của Nó trên bản đồ,

và một phần mềm có khả năng ghi lại mọi tín hiệu mà nó tiếp nhận được từ hệ thống mạng Người tấn công chỉ việc di chuyển từ nơi này qua nơi khác và cho

Trang 20

các thiết bị này thực hiện công việc của nó, đến khi đủ một lượng thông tin cần

thiết, người đó có thể phân tích và xây dựng được một cơ sở dữ liệu thông tin về

các mạng không dây gồm tên mạng, tín hiệu, dải địa chỉ IP được sử dụng, qua

giao thức SNMP (Simple Network Management Protocol - giao thức quản lý

mạng đơn giản) Những yếu điểm này làm cho các mạng này trở thành những

điểm trung gian để qua đó, kẻ tấn công có thể tìm cách truy nhập đến đối tượng

cần truy nhập khác

2 Tấn công chủ động - Active attacks

2.1 Định nghĩa

Tấn công chủ động là tấn công trực tiếp vào một hoặc nhiều thiết bị trên

mạng ví dụ như vào AP, STA Những kẻ tấn công có thể sử dụng phương pháp

tấn công chủ động để thực hiện các chức năng trên mạng Cuộc tấn công chủ

động có thể được dùng để tìm cách truy nhập tới một Server để thăm dò, để lấy

những dữ liệu quan trọng, thậm chí thực hiện thay đổi cấu hình cơ sở hạ tầng

mạng Kiểu tấn công này dễ phát hiện nhưng khả năng phá hoại của nó rất nhanh

và nhiều, khi phát hiện ra chúng ta chưa kịp có phương pháp đối phó thì nó đã

thực hiện xong quá trình phá hoại

So với kiểu tấn công bị động thì tấn công chủ động có nhiều phương thức đa

dạng hơn, ví dự như: Tấn công từ chối dịch vụ (DOS), Sửa đổi thông tin

(Message Modification), Đóng giả, mạo danh, che dấu (Masquerade), Lặp lại

thông tin (Replay), v v

2.2 Mạo danh, truy cập trái phép

Sự giả mạo là hành động của một kẻ tấn công giả làm người dùng hợp lệ

trong hệ thống mạng không dây Ví dụ, một người dùng bất kỳ khi biết được các

thông tin nhờ vào các kỹ thuật khác có thể xâm nhập vào mạng và tiến hành thiết

lập các thao tác như truy nhập vào máy chủ phục vụ và cài đặt các đoạn mã nguy

hiểm Việc giả mạo này được thực hiện bằng cách giả mạo địa chỉ MAC, địa chỉ

IP của thiết bị mạng trên máy tấn công thành các giá trị của máy đang sử dụng trong mạng, làm cho hệ thống hiểu nhầm và cho phép thực hiện kết nối Đối phó với tình trạng này, cần có sự kiểm soát chặt chẽ về quyền hạn của người dùng

trong hệ thống mạng để chống lại sự giả mạo

2.3 Sửa đổi thông tin

Sự thay đổi dữ liệu là một trong những kiểu tấn công gây nguy hiểm cho

hệ thống mạng vì nó làm mất tính toàn vẹn thông tin được truyền trong hệ thống

Sự thay đổi này bao gồm các thao tác chèn thêm thông tin, xoá và sửa chữa các thông tin trong quá trình truyền dẫn Một ví dụ cụ thể của việc truyền dẫn này là một chương trình dạng Trojan hoặc một virus, hay sâu có thể được truyền đến các thiết bị nhận hoặc vào hệ thống mạng Việc chống lại các truy nhập bất hợp

lệ vào hệ thống mạng và các hệ thống liên quan đến nó là một trong các biện pháp được sử dụng để chống lại sự thay dối dữ liệu, sử dụng một vài dạng của việc bảo vệ truyền thông ví dụ như sử dụng các mạng riêng ảo VPN (virtual private networks) Cũng như đã Nói, WEP có thể được sử dụng để bảo vệ thông tin, nhưng phương pháp mã hoá của WEP không phải là một phương pháp mã hoá có thể tin cậy được

2.4 Tấn công từ chối dịch vụ (DoS)

Một kiểu tấn công từ chối dịch vụ DoS (Denial-of-Service) là một ví dụ cụ thể về sự thất bại của hệ thống mạng, kiểu tấn công này xảy ra khi đối thủ gây ra cho hệ thống hoặc mạng trở thành không sẵn sàng cho các người dùng hợp lệ, hoặc làm dừng lại hoặc tắt hẳn các dịch vụ Hậu quả có thể làm cho mạng bị chậm hẳn lại hoặc không thể làm việc được nữa Một ví dụ với mạng không dây

là các tín hiệu từ bên ngoài sẽ chiếm cứ và làm tắc nghẽn các thông tin trên

Trang 21

đường truyền, điều này rất khó kiểm soát vì đường truyền của mạng không dây

là rất dễ bị xâm nhập

Các mạng không dây rất nhạy cảm với việc tấn công DoS vì phương pháp

truyền tin sử dụng sóng vô tuyến của mình Nếu một kẻ tấn công sử dụng một

thiết bị phát sóng mạnh, thì sẽ đủ để làm nhiễu hệ thống mạng, khiến cho các

thiết bị trong mạng không thể kết nối với nhau được Các thiết bị tấn công DoS

không cần phải ở ngay gần các thiết bị bị tấn công, mà chúng chỉ cần trong phạm

vi phủ sóng của hệ thống mạng

Một số kỹ thuật tấn công DoS với hệ thống mạng không dây:

- Yêu cầu việc chứng thực với một tần số đủ để chặn các kết nối hợp lệ

- Yêu cầu bỏ chứng thực với các người dùng hợp lệ Những yêu cầu này

có thể không bị từ chối bởi một số chuẩn 802.11

- Giả tín hiệu của một access point để làm cho các người dùng hợp lệ liên

lạc với Nó

- Lặp đi lặp lại việc truyền các khung RTS/CTS để làm hệ thống mạng bị

tắc nghẽn

Trong phạm vi tần số 2.4Ghz của chuẩn 802.11b, có rất nhiều các thiết bị

khác được sử dụng như điện thoại kéo dài, các thiết bị bluetooth tất cả các

thiết bị này đều góp phần làm giảm và làm ngắt tín hiệu mạng không dây

Thêm vào đó, một kẻ tấn công có chủ đích và được cung cấp đầy đủ

phương tiện có thể làm lụt dải tần này và chặn hoạt động hợp lệ của mạng không

dây

3 Tấn công kiểu chèn ép - Jamming attacks

Ngoài việc sử dụng phương pháp tấn công bị động, chủ động để lấy thông tin truy cập tới mạng của bạn, phương pháp tấn công theo kiểu chèn ép Jamming là một kỹ thuật sử dụng đơn giản để làm mạng của bạn ngừng hoạt động Phương thức jamming phổ biến nhất là sử dụng máy phát có tần số phát giống tần số mà mạng sử dụng để áp đảo làm mạng bị nhiễu, bị ngừng làm việc Tín hiệu RF đó có thể di chuyển hoặc cố định

Cũng có trường hợp sự Jamming xẩy ra do không chủ ý thường xảy ra với mọi thiết bị mà dùng chung dải tần 2,4Ghz Tấn công bằng Jamming không phải

là sự đe dọa nghiêm trọng, nó khó có thể được thực hiện phổ biến do vấn đề giá

cả của thiết bị, nó quá đắt trong khi kẻ tấn công chỉ tạm thời vô hiệu hóa được mạng

4 Tấn công theo kiểu thu hút - Man in the middle attacks

Tấn công theo kiểu thu hút - Man in the middle attacks có nghĩa là dùng một khả năng mạnh hơn chen vào giữa hoạt động của các thiết bị và thu hút, giành lấy sự trao đổi thông tin của thiết bị về mình Thiết bị chèn giữa đó phải có

vị trí, khả năng thu phát trội hơn các thiết bị sẵn có của mạng Một đặc điểm nổi bật của kiểu tấn công này là người sử dụng không thể phát hiện ra được cuộc tấn công, và lượng thông tin mà thu nhặt được bằng kiểu tấn công này là giới hạn Phương thức thường sử dụng theo kiểu tấn công này là mạo danh AP (AP rogue), có nghĩa là chèn thêm một AP giả mạo vào giữa các kết nối trong mạng Khi đó, các thông tin truy nhập có thể sẽ bị lấy và sử dụng vào việc truy cập trái phép vào hệ thống mạng sau này

Trang 22

III GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC

1 Quy trình xây dựng hệ thống thông tin an toàn

1.1 Đánh giá và lập kế hoạch

- Có các khóa đào tạo trước triển khai để người trực tiếp thực hiện nắm vững

các thông tin về an toàn thông tin Sau quá trình đào tạo người trực tiếp tham gia

công việc biết rõ làm thể nào để bảo vệ các tài nguyên thông tin của mình

- Đánh giá mức độ an toàn hệ thống về mọi bộ phận như các ứng dụng mạng,

hệ thống, hệ điều hành, phần mềm ứng dụng, vv Các đánh giá được thực hiện

cả về mặt hệ thống mạng logic lẫn hệ thống vật lý Mục tiêu là có cài nhìn tổng

thể về an toàn của hệ thống của bạn, các điểm mạnh và điểm yếu

- Các cán bộ chủ chốt tham gia làm việc để đưa ra được tính xác thực tình

trạng an toàn hệ thống hiện tại và các yêu cầu mới về mức độ an toàn

- Lập kế hoạch an toàn hệ thống

1.2 Phân tích hệ thống và thiết kế

- Thiết kế hệ thống an toàn thông tin cho mạng

- Lựa chọn các công nghệ và tiêu chuẩn về an toàn sẽ áp dụng

- Xây dựng các tài liệu về chính sách an toàn cho hệ thống

1.3 Áp dụng vào thực tế

- Thiết lập hệ thống an toàn thông tin trên mạng

- Cài đặt các phần mềm tăng cường khả năng an toàn như firewall, các bản

chữa lỗi, chương trình quét và diệt virus, các phần mềm theo dõi và ngăn chặn

truy nhập bất hợp pháp

- Thay đổi cấu hình các phần mềm hay hệ thống hiện sử dụng cho phù hợp

- Phổ biến các chính sách an toàn đến nhóm quản trị hệ thống và từng người

sử dụng trong mạng, quy định để tất cả mọi người nắm rõ các chức năng và

quyền hạn của mình

1.4 Duy trì và bảo dưỡng

- Đào tạo nhóm quản trị có thể nắm vững và quản lý được hệ thống

- Liên tục bổ sung các kiến thức về an toàn thông tin cho những người có trách nhiệm như nhóm quản trị, lãnh đạo

- Thay đổi các công nghệ an toàn để phù hợp với những yêu cầu mới

2 Các biện pháp và công cụ bảo mật hệ thống 2.1 Các biện pháp

2.1.1 Kiểm soát truy nhập

Kiểm soát quyền truy nhập bảo vệ cho hệ thống không dây khỏi các mối đe dọa bằng cách xác định cái gì có thể đi vào và đi ra khỏi mạng Việc kiểm soát truy nhập sẽ xác định trên mọi dịch vụ và ứng dụng cơ bản hoạt động trên hệ thống

2.1.2 Kiểm soát sự xác thực người dùng (Authentication)

Kiểm soát sự xác thực người sử dụng là bước tiếp theo sau khi được truy nhập vào mạng Người sử dụng muốn truy nhập vào các tài nguyên của mạng thì

sẽ phải được xác nhận bởi hệ thống bảo mật Có thể có mấy cách kiểm soát sự xác thực người sử dụng:

- Xác thực người sử dụng: cung cấp quyền sử dụng các dịch vụ cho mỗi người dùng Mỗi khi muốn sử dụng một tài nguyên hay dịch vụ của hệ thống, anh ta sẽ phải được xác thực bởi một máy chủ xác thực người sử dụng và kiểm tra xem có quyền sử dụng dịch vụ hay tài nguyên của hệ thống không

- Xác thực trạm làm việc: Cho phép người sử dụng có quyền truy nhập tại những máy có địa chỉ xác định Ngược lại với việc xác thực người sử dụng, xác thực trạm làm việc không giới hạn với các dịch vụ

- Xác thực phiên làm việc: Cho phép người sử dụng phải xác thực để sử dụng từng dịch vụ trong mỗi phiên làm việc

Trang 23

- Có nhiều công cụ dùng cho việc xác thực, ví dụ như:

+ TACACS dùng cho việc truy nhập từ xa thông qua Cisco Router

+ RADIUS khá phổ biến cho việc truy nhập từ xa (Remote Access)

+ Firewall cũng là một công cụ mạnh cho phép xác thực cả 3 loại ở trên

2.1.3 Tăng cường nhận thức người dùng

Một khía cạnh khác rất cần thiết đối với bật kỳ chính sách bảo mật nào là

đào tạo sự nhận thức về bảo mật cho người sử dụng Việc đào tạo này sẽ chú

trọng vào cách sử dụng đúng cách thức và sử dụng các thiết bị điện tử cá nhân để

giảm ảnh hưởng của việc mất hoặc bị lấy trộm các thiết bị này Một nhân tố bảo

mật đáng ghi nhận khác được gắn với việc sử dụng đúng cách công nghệ không

dây là sự nhận thức của người sử dụng rằng các thiết bị điện tử cá nhân này trên

thực tế có khả năng hoạt động như một máy tính cá nhân hoặc một trạm làm việc

(workstation) Củng cố việc đào tạo về các tiêu chuẩn bảo mật thông tin, cùng với

các chính sách về không dây của công ty, có thể giúp người dùng tăng cường nhận

thức của mình về sự rủi ro của hệ thống này

2.2 Các công cụ bảo mật hệ thống

Có nhiều công cụ bảo mật hệ thống cơ bản và phổ biến, thường được áp

dụng Mục tiêu của các công cụ này là đảm bảo cho hệ thống mạng không dây

WLAN có thể trở nên an toàn hơn

2.2.1 Chứng thực bằng địa chỉ MAC

Trước hết chúng ta cũng nhắc lại một chút về khái niệm địa chỉ MAC Địa

chỉ MAC - (Media Access Control) là địa chỉ vật lý của thiết bị được in nhập vào

Card mạng khi chế tạo, mỗi Card mạng có một giá trị địa chỉ duy nhất Địa chỉ

này gồm 48 bit chia thành 6 byte, 3 byte đầu để xác định nhà sản xuất, ví dụ như:

00-40-96 : Cisco

00-00-86 : 3COM

00-02-2D : Agere Communications 00-10-E7 : Breezecom

00-E0-03 : Nokia Wireless 00-04-5A : Linksys

3 byte còn lại là số thứ tự, do hãng đặt cho thiết bị Địa chỉ MAC nằm ở lớp 2 (lớp Datalink của mô hình OSI) Khi Client gửi yêu cầu chứng thực cho AP, AP sẽ lấy giá trị địa chỉ MAC của Client đó, so sánh với bảng các địa chỉ MAC được phép kết nối để quyết định xem có cho phép Client chứng thực hay không Chi tiết quá trình này được biểu diễn ở hình dưới

Hình 9: Mô tả quá trình chứng thực bằng địa chỉ MAC

Về nguyên lý thì địa chỉ MAC là do hãng sản xuất quy định ra nhưng nhược điểm của phương pháp này kẻ tấn công lại có thể thay đổi địa chỉ MAC một cách

dễ dàng, từ đó có thể chứng thực giả mạo Vì vậy về mặt an ninh đây không phải

là giải pháp tốt nhất ta chỉ lên sử dụng nó như một phần phụ trợ cho các công cụ bảo mật khác

Trang 24

2.2.2 Chƣ́ng thƣ̣c bằng SSID

Chứng thực bằng SSID - System Set Identifier, mã định danh hệ thống, là

một phương thức chứng thực đơn giản, nó được áp dụng cho nhiều mô hình

mạng nhỏ, yêu cầu mức độ bảo mật thấp Có thể coi SSID như một mật mã hay

một chìa khóa, khi máy tính mới được phép gia nhập mạng nó sẽ được cấp SSID,

khi gia nhập, nó gửi giá trị SSID này lên AP, lúc này AP sẽ kiểm tra xem SSID

mà máy tính đó gửi lên có đúng với mình quy định không, nếu đúng thì coi như

đã chứng thực được và AP sẽ cho phép thực hiện các kết nối

Hình 10: Mô tả quá trình chứng thực bằng SSID

Các bước kết nối khi sử dụng SSID:

1 Client phát yêu cầu thăm dò trên tất cả các kênh

2 AP nào nhận được yêu cầu thăm dò trên sẽ trả lời lại (có thể có nhiều AP cùng

trả lời)

3 Client chọn AP nào phù hợp để gửi yêu cầu xin chứng thực

4 AP gửi trả lời yêu cầu chứng thực

5 Nếu thỏa mãn các yêu cầu chứng thực, Client sẽ gửi yêu cầu liên kết đến AP

6 AP gửi trả lời yêu cầu Liên kết

7 Quá trình chứng thực thành công, 2 bên bắt đầu trao đổi dữ liệu

Sử dụng SSID là khá đơn giản nhưng nó cũng có nhiều nhược điểm Các hãng thường có mã SSID ngầm định sẵn (default SSID), nếu người sử dụng không thay đổi thì các thiết bị AP giữ nguyên giá trị SSID này, kẻ tấn công lợi dụng sự lơi lỏng đó, để dò ra SSID.Kiểu chứng thực dùng SSID là đơn giản, ít bước Vì vậy nếu kẻ tấn công thực hiện việc bắt rất nhiều gói tin trên mạng để phân tích theo các thuật toán quét giá trị như kiểu Brute Force thì sẽ có nhiều khả năng dò ra được mã SSID mà AP đang sử dụng Hơn nữa tất cả mạng WLAN dùng chung một SSID, chỉ cần một máy tính trong mạng để lộ thì sẽ ảnh hưởng

an ninh toàn mạng Vì thế Việc sử dụng SSID chỉ áp dụng cho kết nối giữa máy tính và máy tính hoặc cho các mạng không dây phạm vi nhỏ, hoặc là không có kết nối ra mạng bên ngoài

2.2.3 Chƣ̃ ký điện tƣ̉

Trong môi trường mạng, việc trao đổi thông điệp đòi hỏi phải có sự xác nhận người gửi Việc xác nhận người gửi đảm bảo rằng bức thông điệp đó thực sự được gửi từ người gửi chứ không phải ai khác Công nghệ chữ ký điện tử ra đời

để phục vụ việc xác nhận người gửi này, đồng thời nó cũng mang tính không thể chối cãi với người đã gửi văn bản đó

Chữ ký điện tử hay còn gọi là chữ ký số hoá bao gồm một cặp khoá: một PUBLIC_KEY và một PRIVATE_KEY Public Key được thông báo rộng rãi cho mọi người còn private key thì phải được giữ bí mật Đặc trưng cơ bản của chữ kí số hoá là: Với một cặp khoá, dữ liệu mã hoá với PUBLIC_KEY chỉ có thể được giải mã duy nhất bởi PRIVATE_KEY của nó mà thôi

Trang 25

Hình 11: Quá trình ký trong message

Hình trên là một quá trình tạo ra chữ ký điện tử một văn bản đầu vào được áp

dụng các thuật toán băm mã hoá như MD4, MD5, SHA để tạo ra các giá trị

Hash-value hay còn gọi là Message Digest sau đó các giá trị Hash-value nhận

được kết hợp cùng Private key mã hoá bởi thuật toán RSA, DSA để tạo ra một

Digital signature

Sự an toàn của hệ thống chữ ký điện tử phụ thuộc vào sự bí mật của khoá riêng

do người dùng quản lý Chính vì thế người dùng phải đề phòng sự truy cập bất

hợp pháp vào khoá riêng của họ

2.3 Mã hóa dữ liệu

2.3.1 Sử dụng hệ mật mã DES

Một trong những biện pháp bảo mật thông tin trên mạng là sử dụng hệ mật

mã DES Đây là hệ mật mã đối xứng cổ điển thông dụng thường được dùng với

số lượng lớn DES ( Data Encryption Standard ) là tổ hợp của các phương pháp

thay thế, đổi chỗ Nó chia bản tin thành các Block có độ dài cố định ( 64 bit ) và

lặp lại các phép mã hoá thay thế và đổi chỗ nhiều lần cho mỗi khối

Hình 12: Quá trình mã hoá sử dụng hệ mật mã DES

Các phát triển tiếp theo của hệ mật mã cổ DES là:

- IDEA ( International Data Encryption Algorithm ): khoá 128 bit, khối dữ liệu 64 bit

- RC5: Khối dữ liệu và khoá sử dụng có độ dài thay đổi

- RC6: Nâng cấp của RC5 để tăng tính bảo mật và hiệu quả

- AES: ( Advanced Encryption Standard ): Khối dữ liệu 128 bit, khoá 128,

256

2.3.2 Sử dụng hệ mật mã RSA

Hệ mật mã công khai thông dụng RSA ( Rivest, Shamir, Adleman ) là hệ mật

mã bất đối xứng Nó dựa trên việc phân tích ra thừa số của tích hai số nguyên tố rất lớn là cực kỳ khó khăn ( n = p x q )

Thuật toán RSA có hai khóa, khóa công khai (hay khóa công cộng) và khóa

bí mật (hay khóa cá nhân) Khóa công khai được công bố rộng rãi cho mọi người

và được dùng để mã hóa Những thông tin được mã hóa bằng khóa công khai chỉ

có thể được giải mã bằng khóa bí mật tương ứng

Bản mã Cipher Text

Giải mã Mật mã

Plain Text Bản rõ

Bản rõ Ban đầu Kênh truyền

Định dạng
Số trang	50
Dung lượng	1,39 MB