Wi-Fi及无线网状网Mesh的安全

本文旨在对Wi-Fi及Mesh的安全方面的历史与现状进行一些简单介绍。

为方便起见，文中将用AP表示无线接入点(AccessPoint)。用Mesh表示无线网状网。

Wi-Fi安全的历史与演化

WEP及其漏洞

在1999年通过的802.11标准中，关于安全的部分叫WEP，是英文中WiredEquivalentPrivacy的缩写，本意是实现一种与有线等价的安全程度。

WEP的设计相对简单，它包括一个简单的基于挑战与应答的认证协议和一个加密协议。这两者都是使用RC4的加密算法，密钥的长度是40位(由于密钥会与一个24位的初始向量(IV)连接在一起使用，所以也被称为64位的WEP)。WEP还包括一个使用32位CRC的校验机制叫ICV(IntegrityCheckValue)，其目的是用来保护信息不在传输过程中被修改。

WEP在推出以后，很快被发现有很多漏洞,主要有以下几点：

认证机制过于简单，很容易通过异或的方式破解，而且一旦破解，由于使用的是与加密用的同一个密钥，所以还会危及以后的加密部分。

认证是单向的，AP能认证客户端，但客户端没法认证AP。

初始向量(IV)太短，重用很快,为攻击者提供很大的方便。

RC4算法被发现有"弱密钥"(WeakKey)的问题，WEP在使用RC4的时候没有采用避免措施。

WEP没有办法应付所谓"重传攻击"(ReplayAttack)。

ICV被发现有弱点，有可能传输数据被修改而不被检测到。

没有密钥管理，更新，分发的机制，完全要手工配置，因为不方便，用户往往常年不会去更换。

由于有上面列出的众多缺点，人们可能会觉得WEP一无是处。其实倒不然。WEP从被宣称破解到今天，仍被人们广泛使用，绝非偶然.其原因除了它简单易行，速度较快，对硬件要求低的特点以外，WEP的确也能满足在安全要求不太高的情况下的需求。比如在家庭，旅馆等地，WEP提供的保护往往已足够。所以对WEP的应用也应视需求而定,没必要先入为主.

不过有一点需要提及，就是人们已不大再使用WEP提供的认证，而只用WEP提供的加密。原因已经提到过，WEP的认证不仅较弱，而且可能危及到加密本身。

WEP的改进

-128位WEP

大部分供应商现在都提供一种用104位密钥的WEP(加上24位IV一共128位)，这对WEP的安全性有改进，但上面提到的问题仍然存在。

-动态的WEP

为了加强WEP的安全性，一些供应商提出了一些动态密钥的WEP方案。在这样的方案中，WEP的密钥不再是静态不变的，而是能定期动态更新。比如思科(Cisco)提供的LEAP(LightweightExtensibleAuthentication Protocol)就是这样一种方案。LEAP同时还提供双向的基于802.1X的认证。这些方案在一定程度上缓解了WEP的危机，但它们是某个供应商的私有方案而非标准，而且它们离完全解决WEP的所有问题还有差距。

WPA的出现

为了解决WEP的危机,IEEE展开了新的802.11安全标准的制订，但由于一个IEEE标准的制订需要的时间较长，工业界为了填补IEEE标准出台之前的真空，迅速采取了行动。WPA就是Wi-Fi联盟于2002年左右推出的一套自己的标准。

WPA虽然不是IEEE的标准，但也并非空穴来风。它的制订是基于802.11i协议的一个初稿(Draft)。所以它与后来的802.11i终稿在结构以及其它一些方面很相似。其中之一是使用基于802.1X的认证机制。WPA还采用了一套叫TKIP(TemporalKeyIntegrityProtocol)的加密协议。TKIP仍然使用RC4算法，所以当时的已有硬件平台可以在只做软件升级的情况下就支持它。但同时设计者又考虑了WEP的教训，使用了较长的IV，密钥，和动态变化的密钥机制，所以TKIP的安全性较之WEP加密大大提高。WPA同时也加入了对重传攻击的防范，并对校验机制等做了重大改进。这些改进加上Wi-Fi联盟的影响力使WPA推出之后得到了广泛的采用。

802.11i/WPA2

2004年6月，IEEE终于通过了802.11i协议。Wi-Fi联盟则把其802.11i实现取名WPA2，通常这二者被认为是同一件事。

相对于已出台的WPA，802.11i使用的的加密协议是AES(AdvancedEncryptionStandard)而非TKIP。AES被认为是一个更强的加密系统，它一般需要专门的硬件支持。今天的Wi-Fi产品应该都已支持AES加密。

在安全性的其它方面，802.11i也象WPA一样提供很全面甚至更强的支持。在认证发面，802.1X的体系结构被采用。在密钥使用上，802.11i有一整套密钥等级划分和密钥动态产生及更新机制。802.11i对重传攻击的防范，信息校验等自然也都考虑的非常全面。总而言之，802.11i是一整套非常全面，同时也非常复杂的安全协议系统，代表了当前Wi-Fi安全的最高级支持。由于其复杂性，细节不可能在本文中一一介绍。下面只就其中

采用的802.1X认证体系结构作一个简单介绍。

802.1X

802.1X是IEEE关于局域网络访问控制的标准，它是一个基于端口概念的标准。它可以用来决定是否给予一个用户访问一个网路端口的权限。这里"端口"是指逻辑上的端口.具体到Wi-Fi中,一个客户端与AP的连接(association)就可视为一个端口。

来源：希赛网