如何避免WPA无线安全标准攻击

　　对无线网安全的破坏，特别是对WPA安全标准的破解可以威胁企业网络的安全性及敏感业务信息。本文将揭示避免遭受密码攻击的破坏，解释WEP、WPA、WPA2的不同点，以及WEP的破解如何导致802.11标准的演化。

　　无线安全标准WEP的破解应当是几年以前的事儿了。WEP的第一个替代品WPA在2003年之后得到了全部新验证产品的响应和要求。但在2008年12月，关于WPA被破解的报告，特别是针对临时密钥完整性协议(TKIP)所使用的MIC(消息完整性检查)的新型攻击更是引起了恐慌。但笔者认为这种新型的攻击并不是使用WPA协议的WLAN的丧钟，你完全可以避免这种攻击。

　　理解最新的攻击

　　为理解最新的攻击，我们需要理解WEP、WPA、WPA2协议的不同点，以及WEP破解如何导致802.11标准的演进。

　　WEP使用RC4来加密无线接入点和客户端之间的数据交换，实施循环冗余校验码来定位差错。任何人都可以记录WEP加密的数据包，但如果没有WEP密钥的解密，这些用户就无法理解这些数据包。不幸的是，攻击者很快就可以知道如何分析WEP加密的数据包，从而猜测此密钥。因为每一个客户端都使用同样的WEP密钥来加密发送给特定接入点的每一个数据包，被破解的密钥可以解密所有将要发送的数据包，而不管是谁发送的数据包。结果，WEP不能真正地阻止802.11数据窃听。

　　开发临时密钥完整性协议(TKIP)的目的是为了快速修复比较陈旧的访问点及受到WEP损害的客户端。TKIP不再使用相同的密钥解密每一个数据包，而是为每个数据包使用不同密钥的RC4。这些密钥可以消除WEP加密破解者的威胁。此外，TKIP使用加了密钥的消息完整性检查(MIC)来检测被重放攻击或伪造的数据包。任何人都可以发送(即插入)被捕获或修改经TKIP加密的数据包，但这些数据包会被丢弃，因为MIC及校验和与数据包所承载的数据并不匹配。在收到第一个受损的数据包时，使用TKIP的接入点通常会传输一个错误报告。如果在60秒内收到了第二个受损的数据包，接入点通常会再停止监听一分钟，然后再为WLAN分配密钥，要求所有的客户端开始使用一个新的“密钥对”来生成MIC密钥和每个数据包的加密密钥。

　　这就堵住了WEP所遗留的诸多漏洞。所有通过WPA鉴定的产品都可以使用TKIP及其MIC来抵制802.11的数据窃听、伪造、重放攻击。但早在2003年的时候，IEEE就知道存在更为有效和强健的方法来提供这种安全性。这就是802.11i还定义了一个CCMP(计数器模式密码块链信息认证码协议)的原因，它使用了高级加密标准(AES)来替换TKIP及其MIC。所有的Wi-Fi认证产品现在必须支持WPA2，使得客户们可以为其WLAN选择恰当的安全。经WPA2认证的那些与比较陈旧的客户端会话的接入点还可以使用TKIP或AES-CCMP，而那些与新客户端会话的接入点只能使用AES-CCMP。

　　挑战WPA的安全性

　　几年来，WEP的破解者们已经变得很聪明了，他们使用一些具有奇特名字(如Korek、PTW、Chopchop等)的新方法来更快速地恢复WEP密钥。国外的研究人员拓斯和拜克曾描述如何应用快速的Chopchop类型的攻击来恢复一个MIC密钥，而不是WEP密钥或TKIP成对密钥。知道了你的MIC的另外一个攻击者可以插入被篡改的经TKIP加密的数据包，发送给客户端。例如，攻击者可以给你的客户端发送一个伪造的ARP响应，导致其将数据包错误地传给其它的局域网设备。

　　这种攻击是怎样进行的呢?第一步是捕获一个TKIP加密的包含几乎完全可知其数据的数据包。ARP的消息机制运行良好，因为其易于识别并携带可预测的数据，除了源/目标IP地址的最后一个字节，以及MIC和校验和。

　　下一步就是重放加密的数据包，试图猜测恰当的MIC和校验和。如果校验和错误，接入点会呈现一个传输错误并丢弃此数据包。如果校验和正确但MIC错误，接入点会传输一个MIC失败报告帧。这个过程必须不断重复，直至猜中正确的MIC，此时攻击者就既知道数据和MIC，又可以轻易地计算MIC密钥。

　　但作为一次实际攻击，攻击者必须能够快速猜测密钥，而不会激发可能改变密钥的防御机制。为避免密钥重置，攻击者可以每分钟仅发送一个错误的MIC。然而，在支持WMM(Wi-Fi多媒体)的QoS的接入点上，可在每一个级别上应用不同的计数器，准许每分钟生成多达8个错误的MIC而不会生成新密钥。猜测全部12个未知字节可在12分钟之内完成，这远远少于多数WPA认证的接入点所使用的默认重放时间间隔。

　　拓斯和拜克两位研究人员使用了一种称之为tkiptun-ng的攻击工具。任何人可以使用tkiptun-ng来恢复已知数据包的MIC密钥，然后再用其它aircrack-ng工具重新注入数据包的被篡改版本(它已经绕过了WPA完整性保护机制)。注意，在再次生成密钥之前，被恢复的MIC密钥仅能用于从接入点到目的客户端的数据包。而且，MIC密钥不能用于窃听其它的TKIP数据包，因为这种数据依然受到每个数据包加密密钥的保护。

　　战胜WPA攻击

　　说白了，避免受到这种攻击危害的最佳方法是停止使用TKIP。在这种攻击中被利用的MIC并没有被CCMP所采用，因此你最快捷的方法是开始使用WPA2，并对其进行配置，仅启用AES-CCMP。

　　Wi-Fi认证的产品要求使用WPA2已经有多年了，如果你一直依赖于标准的设备更新周期来从TKIP迁移那些陈旧的客户端，这种新的安全攻击可能成为完全放弃TKIP的动机。

　　然而，如果你的WLAN只包括一些较老的WPA设备(这些设备不可能由支持WPA2的设备来替换之)，你可以采取以下的步骤：

　　1. 如果你的接入点(或WLAN控制器)提供了选项来禁用MIC的失败报告，你需要重新配置接入点。这种安全性攻击要求MIC报告来区分错误的校验和及错误的MIC;关闭报告选项会挫败攻击，而不会影响WLAN的性能。

　　2. 如果你的接入点(或WLAN控制器)提供了一个可配置的WPA重建密钥的时间间隔，你应当减少此时间间隔，使攻击者猜到整个MIC密钥之前能够更新“密钥对”。 拓斯和拜克建议用120秒，思科建议用300秒来减少对WLAN中RADIUS的影响。

　　3. 如果你的接入点(或WLAN控制器)提供了选项禁用WMM，这可能会延长用来猜测MIC密钥的时间。但对防止攻击却是不够的，而且不可能成为WLAN安全性与功能性的一个很好的制衡点。

　　为进一步限制由更频繁的重建密钥所引起的额外成本，你可能需要将WPA客户端与WPA2客户端隔离开。将WPA客户端迁移到其自已的SSID有助于帮助管理员计划其退役进程，并更容易看出哪些设备有可能被攻击者实施漏洞利用。

　　最后，需要记住的是，WPA和WPA2并不是确保消息安全性的唯一方法。更高一层的VPN协议，如IPsec和SSL等都可以用其自己的加密消息认证来检测数据包伪造。虽然高层的VPN不能像ARP一样用于LAN广播数据包，但它们可用于护卫所有的TCP/IP数据包防止安全攻击，而无需依赖于WPA的安全检查。