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Articulo de referencia

IEEE 802.11i-2004

IEEE 802.11i-2004 , o simplemente 802.11i , es una enmienda a la norma original IEEE 802.11 , implementada como Wi-Fi Protected Access II (WPA2). El borrador de la norma fue rat...

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IEEE 802.11i-2004 , o simplemente 802.11i , es una enmienda a la norma original IEEE 802.11 , implementada como Wi-Fi Protected Access II (WPA2). El borrador de la norma fue ratificado el 24 de junio de 2004. Esta norma especifica mecanismos de seguridad para redes inalámbricas , reemplazando la breve cláusula de autenticación y privacidad de la norma original con una cláusula de seguridad detallada . En el proceso, la enmienda dejó obsoleto el protocolo WEP ( Wired Equivalent Privacy ), que posteriormente se incorporó a la norma IEEE 802.11-2007 publicada .

Sustitución de WEP

802.11i reemplaza la especificación de seguridad anterior, Wired Equivalent Privacy (WEP), que demostró tener vulnerabilidades de seguridad. Wi-Fi Protected Access (WPA) había sido introducido previamente por la Wi-Fi Alliance como una solución intermedia a las inseguridades de WEP. WPA implementó un subconjunto de un borrador de 802.11i. La Wi-Fi Alliance se refiere a su implementación aprobada e interoperable de 802.11i completa como WPA2 , también llamada RSN (Robust Security Network). 802.11i utiliza el cifrado de bloques Advanced Encryption Standard (AES) , mientras que WEP y WPA utilizan el cifrado de flujo RC4 . [ 1 ]

Operación del protocolo

IEEE 802.11i mejora IEEE 802.11-1999 al proporcionar una Red de Seguridad Robusta (RSN) con dos nuevos protocolos: el protocolo de enlace de cuatro vías y el protocolo de enlace de clave de grupo. Estos utilizan los servicios de autenticación y el control de acceso a puertos descritos en IEEE 802.1X para establecer y cambiar las claves criptográficas apropiadas. [ 2 ] [ 3 ] La RSN es una red de seguridad que solo permite la creación de asociaciones de red de seguridad robusta (RSNA), que son un tipo de asociación utilizada por un par de estaciones (STA) si el procedimiento para establecer la autenticación o asociación entre ellas incluye el protocolo de enlace de cuatro vías. [ 4 ]

El estándar también proporciona dos protocolos de confidencialidad e integridad de datos RSNA, TKIP y CCMP , siendo la implementación de CCMP obligatoria ya que los mecanismos de confidencialidad e integridad de TKIP no son tan robustos como los de CCMP. [ 5 ] El propósito principal de implementar TKIP era que el algoritmo pudiera implementarse dentro de las capacidades de la mayoría de los dispositivos antiguos que solo admiten WEP.

El proceso de autenticación inicial se lleva a cabo utilizando una clave precompartida (PSK) o mediante un intercambio EAP a través de 802.1X (conocido como EAPOL , que requiere la presencia de un servidor de autenticación). Este proceso garantiza que la estación cliente (STA) se autentique con el punto de acceso (AP). Tras la autenticación PSK o 802.1X, se genera una clave secreta compartida, denominada clave maestra de pares (PMK). En la autenticación PSK, la PMK es la propia PSK, [ 6 ] que normalmente se deriva de la contraseña WiFi mediante una función de derivación de clave que utiliza SHA-1 como función hash criptográfica . [ 7 ] Si se realizó un intercambio EAP 802.1X, la PMK se deriva de los parámetros EAP proporcionados por el servidor de autenticación.

Saludo de cuatro vías

pulgar en 802.11i

El protocolo de enlace de cuatro vías [ 8 ] está diseñado para que el punto de acceso (o autenticador) y el cliente inalámbrico (o solicitante) puedan demostrarse mutuamente de forma independiente que conocen la PSK/PMK, sin revelar nunca la clave. En lugar de revelar la clave, el punto de acceso (AP) y el cliente cifran los mensajes entre sí —que solo pueden descifrarse utilizando la PMK que ya comparten— y, si el descifrado de los mensajes es exitoso, esto demuestra que conocen la PMK. El protocolo de enlace de cuatro vías es fundamental para proteger la PMK de puntos de acceso maliciosos —por ejemplo, un SSID de un atacante que suplanta la identidad de un punto de acceso real— de modo que el cliente nunca tenga que comunicarle al punto de acceso su PMK.

La PMK está diseñada para durar toda la sesión y debe exponerse lo menos posible; por lo tanto, es necesario derivar claves para cifrar el tráfico. Se utiliza un protocolo de enlace de cuatro vías para establecer otra clave llamada clave transitoria de pares (PTK). La PTK se genera concatenando los siguientes atributos: PMK, nonce del AP (ANonce), nonce de la STA (SNonce), dirección MAC del AP y dirección MAC de la STA. El producto se procesa mediante una función pseudoaleatoria . El protocolo de enlace también genera la GTK (clave temporal de grupo), que se utiliza para descifrar el tráfico de multidifusión y difusión.

Los mensajes reales intercambiados durante el protocolo de enlace se muestran en la figura y se explican a continuación (todos los mensajes se envían como fotogramas clave EAPOL ):

  1. El AP envía un valor nonce (ANonce) al STA junto con un contador de repetición de clave, que es un número que se utiliza para comparar cada par de mensajes enviados y descartar los mensajes repetidos. El STA ahora dispone de todos los atributos necesarios para construir el PTK.
  2. La STA envía su propio valor nonce (SNonce) al AP junto con un Código de Integridad del Mensaje (MIC), que incluye autenticación, que en realidad es un Código de Autenticación e Integridad del Mensaje (MAIC), y el Contador de Reproducción de Clave que será el mismo que el Mensaje 1, para permitir que el AP coincida con el Mensaje 1 correcto.
  3. El AP verifica el Mensaje 2, comprobando MIC, RSN, ANonce y el campo del contador de repetición de clave, y si es válido, construye y envía el GTK con otro MIC.
  4. La STA verifica el Mensaje 3, comprobando el campo MIC y el Contador de repetición de clave, y si es válido, envía una confirmación al AP.

protocolo de enlace de clave de grupo

La clave temporal de grupo (GTK) utilizada en la red puede requerir una actualización debido a la expiración de un temporizador preestablecido. Cuando un dispositivo abandona la red, también es necesario actualizar la GTK. Esto evita que el dispositivo reciba más mensajes de multidifusión o difusión del punto de acceso.

Para gestionar la actualización, 802.11i define un protocolo de enlace de clave de grupo que consiste en un protocolo de enlace bidireccional:

  1. El AP envía la nueva GTK a cada STA de la red. La GTK se cifra utilizando la KEK asignada a esa STA y protege los datos contra manipulaciones mediante el uso de un MIC .
  2. La STA reconoce el nuevo GTK y responde a la AP.

Descripción general del CCMP

CCMP se basa en el modo CCM (Counter with CBC-MAC) del algoritmo de cifrado AES. CCM combina CTR para la confidencialidad y CBC-MAC para la autenticación e integridad. CCM protege la integridad tanto del campo de datos MPDU como de ciertas partes del encabezado MPDU IEEE 802.11.

Jerarquía clave

La RSNA define dos jerarquías clave:

  1. Jerarquía de claves por pares, para proteger el tráfico unicast
  2. GTK, una jerarquía que consta de una sola clave para proteger el tráfico de multidifusión y difusión.

La descripción de las jerarquías clave utiliza las dos funciones siguientes:

  • L(Str, F, L) - Desde Str comenzando desde la izquierda, extraiga los bits F a F+L–1.
  • PRF-n: función pseudoaleatoria que produce n bits de salida; existen versiones de 128, 192, 256, 384 y 512 bits, cada una de las cuales produce esta cantidad de bits.

La jerarquía de claves por pares utiliza PRF-384 o PRF-512 para derivar claves específicas de sesión a partir de una PMK, generando una PTK, que se divide en una KCK y una KEK, además de todas las claves temporales utilizadas por el MAC para proteger la comunicación unicast.

La GTK será un número aleatorio que también se genera utilizando PRF-n, normalmente PRF-128 o PRF-256. En este modelo, la jerarquía de claves de grupo toma una GMK (clave maestra de grupo) y genera una GTK.

Formatos de trama MAC

Campo de control de marcos

Campo de marco protegido

"El campo Marco Protegido tiene una longitud de 1 bit. Este campo se establece en 1 si el campo Cuerpo del Marco contiene información procesada mediante un algoritmo de encapsulación criptográfica. El campo Marco Protegido se establece en 1 únicamente dentro de los marcos de datos de tipo Datos y dentro de los marcos de gestión de tipo Gestión, subtipo Autenticación. En todos los demás marcos, el campo Marco Protegido se establece en 0. Cuando el campo Marco Protegido se establece en 1 en un marco de datos, el campo Cuerpo del Marco se protege mediante el algoritmo de encapsulación criptográfica y se expande según lo definido en la Cláusula 8. Solo se permite WEP como algoritmo de encapsulación criptográfica para los marcos de gestión de subtipo Autenticación." [ 8 ]

Véase también

Referencias

  1. ↑ "IEEE 802.11i-2004: Enmienda 6: Mejoras de seguridad del control de acceso al medio (MAC)" (PDF) . Normas IEEE . 23 de julio de 2004. Archivado del original (PDF) el 17 de mayo de 2005. Consultado el 21 de diciembre de 2007 .(Enlace roto)
  2. ↑ IEEE 802.11i-2004: Enmienda 6: Mejoras de seguridad del control de acceso al medio (MAC) (PDF) , Normas IEEE , 23 de julio de 2004, pág. 14, archivado del original (PDF) el 17 de mayo de 2005 , consultado el 9 de abril de 2010. 
  3. ↑ IEEE 802.11i-2004: Enmienda 6: Mejoras de seguridad del control de acceso al medio (MAC) (PDF) , Estándares IEEE , 23 de julio de 2004, pág. 14, archivado del original (PDF) el 17 de mayo de 2005 , recuperado el 9 de abril de 2010 , RSNA se basa en IEEE 802.1X para proporcionar servicios de autenticación y utiliza el esquema de gestión de claves IEEE 802.11 
  4. ↑ IEEE 802.11i-2004: Enmienda 6: Mejoras de seguridad del control de acceso al medio (MAC) (PDF) , Normas IEEE , 23 de julio de 2004, pág. 5, archivado del original (PDF) el 17 de mayo de 2005 , consultado el 9 de abril de 2010. 
  5. ↑ IEEE 802.11i-2004: Enmienda 6: Mejoras de seguridad del control de acceso al medio (MAC) (PDF) , Normas IEEE , 23 de julio de 2004, pág. 43, archivado del original (PDF) el 17 de mayo de 2005 , consultado el 9 de abril de 2010. (Enlace roto)
  6. ↑ "Enmienda 6 del estándar IEEE 802.11i-2004: Mejoras de seguridad del control de acceso al medio (MAC)" (PDF) . pág. 33. 
  7. ↑ "Enmienda 6 del estándar IEEE 802.11i-2004: Mejoras de seguridad del control de acceso al medio (MAC)" (PDF) . pág. 165. 
  8. 1 2 "Enmienda 6 del estándar IEEE 802.11i-2004: Mejoras de seguridad del control de acceso al medio (MAC)" (PDF) .
  9. ↑ "Sección de formatos de trama MAC" . Archivado del original el 27/04/2018 . Consultado el 27/04/2018 .
General
  • "IEEE 802.11-2007: Especificaciones de control de acceso al medio (MAC) y capa física (PHY) para redes LAN inalámbricas" . IEEE . 8 de marzo de 2007.
  • "La evolución de la seguridad inalámbrica 802.11" (PDF) . ITFFROC. 18 de abril de 2010.
  • Vulnerabilidad en el protocolo WPA2, hole196Archivado el 13 de noviembre de 2015 en Wayback Machine .
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