Что такое в роутере wpa enterprise

Время на прочтение
7 мин

Количество просмотров 317K

В последнее время появилось много «разоблачающих» публикаций о взломе какого-либо очередного протокола или технологии, компрометирующего безопасность беспроводных сетей. Так ли это на самом деле, чего стоит бояться, и как сделать, чтобы доступ в вашу сеть был максимально защищен? Слова WEP, WPA, 802.1x, EAP, PKI для вас мало что значат? Этот небольшой обзор поможет свести воедино все применяющиеся технологии шифрования и авторизации радио-доступа. Я попробую показать, что правильно настроенная беспроводная сеть представляет собой непреодолимый барьер для злоумышленника (до известного предела, конечно).

Основы

Любое взаимодействие точки доступа (сети), и беспроводного клиента, построено на:

• Аутентификации — как клиент и точка доступа представляются друг другу и подтверждают, что у них есть право общаться между собой;
• Шифровании — какой алгоритм скремблирования передаваемых данных применяется, как генерируется ключ шифрования, и когда он меняется.

Параметры беспроводной сети, в первую очередь ее имя (SSID), регулярно анонсируются точкой доступа в широковещательных beacon пакетах. Помимо ожидаемых настроек безопасности, передаются пожелания по QoS, по параметрам 802.11n, поддерживаемых скорости, сведения о других соседях и прочее. Аутентификация определяет, как клиент представляется точке. Возможные варианты:

• Open — так называемая открытая сеть, в которой все подключаемые устройства авторизованы сразу
• Shared — подлинность подключаемого устройства должна быть проверена ключом/паролем
• EAP — подлинность подключаемого устройства должна быть проверена по протоколу EAP внешним сервером

Открытость сети не означает, что любой желающий сможет безнаказанно с ней работать. Чтобы передавать в такой сети данные, необходимо совпадение применяющегося алгоритма шифрования, и соответственно ему корректное установление шифрованного соединения. Алгоритмы шифрования таковы:

• None — отсутствие шифрования, данные передаются в открытом виде
• WEP — основанный на алгоритме RC4 шифр с разной длиной статического или динамического ключа (64 или 128 бит)
• CKIP — проприетарная замена WEP от Cisco, ранний вариант TKIP
• TKIP — улучшенная замена WEP с дополнительными проверками и защитой
• AES/CCMP — наиболее совершенный алгоритм, основанный на AES256 с дополнительными проверками и защитой

Комбинация Open Authentication, No Encryption широко используется в системах гостевого доступа вроде предоставления Интернета в кафе или гостинице. Для подключения нужно знать только имя беспроводной сети. Зачастую такое подключение комбинируется с дополнительной проверкой на Captive Portal путем редиректа пользовательского HTTP-запроса на дополнительную страницу, на которой можно запросить подтверждение (логин-пароль, согласие с правилами и т.п).

Шифрование WEP скомпрометировано, и использовать его нельзя (даже в случае динамических ключей).

Широко встречающиеся термины WPA и WPA2 определяют, фактически, алгоритм шифрования (TKIP либо AES). В силу того, что уже довольно давно клиентские адаптеры поддерживают WPA2 (AES), применять шифрование по алгоритму TKIP нет смысла.

Разница между WPA2 Personal и WPA2 Enterprise состоит в том, откуда берутся ключи шифрования, используемые в механике алгоритма AES. Для частных (домашних, мелких) применений используется статический ключ (пароль, кодовое слово, PSK (Pre-Shared Key)) минимальной длиной 8 символов, которое задается в настройках точки доступа, и у всех клиентов данной беспроводной сети одинаковым. Компрометация такого ключа (проболтались соседу, уволен сотрудник, украден ноутбук) требует немедленной смены пароля у всех оставшихся пользователей, что реалистично только в случае небольшого их числа. Для корпоративных применений, как следует из названия, используется динамический ключ, индивидуальный для каждого работающего клиента в данный момент. Этот ключ может периодический обновляться по ходу работы без разрыва соединения, и за его генерацию отвечает дополнительный компонент — сервер авторизации, и почти всегда это RADIUS-сервер.

Все возможные параметры безопасности сведены в этой табличке:

Свойство	Статический WEP	Динамический WEP	WPA	WPA 2 (Enterprise)
Идентификация	Пользователь, компьютер, карта WLAN	Пользователь, компьютер	Пользователь, компьютер	Пользователь, компьютер
Авторизация	Общий ключ	EAP	EAP или общий ключ	EAP или общий ключ
Целостность	32-bit Integrity Check Value (ICV)	32-bit ICV	64-bit Message Integrity Code (MIC)	CRT/CBC-MAC (Counter mode Cipher Block Chaining Auth Code — CCM) Part of AES
Шифрование	Статический ключ	Сессионный ключ	Попакетный ключ через TKIP	CCMP (AES)
РАспределение ключей	Однократное, вручную	Сегмент Pair-wise Master Key (PMK)	Производное от PMK	Производное от PMK
Вектор инициализации	Текст, 24 бита	Текст, 24 бита	Расширенный вектор, 65 бит	48-бит номер пакета (PN)
Алгоритм	RC4	RC4	RC4	AES
Длина ключа, бит	64/128	64/128	128	до 256
Требуемая инфраструктура	Нет	RADIUS	RADIUS	RADIUS

Если с WPA2 Personal (WPA2 PSK) всё ясно, корпоративное решение требует дополнительного рассмотрения.

WPA2 Enterprise

Здесь мы имеем дело с дополнительным набором различных протоколов. На стороне клиента специальный компонент программного обеспечения, supplicant (обычно часть ОС) взаимодействует с авторизующей частью, AAA сервером. В данном примере отображена работа унифицированной радиосети, построенной на легковесных точках доступа и контроллере. В случае использования точек доступа «с мозгами» всю роль посредника между клиентов и сервером может на себя взять сама точка. При этом данные клиентского суппликанта по радио передаются сформированными в протокол 802.1x (EAPOL), а на стороне контроллера они оборачиваются в RADIUS-пакеты.

Применение механизма авторизации EAP в вашей сети приводит к тому, что после успешной (почти наверняка открытой) аутентификации клиента точкой доступа (совместно с контроллером, если он есть) последняя просит клиента авторизоваться (подтвердить свои полномочия) у инфраструктурного RADIUS-сервера:

Использование WPA2 Enterprise требует наличия в вашей сети RADIUS-сервера. На сегодняшний момент наиболее работоспособными являются следующие продукты:

• Microsoft Network Policy Server (NPS), бывший IAS — конфигурируется через MMC, бесплатен, но надо купить винду
• Cisco Secure Access Control Server (ACS) 4.2, 5.3 — конфигурируется через веб-интерфейс, наворочен по функционалу, позволяет создавать распределенные и отказоустойчивые системы, стоит дорого
• FreeRADIUS — бесплатен, конфигурируется текстовыми конфигами, в управлении и мониторинге не удобен

При этом контроллер внимательно наблюдает за происходящим обменом информацией, и дожидается успешной авторизации, либо отказа в ней. При успехе RADIUS-сервер способен передать точке доступа дополнительные параметры (например, в какой VLAN поместить абонента, какой ему присвоить IP-адрес, QoS профиль и т.п.). В завершении обмена RADIUS-сервер дает возможность клиенту и точке доступа сгенерировать и обменяться ключами шифрования (индивидуальными, валидными только для данной сеcсии):

EAP

Сам протокол EAP является контейнерным, то есть фактический механизм авторизации дается на откуп внутренних протоколов. На настоящий момент сколько-нибудь значимое распространение получили следующие:

• EAP-FAST (Flexible Authentication via Secure Tunneling) — разработан фирмой Cisco; позволяет проводить авторизацию по логину-паролю, передаваемому внутри TLS туннеля между суппликантом и RADIUS-сервером
• EAP-TLS (Transport Layer Security). Использует инфраструктуру открытых ключей (PKI) для авторизации клиента и сервера (суппликанта и RADIUS-сервера) через сертификаты, выписанные доверенным удостоверяющим центром (CA). Требует выписывания и установки клиентских сертификатов на каждое беспроводное устройство, поэтому подходит только для управляемой корпоративной среды. Сервер сертификатов Windows имеет средства, позволяющие клиенту самостоятельно генерировать себе сертификат, если клиент — член домена. Блокирование клиента легко производится отзывом его сертификата (либо через учетные записи).
• EAP-TTLS (Tunneled Transport Layer Security) аналогичен EAP-TLS, но при создании туннеля не требуется клиентский сертификат. В таком туннеле, аналогичном SSL-соединению браузера, производится дополнительная авторизация (по паролю или как-то ещё).
• PEAP-MSCHAPv2 (Protected EAP) — схож с EAP-TTLS в плане изначального установления шифрованного TLS туннеля между клиентом и сервером, требующего серверного сертификата. В дальнейшем в таком туннеле происходит авторизация по известному протоколу MSCHAPv2
• PEAP-GTC (Generic Token Card) — аналогично предыдущему, но требует карт одноразовых паролей (и соответствующей инфраструктуры)

Все эти методы (кроме EAP-FAST) требуют наличия сертификата сервера (на RADIUS-сервере), выписанного удостоверяющим центром (CA). При этом сам сертификат CA должен присутствовать на устройстве клиента в группе доверенных (что нетрудно реализовать средствами групповой политики в Windows). Дополнительно, EAP-TLS требует индивидуального клиентского сертификата. Проверка подлинности клиента осуществляется как по цифровой подписи, так (опционально) по сравнению предоставленного клиентом RADIUS-серверу сертификата с тем, что сервер извлек из PKI-инфраструктуры (Active Directory).

Поддержка любого из EAP методов должна обеспечиваться суппликантом на стороне клиента. Стандартный, встроенный в Windows XP/Vista/7, iOS, Android обеспечивает как минимум EAP-TLS, и EAP-MSCHAPv2, что обуславливает популярность этих методов. С клиентскими адаптерами Intel под Windows поставляется утилита ProSet, расширяющая доступный список. Это же делает Cisco AnyConnect Client.

Насколько это надежно

В конце концов, что нужно злоумышленнику, чтобы взломать вашу сеть?

Для Open Authentication, No Encryption — ничего. Подключился к сети, и всё. Поскольку радиосреда открыта, сигнал распространяется в разные стороны, заблокировать его непросто. При наличии соответствующих клиентских адаптеров, позволяющих прослушивать эфир, сетевой трафик виден так же, будто атакующий подключился в провод, в хаб, в SPAN-порт коммутатора.
Для шифрования, основанного на WEP, требуется только время на перебор IV, и одна из многих свободно доступных утилит сканирования.
Для шифрования, основанного на TKIP либо AES прямое дешифрование возможно в теории, но на практике случаи взлома не встречались.

Конечно, можно попробовать подобрать ключ PSK, либо пароль к одному из EAP-методов. Распространенные атаки на данные методы не известны. Можно пробовать применить методы социальной инженерии, либо терморектальный криптоанализ.

Получить доступ к сети, защищенной EAP-FAST, EAP-TTLS, PEAP-MSCHAPv2 можно, только зная логин-пароль пользователя (взлом как таковой невозможен). Атаки типа перебора пароля, или направленные на уязвимости в MSCHAP также не возможны либо затруднены из-за того, что EAP-канал «клиент-сервер» защищен шифрованным туннелем.

Доступ к сети, закрытой PEAP-GTC возможен либо при взломе сервера токенов, либо при краже токена вместе с его паролем.

Доступ к сети, закрытой EAP-TLS возможен при краже пользовательского сертификата (вместе с его приватным ключом, конечно), либо при выписывании валидного, но подставного сертификата. Такое возможно только при компрометации удостоверяющего центра, который в нормальных компаниях берегут как самый ценный IT-ресурс.

Поскольку все вышеозначенные методы (кроме PEAP-GTC) допускают сохранение (кэширование) паролей/сертификатов, то при краже мобильного устройства атакующий получает полный доступ без лишних вопросов со стороны сети. В качестве меры предотвращения может служить полное шифрование жесткого диска с запросом пароля при включении устройства.

Запомните: при грамотном проектировании беспроводную сеть можно очень хорошо защитить; средств взлома такой сети не существует (до известного предела)

WPA-Personal (WPA-PSK):

Данный режим подходит для большинства домашних сетей. Когда на беспроводной маршрутизатор или на точку доступа устанавливается пароль, он должен вводиться пользователями при подключении к сети Wi-Fi. 

В режиме PSK беспроводной доступ не может управляться индивидуально или централизованно. Один пароль распространяется на всех пользователей, и он должен быть вручную изменен на каждом беспроводном устройстве после того, как он вручную изменяется на беспроводном маршрутизаторе или на точке доступа. Данный пароль хранится на беспроводных устройствах. Таким образом, каждый пользователь компьютера может подключиться к сети, а также увидеть пароль. 

WPA-Enterprise (WPA-802.1x, RADIUS):

Данный режим предоставляет необходимую в рабочей среде защиту беспроводной сети. Данный режим сложнее в настройке и предлагает индивидуальное и централизованное управление доступом к вашей сети Wi-Fi. Когда пользователи попытаются подключиться к сети, им понадобится предоставить свои учетные данные для аутентификации. 

Данный режим поддерживает аутентификацию по протоколу 802.1x через RADIUS-сервер и подходит в том случае, если установлен сервер RADIUS. Режим WPA-Enterprise должен использоваться исключительно в том случае, если для аутентификации устройств подключен сервер RADIUS. 

Пользователи фактически не имеют дела с ключами шифрования. Они создаются защищенно и назначаются во время каждой пользовательской рабочей сессии в фовом режиме после того, как пользователь предоставляет свои аутентификационные данные. Это не допускает извлечения пользователеми сетевого ключа из компьютера. 

Краткая сводка:

WPA-Personal является распространенным способом защиты беспроводных сетей и подходит для большинства домашних сетей. 

Сегодня мы чуть глубже копнем тему защиты беспроводного соединения. Разберемся, что такое тип шифрования WiFi — его еще называют «аутентификацией» — и какой лучше выбрать. Наверняка при настройке роутера вам попадались на глаза такие аббревиатуры, как WEP, WPA, WPA2, WPA2/PSK, WPA3-PSK. А также их некоторые разновидности — Personal или Enterprice и TKIP или AES. Что ж, давайте более подробно изучим их все и разберемся, какой тип шифрования выбрать для обеспечения максимальной безопасности WiFi сети без потери скорости.

Отмечу, что защищать свой WiFi паролем нужно обязательно, не важно, какой тип шифрования вы при этом выберете. Даже самая простая аутентификация позволит избежать в будущем довольно серьезных проблем.

Почему я так говорю? Тут даже дело не в том, что подключение множества левых клиентов будет тормозить вашу сеть — это только цветочки. Главная причина в том, что если ваша сеть незапаролена, то к ней может присосаться злоумышленник, который из-под вашего роутера будет производить противоправные действия, а потом за его действия придется отвечать вам, так что отнеситесь к защите wifi со всей серьезностью.

Шифрование WiFi данных и типы аутентификации

Итак, в необходимости шифрования сети wifi мы убедились, теперь посмотрим, какие бывают типы:

• WEP
• WPA
• WPA2
• WPA3

Что такое WEP защита wifi?

WEP (Wired Equivalent Privacy) — это самый первый появившийся стандарт, который по надежности уже не отвечает современным требованиям. Все программы, настроенные на взлом сети wifi методом перебора символов, направлены в большей степени именно на подбор WEP-ключа шифрования.

Что такое ключ WPA или пароль?

WPA (Wi-Fi Protected Access) — более современный стандарт аутентификации, который позволяет достаточно надежно оградить локальную сеть и интернет от нелегального проникновения.

Что такое WPA2-PSK — Personal или Enterprise?

WPA2 — усовершенствованный вариант предыдущего типа. Взлом WPA2 практически невозможен, он обеспечивает максимальную степень безопасности, поэтому в своих статьях я всегда без объяснений говорю о том, что нужно устанавливать именно его — теперь вы знаете, почему.

У стандартов защиты WiFi WPA2 и WPA есть еще две разновидности:

• Personal, обозначается как WPA/PSK или WPA2/PSK. Этот вид самый широко используемый и оптимальный для применения в большинстве случаев — и дома, и в офисе. В WPA2/PSK мы задаем пароль из не менее, чем 8 символов, который хранится в памяти того устройства, которые мы подключаем к роутеру.
• Enterprise — более сложная конфигурация, которая требует включенной функции RADIUS на роутере. Работает она по принципу DHCP сервера, то есть для каждого отдельного подключаемого гаджета назначается отдельный пароль.

Что такое WPA3-PSK?

Стандарт шифрования WPA3-PSK появился совсем недавно и пришел на смену WPA2. И хоть последний отличается очень высокой степенью надежности, WPA3 вообще не подвержен взлому. Все современные устройства уже имеют поддержку данного типа — роутеры, точки доступа, wifi адаптеры и другие.

Типы шифрования WPA — TKIP или AES?

Итак, мы определились, что оптимальным выбором для обеспечения безопасности сети будет WPA2/PSK (Personal), однако у него есть еще два типа шифрования данных для аутентификации.

• TKIP — сегодня это уже устаревший тип, однако он все еще широко употребляется, поскольку многие девайсы энное количество лет выпуска поддерживают только его. Не работает с технологией WPA2/PSK и не поддерживает WiFi стандарта 802.11n.
• AES — последний на данный момент и самый надежный тип шифрования WiFi.

Какой выбрать тип шифрования и поставить ключ WPA на WiFi роутере?

С теорией разобрались — переходим к практике. Поскольку стандартами WiFi 802.11 «B» и «G», у которых максимальная скорость до 54 мбит/с, уже давно никто не пользуется — сегодня нормой является 802.11 «N» или «AC», которые поддерживают скорость до 300 мбит/с и выше, то рассматривать вариант использования защиты WPA/PSK с типом шифрования TKIP нет смысла. Поэтому когда вы настраиваете беспроводную сеть, то выставляйте по умолчанию

WPA2/PSK — AES

Либо, на крайний случай, в качестве типа шифрования указывайте «Авто», чтобы предусмотреть все-таки подключение устройств с устаревшим WiFi модулем.

При этом ключ WPA, или попросту говоря, пароль для подключения к сети, должен иметь от 8 до 32 символов, включая английские строчные и заглавные буквы, а также различные спецсимволы.

Защита беспроводного режима на маршрутизаторе TP-Link

На приведенных выше скринах показана панель управления современным роутером TP-Link в новой версии прошивки. Настройка шифрования сети здесь находится в разделе «Дополнительные настройки — Беспроводной режим».

В старой «зеленой» версии интересующие нас конфигурации WiFi сети расположены в меню «Беспроводной режим — Защита». Сделаете все, как на изображении — будет супер!

Если заметили, здесь еще есть такой пункт, как «Период обновления группового ключа WPA». Дело в том, что для обеспечения большей защиты реальный цифровой ключ WPA для шифрования подключения динамически меняется. Здесь задается значение в секундах, после которого происходит смена. Я рекомендую не трогать его и оставлять по умолчанию — в разных моделях интервал обновления отличается.

Метод проверки подлинности на роутере ASUS

На маршрутизаторах ASUS все параметры WiFi расположены на одной странице «Беспроводная сеть»

Защита сети через руотер Zyxel Keenetic

Аналогично и у Zyxel Keenetic — раздел «Сеть WiFi — Точка доступа»

В роутерах Keenetic без приставки «Zyxel» смена типа шифрования производится в разделе «Домашняя сеть».

Настройка безопасности роутера D-Link

На D-Link ищем раздел «Wi-Fi — Безопасность»

Что ж, сегодня мы разобрались типами шифрования WiFi и с такими терминами, как WEP, WPA, WPA2-PSK, TKIP и AES и узнали, какой из них лучше выбрать. О других возможностях обеспечения безопасности сети читайте также в одной из прошлых статей, в которых я рассказываю о фильтрации контента на роутере по MAC и IP адресам и других способах защиты.

Видео по настройке типа шифрования на маршрутизаторе

From Wikipedia, the free encyclopedia

Wi-Fi Protected Access (WPA), Wi-Fi Protected Access 2 (WPA2), and Wi-Fi Protected Access 3 (WPA3) are the three security certification programs developed after 2000 by the Wi-Fi Alliance to secure wireless computer networks. The Alliance defined these in response to serious weaknesses researchers had found in the previous system, Wired Equivalent Privacy (WEP).^[1]

WPA (sometimes referred to as the TKIP standard) became available in 2003. The Wi-Fi Alliance intended it as an intermediate measure in anticipation of the availability of the more secure and complex WPA2, which became available in 2004 and is a common shorthand for the full IEEE 802.11i (or IEEE 802.11i-2004) standard.

In January 2018, the Wi-Fi Alliance announced the release of WPA3, which has several security improvements over WPA2.^[2]

As of 2023, most computers that connect to a wireless network have support for using WPA, WPA2, or WPA3.

Versions[edit]

WPA[edit]

The Wi-Fi Alliance intended WPA as an intermediate measure to take the place of WEP pending the availability of the full IEEE 802.11i standard. WPA could be implemented through firmware upgrades on wireless network interface cards designed for WEP that began shipping as far back as 1999. However, since the changes required in the wireless access points (APs) were more extensive than those needed on the network cards, most pre-2003 APs could not be upgraded to support WPA.

The WPA protocol implements the Temporal Key Integrity Protocol (TKIP). WEP used a 64-bit or 128-bit encryption key that must be manually entered on wireless access points and devices and does not change. TKIP employs a per-packet key, meaning that it dynamically generates a new 128-bit key for each packet and thus prevents the types of attacks that compromised WEP.^[3]

WPA also includes a Message Integrity Check, which is designed to prevent an attacker from altering and resending data packets. This replaces the cyclic redundancy check (CRC) that was used by the WEP standard. CRC’s main flaw was that it did not provide a sufficiently strong data integrity guarantee for the packets it handled.^[4] Well-tested message authentication codes existed to solve these problems, but they required too much computation to be used on old network cards. WPA uses a message integrity check algorithm called TKIP to verify the integrity of the packets. TKIP is much stronger than a CRC, but not as strong as the algorithm used in WPA2. Researchers have since discovered a flaw in WPA that relied on older weaknesses in WEP and the limitations of the message integrity code hash function, named Michael, to retrieve the keystream from short packets to use for re-injection and spoofing.^[5][6]

WPA2[edit]

Ratified in 2004, WPA2 replaced WPA. WPA2, which requires testing and certification by the Wi-Fi Alliance, implements the mandatory elements of IEEE 802.11i. In particular, it includes mandatory support for CCMP, an AES-based encryption mode.^[7][8][9] Certification began in September, 2004. From March 13, 2006, to June 30, 2020, WPA2 certification was mandatory for all new devices to bear the Wi-Fi trademark.^[10]

WPA3[edit]

In January 2018, the Wi-Fi Alliance announced WPA3 as a replacement to WPA2.^[11][12] Certification began in June 2018,^[13] and WPA3 support has been mandatory for devices which bear the «Wi-Fi CERTIFIED™» logo since July 2020.^[14]

The new standard uses an equivalent 192-bit cryptographic strength in WPA3-Enterprise mode^[15] (AES-256 in GCM mode with SHA-384 as HMAC), and still mandates the use of CCMP-128 (AES-128 in CCM mode) as the minimum encryption algorithm in WPA3-Personal mode.

The WPA3 standard also replaces the pre-shared key (PSK) exchange with Simultaneous Authentication of Equals (SAE) exchange, a method originally introduced with IEEE 802.11s, resulting in a more secure initial key exchange in personal mode^[16][17] and forward secrecy.^[18] The Wi-Fi Alliance also says that WPA3 will mitigate security issues posed by weak passwords and simplify the process of setting up devices with no display interface.^[2][19]

Protection of management frames as specified in the IEEE 802.11w amendment is also enforced by the WPA3 specifications.

Hardware support[edit]

WPA has been designed specifically to work with wireless hardware produced prior to the introduction of WPA protocol,^[20] which provides inadequate security through WEP. Some of these devices support WPA only after applying firmware upgrades, which are not available for some legacy devices.^[20]

Wi-Fi devices certified since 2006 support both the WPA and WPA2 security protocols. WPA3 is required since July 1, 2020.^[14]

WPA terminology[edit]

Parts of this article (those related to SAE) need to be updated. Please help update this article to reflect recent events or newly available information. (July 2020)

Different WPA versions and protection mechanisms can be distinguished based on the target end-user (such as wep, wpa, wpa2, wpa3) /(according to the method of authentication key distribution), and the encryption protocol used.

Target users (authentication key distribution)[edit]

WPA-Personal

Also referred to as WPA-PSK (pre-shared key) mode, this is designed for home, small office and basic uses these networks and does not require an authentication server.^[21] Each wireless network device encrypts the network traffic by deriving its 128-bit encryption key from a 256-bit shared key. This key may be entered either as a string of 64 hexadecimal digits, or as a passphrase of 8 to 63 printable ASCII characters.^[22] This pass-phrase-to-PSK mapping is nevertheless not binding, as Annex J is informative in the latest 802.11 standard.^[23] If ASCII characters are used, the 256-bit key is calculated by applying the PBKDF2 key derivation function to the passphrase, using the SSID as the salt and 4096 iterations of HMAC-SHA1.^[24] WPA-Personal mode is available on all three WPA versions.

WPA-Enterprise

Also referred to as WPA-802.1X mode, and sometimes just WPA (as opposed to WPA-PSK), this is designed for enterprise networks and requires a RADIUS authentication server. This requires a more complicated setup, but provides additional security (e.g. protection against dictionary attacks on short passwords). Various kinds of the Extensible Authentication Protocol (EAP) are used for authentication. WPA-Enterprise mode is available on all three WPA versions.

Wi-Fi Protected Setup (WPS)

This is an alternative authentication key distribution method intended to simplify and strengthen the process, but which, as widely implemented, creates a major security hole via WPS PIN recovery.

Encryption protocol[edit]

TKIP (Temporal Key Integrity Protocol)

The RC4 stream cipher is used with a 128-bit per-packet key, meaning that it dynamically generates a new key for each packet. This is used by WPA.

CCMP (CTR mode with CBC-MAC Protocol)

The protocol used by WPA2, based on the Advanced Encryption Standard (AES) cipher along with strong message authenticity and integrity checking is significantly stronger in protection for both privacy and integrity than the RC4-based TKIP that is used by WPA. Among informal names are AES and AES-CCMP. According to the 802.11n specification, this encryption protocol must be used to achieve fast 802.11n high bitrate schemes, though not all implementations^[vague] enforce this.^[25] Otherwise, the data rate will not exceed 54 Mbit/s.

EAP extensions under WPA and WPA2 Enterprise[edit]

Originally, only EAP-TLS (Extensible Authentication Protocol — Transport Layer Security) was certified by the Wi-Fi alliance. In April 2010, the Wi-Fi Alliance announced the inclusion of additional EAP^[26] types to its WPA- and WPA2-Enterprise certification programs.^[27] This was to ensure that WPA-Enterprise certified products can interoperate with one another.

As of 2010 the certification program includes the following EAP types:

• EAP-TLS (previously tested)
• EAP-TTLS/MSCHAPv2 (April 2005)
• PEAPv0/EAP-MSCHAPv2 (April 2005)
• PEAPv1/EAP-GTC (April 2005)
• PEAP-TLS
• EAP-SIM (April 2005)
• EAP-AKA (April 2009^[28])
• EAP-FAST (April 2009)

802.1X clients and servers developed by specific firms may support other EAP types. This certification is an attempt for popular EAP types to interoperate; their failure to do so as of 2013 is one of the major issues preventing rollout of 802.1X on heterogeneous networks.

Commercial 802.1X servers include Microsoft Network Policy Server and Juniper Networks Steelbelted RADIUS as well as Aradial Radius server.^[29] FreeRADIUS is an open source 802.1X server.

Security issues[edit]

Weak password[edit]

Pre-shared key WPA and WPA2 remain vulnerable to password cracking attacks if users rely on a weak password or passphrase. WPA passphrase hashes are seeded from the SSID name and its length; rainbow tables exist for the top 1,000 network SSIDs and a multitude of common passwords, requiring only a quick lookup to speed up cracking WPA-PSK.^[30]

Brute forcing of simple passwords can be attempted using the Aircrack Suite starting from the four-way authentication handshake exchanged during association or periodic re-authentication.^{[31][32][33][34][35]}

WPA3 replaces cryptographic protocols susceptible to off-line analysis with protocols that require interaction with the infrastructure for each guessed password, supposedly placing temporal limits on the number of guesses.^[11] However, design flaws in WPA3 enable attackers to plausibly launch brute-force attacks (see Dragonblood attack).

Lack of forward secrecy[edit]

WPA and WPA2 do not provide forward secrecy, meaning that once an adverse person discovers the pre-shared key, they can potentially decrypt all packets encrypted using that PSK transmitted in the future and even past, which could be passively and silently collected by the attacker. This also means an attacker can silently capture and decrypt others’ packets if a WPA-protected access point is provided free of charge at a public place, because its password is usually shared to anyone in that place. In other words, WPA only protects from attackers who do not have access to the password. Because of that, it’s safer to use Transport Layer Security (TLS) or similar on top of that for the transfer of any sensitive data. However starting from WPA3, this issue has been addressed.^[18]

WPA packet spoofing and decryption[edit]

In 2013, Mathy Vanhoef and Frank Piessens^[36] significantly improved upon the WPA-TKIP attacks of Erik Tews and Martin Beck.^[37][38] They demonstrated how to inject an arbitrary number of packets, with each packet containing at most 112 bytes of payload. This was demonstrated by implementing a port scanner, which can be executed against any client using WPA-TKIP. Additionally, they showed how to decrypt arbitrary packets sent to a client. They mentioned this can be used to hijack a TCP connection, allowing an attacker to inject malicious JavaScript when the victim visits a website.
In contrast, the Beck-Tews attack could only decrypt short packets with mostly known content, such as ARP messages, and only allowed injection of 3 to 7 packets of at most 28 bytes. The Beck-Tews attack also requires quality of service (as defined in 802.11e) to be enabled, while the Vanhoef-Piessens attack does not. Neither attack leads to recovery of the shared session key between the client and Access Point. The authors say using a short rekeying interval can prevent some attacks but not all, and strongly recommend switching from TKIP to AES-based CCMP.

Halvorsen and others show how to modify the Beck-Tews attack to allow injection of 3 to 7 packets having a size of at most 596 bytes.^[39] The downside is that their attack requires substantially more time to execute: approximately 18 minutes and 25 seconds. In other work Vanhoef and Piessens showed that, when WPA is used to encrypt broadcast packets, their original attack can also be executed.^[40] This is an important extension, as substantially more networks use WPA to protect broadcast packets, than to protect unicast packets. The execution time of this attack is on average around 7 minutes, compared to the 14 minutes of the original Vanhoef-Piessens and Beck-Tews attack.

The vulnerabilities of TKIP are significant because WPA-TKIP had been held before to be an extremely safe combination; indeed, WPA-TKIP is still a configuration option upon a wide variety of wireless routing devices provided by many hardware vendors. A survey in 2013 showed that 71% still allow usage of TKIP, and 19% exclusively support TKIP.^[36]

WPS PIN recovery[edit]

A more serious security flaw was revealed in December 2011 by Stefan Viehböck that affects wireless routers with the Wi-Fi Protected Setup (WPS) feature, regardless of which encryption method they use. Most recent models have this feature and enable it by default. Many consumer Wi-Fi device manufacturers had taken steps to eliminate the potential of weak passphrase choices by promoting alternative methods of automatically generating and distributing strong keys when users add a new wireless adapter or appliance to a network. These methods include pushing buttons on the devices or entering an 8-digit PIN.

The Wi-Fi Alliance standardized these methods as Wi-Fi Protected Setup; however, the PIN feature as widely implemented introduced a major new security flaw. The flaw allows a remote attacker to recover the WPS PIN and, with it, the router’s WPA/WPA2 password in a few hours.^[41] Users have been urged to turn off the WPS feature,^[42] although this may not be possible on some router models. Also, the PIN is written on a label on most Wi-Fi routers with WPS, and cannot be changed if compromised.

WPA3 introduces a new alternative for the configuration of devices that lack sufficient user interface capabilities by allowing nearby devices to serve as an adequate UI for network provisioning purposes, thus mitigating the need for WPS.^[11]

MS-CHAPv2 and lack of AAA server CN validation[edit]

Several weaknesses have been found in MS-CHAPv2, some of which severely reduce the complexity of brute-force attacks, making them feasible with modern hardware. In 2012 the complexity of breaking MS-CHAPv2 was reduced to that of breaking a single DES key (work by Moxie Marlinspike and Marsh Ray). Moxie advised: «Enterprises who are depending on the mutual authentication properties of MS-CHAPv2 for connection to their WPA2 Radius servers should immediately start migrating to something else.»^[43]

Tunneled EAP methods using TTLS or PEAP which encrypt the MSCHAPv2 exchange are widely deployed to protect against exploitation of this vulnerability. However, prevalent WPA2 client implementations during the early 2000s were prone to misconfiguration by end users, or in some cases (e.g. Android), lacked any user-accessible way to properly configure validation of AAA server certificate CNs. This extended the relevance of the original weakness in MSCHAPv2 within MiTM attack scenarios.^[44] Under stricter compliance tests for WPA2 announced alongside WPA3, certified client software will be required to conform to certain behaviors surrounding AAA certificate validation.^[11]

Hole196[edit]

Hole196 is a vulnerability in the WPA2 protocol that abuses the shared Group Temporal Key (GTK). It can be used to conduct man-in-the-middle and denial-of-service attacks. However, it assumes that the attacker is already authenticated against Access Point and thus in possession of the GTK.^[45][46]

Predictable Group Temporal Key (GTK)[edit]

In 2016 it was shown that the WPA and WPA2 standards contain an insecure expository random number generator (RNG). Researchers showed that, if vendors implement the proposed RNG, an attacker is able to predict the group key (GTK) that is supposed to be randomly generated by the access point (AP). Additionally, they showed that possession of the GTK enables the attacker to inject any traffic into the network, and allowed the attacker to decrypt unicast internet traffic transmitted over the wireless network. They demonstrated their attack against an Asus RT-AC51U router that uses the MediaTek out-of-tree drivers, which generate the GTK themselves, and showed the GTK can be recovered within two minutes or less. Similarly, they demonstrated the keys generated by Broadcom access daemons running on VxWorks 5 and later can be recovered in four minutes or less, which affects, for example, certain versions of Linksys WRT54G and certain Apple AirPort Extreme models. Vendors can defend against this attack by using a secure RNG. By doing so, Hostapd running on Linux kernels is not vulnerable against this attack and thus routers running typical OpenWrt or LEDE installations do not exhibit this issue.^[47]

KRACK attack[edit]

In October 2017, details of the KRACK (Key Reinstallation Attack) attack on WPA2 were published.^[48][49] The KRACK attack is believed to affect all variants of WPA and WPA2; however, the security implications vary between implementations, depending upon how individual developers interpreted a poorly specified part of the standard. Software patches can resolve the vulnerability but are not available for all devices.^[50]

Dragonblood attack[edit]

In April 2019, serious design flaws in WPA3 were found which allow attackers to perform downgrade attacks and side-channel attacks, enabling brute-forcing the passphrase, as well as launching denial-of-service attacks on Wi-Fi base stations.^[51]

In December 2020, a paper titled Dragonblood is Still Leaking: Practical Cache-based Side-Channel in the Wild was published, showing that while some implementations were patched, the main vulnerability (the hash-to-group function) was not, due to the need for backward compatibility.^[52]

References[edit]

External links[edit]

• Official standards document: IEEE Std 802.11i-2004 (PDF). IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.). 23 July 2004. ISBN 0-7381-4074-0.
• Wi-Fi at Curlie
• Wi-Fi Alliance’s Interoperability Certificate page
• Weakness in Passphrase Choice in WPA Interface, by Robert Moskowitz. Retrieved March 2, 2004.
• The Evolution of 802.11 Wireless Security, by Kevin Benton, April 18th 2010 Archived 2016-03-02 at the Wayback Machine