Phân tích kỹ thuật thâm nhập và an ninh mạng không dây Wi-fi

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

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

ĐÀO VĂN ĐÔNG

PHÂN TÍCH KỸ THUẬT THÂM NHẬP VÀ AN

NINH MẠNG KHÔNG DÂY WI-FI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH

Thái Nguyên - 2010

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

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

ĐÀO VĂN ĐÔNG

PHÂN TÍCH KỸ THUẬT THÂM NHẬP VÀ AN

NINH MẠNG KHÔNG DÂY WI-FI

Chuyên ngành: Khoa học máy tính

Mã số: 60 48 01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH

Người hướng dẫn khoa học

1. PGS.TS Nguyễn Văn Tam

Thái Nguyên - 2010

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

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin gửi lời cảm ơn tới Khoa CNTT – ĐHTN, Viện Công nghệ

Thông tin thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, nơi các Thầy cô đã

tận tình truyền đạt các kiến thức quý báu cho Tôi trong suốt quá trình học tập.

Xin cảm ơn Ban chủ nhiệm khoa và các cán bộ khoa đã tạo điều kiện tốt nhất

cho chúng tôi học tập và hoàn thành đề tài tốt nghiệp của mình.

Đặc biệt, Tôi xin gửi lời cảm ơn tới PGS.TS Nguyễn Văn Tam, thầy đã

tận tình chỉ bảo tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp.

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới gia đình, bạn bè, đồng nghệp và những

người thân đã động viên khích lệ tinh thần và giúp đỡ để tôi hoàn thành luận

văn.

Thái Nguyên, ngày 10 tháng 10 năm 2010

Đào Văn Đông

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

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan, toàn bộ nội dung bản luận văn này là do tôi tự sưu

tầm, tra cứu và sắp xếp cho phù hợp với nội dung yêu cầu của đề tài dưới sự

hướng dẫn khoa học của thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Văn Tam.Tôi

xin chịu trách nhiệm trước pháp luật lời cam đoan của mình.

Thái Nguyên, ngày 10 tháng 10 năm 2010

Người cam đoan

Đào Văn Đông

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

1

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU .......................................................................................................................... 7

CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ AN NINH MẠNG KHÔNG DÂY................................... 9

1.1 Tổng quan mạng máy tính trên nền công nghệ không dây ..................................... 9

1.1.1 Giới thiệu ..................................................................................................................9

1.1.2 Giới thiệu mô hình mạng không dây......................................................................10

1.1.2.1 WPAN (Wireless Personal Area Network).......................................................................10

1.1.2.2 WLAN (Wireless Local Area Network) ...........................................................................12

1.1.2.3 WMAN (Wireless Metropolitan Area Network)...............................................................12

1.1.2.4 WWAN (Wireless Wide Area Network) ..........................................................................12

1.1.3 Lớp vật lý và MAC trên cơ sở chuẩn IEEE 802.11 ...............................................12

1.1.3.1 Lớp vật lý........................................................................................................................13

1.1.3.2 Thông tin cấu trúc header của 802.11 MAC .....................................................................14

1.2 Tổng quan an ninh mạng không dây .................................................................... 21

1.2.1 Các lỗ hổng của mạng WLAN................................................................................22

1.2.2 Các tiêu chuẩn bảo mật cho hệ thống WLAN .......................................................23

CHƢƠNG 2 PHÂN TÍCH AN NINH MẠNG KHÔNG DÂY......................................... 24

KỸ THUẬT THÂM NHẬP............................................................................................. 24

2.1 Tiêu chuẩn bảo mật WEP ..................................................................................... 24

2.1.1 Giới thiệu ................................................................................................................24

2.1.2 Phƣơng thức chứng thực ........................................................................................25

2.1.3 Phƣơng thức mã hóa ..............................................................................................26

2.1.3.1 Mã hóa khi truyền đi........................................................................................................27

2.1.3.2 Giải mã khi nhận về.........................................................................................................29

2.1.4 Các ƣu, nhƣợc điểm của WEP ...............................................................................29

2.1.5 Phƣơng thức dò mã chứng thực .............................................................................31

2.1.6 Phƣơng thức dò mã dùng chung – Shared key trong WEP ..................................31

2.1.6.1 Biểu diễn toán học quy trình mã hóa và giải mã WEP ......................................................32

2.1.6.2 Cách biết được bản tin P trao đổi giữa AP và Client .........................................................33

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

2

2.1.6.3 Thực hiện từ bên ngoài mạng không dây..........................................................................33

2.1.6.4 Thực hiện ngay từ bên trong mạng không dây..................................................................34

2.1.7 Biện pháp ngăn chặn ..............................................................................................35

2.1.7.1 Cải tiến trong phương pháp chứng thực và mã hóa WEP ..................................................36

2.1.7.2 Bổ sung trường MIC........................................................................................................36

2.1.7.3 Thay đổi mã khóa theo từng gói tin..................................................................................38

2.2 Tiêu chuẩn bảo mật WPA ..................................................................................... 39

2.3 Giao thức WPA 2................................................................................................... 49

2.4 Các cách thâm nhập vào mạng WLAN ................................................................. 53

2.4.1 Cơ sở kỹ thuật.........................................................................................................53

2.4.2 Các hình thức thâm nhập.......................................................................................53

2.4.2.1 Thâm nhập bị động – Passive attacks..........................................................................53

2.4.2.2 Thâm nhập chủ động – Active attacks.........................................................................56

CHƢƠNG 3 THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ ĐỘ AN ................................................ 66

TOÀN CỦA MẠNG WLAN............................................................................................ 66

3.1 Mô hình thử nghiệm.............................................................................................. 66

3.2 Các bƣớc cơ bản để thực hiện............................................................................... 68

3.3 Kết quả thử nghiệm và đánh giá ........................................................................... 71

3.4 Đề xuất một số giải pháp bảo vệ hệ thống mạng không dây.................................. 71

3.4.1 Đối với các hệ thống sử dụng giao thức WEP........................................................71

3.4.2 Đối với các hệ thống sử dụng giao thức WPA........................................................72

3.4.3 Đối với các hệ thống sử dụng giao thức WPA2......................................................73

KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ....................................................................... 74

TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................... 76

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

3

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT

AES Advanced Encryption Standard

AH Authentication Header

AI Authentication Information

ARP Address Resolution Protocol

AS Authentication Server

DoS Denial of Service

EAP Extensible Authentication Protocol

ESP Encapsulating Security Payload

IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers

IP Internet Protocol

IPSec Internet Protocol Security

IV Initialization Vector

LAN Local Area Network

OSI Open Systems Interconnection

PDA Personal Digital Assistant

PIN Personal Identification Number

PKI Public Key Infrastructure

RADIUS Remote Authentication Dial – In User Service

SSID Service Set Identifier

TCP Transmission Control Protocol

TKIP Temporal Key Integrity Protocol

TLS Transport Layer Security

VPN Virtual Private Network

WAP Wireless Application Protocol

WEP Wired Equivalent Privacy

Wi-Fi Wireless Fidelity

WLAN Wireless Local Area Network

WPAN Wireless Personal Area Network

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

4

WPA Wi-Fi Protected Access

WTP Wireless Transaction Protocol

WWAN Wireless Wide Area Network