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SEGURIDAD EN REDES WIRELESS LAN 802.11 (WLAN)
ARQUITECTURA DE SEGURIDAD
La seguridad de datos (seguridad lógica) se define en
función de tres atributos, todos los cuáles se deben
mantener para garantizar la seguridad del sistema:
I. CONFIABILIDAD (INTEGRIDAD): Se refiere a que la
información a transmitir NO sea modificada durante la
transmisión. Un interceptor NO debe ser capaz de
cambiar un mensaje verdadero por uno falso.
II. CONFIDENCIALIDAD
información sólo
autorizadas.
(PRIVACIDAD
/
ANONIMATO):
La
puede ser accedida por personas
III. CONTINUIDAD OPERATIVA (DISPONIBILIDAD): Se refiere a
la operación ininterrumpida en el tiempo del sistema.
La tecnología de WLAN tiene diversos fallos en éstos tres
atributos, conocidos como “3C”. Desde una perspectiva
histórica, los ataques se centran en la confidencialidad.
PROBLEMÁTICA DE SEGURIDAD DE LAS WLAN
El estándar 802.11 inicial dejaba las redes abiertas a los
usuarios NO autorizados y fallaba en la protección de los
datos durante la transmisión porque la seguridad no se
había diseñado aún.
Por diseño, las WLAN son flexibles. Con frecuencia, la
flexibilidad es una ventaja; en el caso de las WLAN, sin
consideraciones de seguridad apropiadas, la flexibilidad
puede ser un gran problema.
Los inconvenientes principales son:
1) AUTENTICACIÓN: La autorización de los usuarios
depende de su identificación. Para distinguir entre
las personas autorizadas para acceder a los datos y
las
NO
autorizadas,
se
debe
proporcionar
AUTENTICACIÓN.
Uno de los fallos en los primeros protocolos es que
autentican el HARDWARE utilizado por los usuarios
en lugar de autenticar al propio usuario. No es
PC
consistente la asociación: USUARIO
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2) CONFIDENCIALIDAD: Mantener el secreto de los datos
que viajan a través del enlace inalámbrico es el
primer requisito a satisfacer por las WLAN de
cualquier tipo.
Los datos estarán literalmente presentes en el
“aire”, fácilmente accesibles para cualquier persona
con un equipo receptor apropiado.
3) CONFIABILIDAD / INTEGRIDAD DE LA RED: Al igual que
con la Ethernet cableada, en las WLAN es muy fácil
introducir tramas falsas (SPOOFING). Al interceptar
el tráfico de una red, se puede obtener la dirección
de origen de la trama. Así, un atacante asigna esa
dirección a su interfaz y transmite al mismo destino
lo que desee, comprometiendo así la integridad del
tráfico de la red.
4) DISPONIBILIDAD DE LA RED: Si no se proporciona
autenticación, entonces no se puede distinguir entre
tramas autorizadas y NO autorizadas. Así un atacante,
o varios, pueden introducir una cantidad importante
de tramas en el tráfico de la red, provocando la
saturación de un punto de acceso con la consecuente
denegación de servicio (DoS).
MEDIDAS Y PROTOCOLOS DE SEGURIDAD APLICABLES
1. AUTENTICACIÓN Y CONTROL DE ACCESO: Para proteger a las
WLAN frente a la amenaza de un acceso no autorizado, se
tiene que aplicar un control de acceso sólido. Cuándo
una estación inalámbrica se conecta a una WLAN, el
control de acceso se puede aplicar de cuatro formas:
1.1
AUTENTICACIÓN DE LA ESTACIÓN: WEP (autenticación
trivial). Filtrado de direcciones MAC.
1.2
ASOCIACIÓN: Una vez finalizada la autenticación,
las estaciones intentan asociarse con el AP.
Generalmente este proceso no incorpora ningún
componente de seguridad.
1.3
PROTOCOLOS DE SEGURIDAD DE CAPA DE ENLACE: Cuándo
una asociación ha establecido el “puerto” de red
virtual en el AP para una estación inalámbrica, se
pueden aplicar protocolos de seguridad de la capa
de enlace basados en IEEE 802.1X.
Las WLAN están abiertas a escuchas a escondidas,
por lo que es necesario elegir un protocolo de
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autenticación basado en fundamentos criptográficos
sólidos.
1.4. PROTOCOLOS DE SEGURIDAD DE CAPA DE TRANSPORTE O DE
RED: Se pueden aplicar protocolos de seguridad de
capa superior a puntos críticos de la red, además de
otras medidas como Firewalls y VPN´s.
Existen diferentes protocolos de autenticación, se
pueden clasificar desde el más débil hasta el más
sólido como sigue:
AUTENTICACIÓN
DE
CLAVE
WEP
COMPARTIDA:
La
autenticación
de
clave
compartida
se
ha
construido tan mal que se ha despreciado (se ha
recomendado que no se utilice) en 802.11i.
FILTRADO DE DIRECCIONES MAC: Cada AP en la red se
programa con una lista de direcciones MAC que
pueden acceder a la red. De esta manera a
cualquier dirección que no figure en la lista se
le rechazará su solicitud de asociación.
Estas
direcciones MAC se pueden duplicar y falsificar
con
facilidad
(con
una
simple
escucha
de
asociaciones
correctas,
se
pueden
obtener
direcciones
aceptables),
pero
puede
que
dispositivos antiguos no ofrezcan nada mejor.
WPA PSK (WI-FI PROTECTED ACCESS PRE SHARED KEY,
CLAVE WPA COMPARTIDA PREVIAMENTE): Estándar de
seguridad basado en el borrador 3 de 802.11i para
acelerar la adopción de los protocolos de
seguridad 802.11i. WPA 2 se basa en la versión
totalmente ratificada de 802.11i.
PROTOCOLOS BASADOS EN 802.1X: 802.1X se ha
diseñado para identificar y autenticar a los
usuarios antes de concederles acceso a la red.
Como se basa en el Protocolo de Autenticación
Extensible (EAP), 802.1X normalmente se utiliza
para hacer referencia a cualquier método de
autenticación extensible que se ejecuta sobre
EAP.
Algún software puede referirse a este protocolo
como WPA ENTERPRISE.
CONCLUSIÓN
1: El filtrado de direcciones MAC y la
autenticación WEP de clave compartida son seguridades muy
débiles y no se deben utilizar a no ser que sea
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absolutamente necesario,
admiten nada mejor.
como
para
dispositivos
que
no
CONCLUSIÓN 2: Es recomendable utilizar WPA con claves
compartidas previamente (WPA PSK) sólo para pequeñas redes
de bajo riesgo o para redes con usuarios invitados que
necesiten la máxima protección. En cualquier otro caso se
recomienda utilizar 802.1X.
2. CONFIDENCIALIDAD A TRAVÉS DEL CIFRADO: Luego de
determinar correctamente la identidad del usuario y los
derechos
de
acceso,
la
red
debe
proteger
las
transmisiones del usuario ante las posibles escuchas
clandestinas.
En las WLAN se utilizan diversos protocolos de cifrado:
2.1 WEP ESTÁTICO: Se utiliza una sola clave para
asegurar las transmisiones entre el cliente y el AP. En
la mayoría de las implantaciones, todas las estaciones
utilizan
la
misma
clave,
reduciendo
así
extraordinariamente la seguridad.
2.2 WEP DE CLAVE DINÁMICA: La actualización de claves
WEP en cortos intervalos de tiempo proporciona una
defensa frente a muchos de los ataques contra el WEP
ESTÁTICO.
2.3 PROTOCOLO DE INTEGRIDAD DE CLAVE TEMPORAL (TKIP):
Este protocolo forma parte de 802.11i y se diseñó para
ofrecer una seguridad incrementada sobre interfaces
inalámbricas con asistencia de hardware para RC4.
Para asegurar la integridad de la trama, se utiliza TKIP
con la comprobación de integridad MICHAEL. TKIP y
MICHAEL son un “vendaje” sobre la “herida abierta” que
representa WEP. Son más seguros, pero no se puede
afirmar “cuánto más” seguros.
2.4 PROTOCOLO CBC-MAC EN MODO CONTADOR (CCMP): Es el
segundo componente importante de 802.11i. En lugar de
utilizar dos protocolos separados para el cifrado y la
integridad,
CCMP
utiliza
nuevas
operaciones
criptográficas para combinar ambas operaciones en un
solo protocolo. Es el protocolo de cifrado MÁS FUERTE
actualmente.
El hardware incorpora asistencia para AES, que es el
código en que se basa CCMP.
2.5 CIFRADO DE CAPA DE RED: En lugar de aplicar
protocolos de capa de enlace se pueden considerar los de
capa de red, como IPSEC, SSL o SSH.
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WEP (WIRED EQUIVALENT PRIVACY)
La protección frente a la intercepción del tráfico es el
dominio de los protocolos criptográficos.
Al principio, WEP fue la respuesta a la seguridad
inalámbrica. Durante los primeros cuatro años se descubrió
la inseguridad de dicho protocolo.
Se comentará su funcionamiento detalladamente debido a que
las operaciones que controlan las tramas WEP subyacen en
las tecnologías más modernas, como TKIP (WEP 2).
El diseño WEP es fácil de implementar y requiere una baja
capacidad de cálculo.
ENTORNO CRIPTOGRÁFICO PARA WEP
WEP utiliza el código RC4: código de flujo simétrico
(SECRETO – CLAVE). RC4 comparte un número de propiedades
con todos los códigos de flujo.
En general, un código de flujo utiliza un flujo de bits
denominado flujo de clave (KEYSTREAM).
El flujo de clave se combina posteriormente con el mensaje
para producir el texto cifrado.
Para recuperar el mensaje original, el receptor procesa el
texto cifrado con un flujo de clave idéntico. RC4 utiliza
la operación OR EXCLUSIVO (XOR) para combinar el flujo de
clave con el texto cifrado.
RC4
MOTOR DE CIFRADO DE WEP
La mayoría de los códigos de flujo funcionan aceptando una
clave secreta relativamente corta (RC4 trabaja con flujos
de 1 byte) expandiéndola en un flujo de clave pseudoaleatorio con la misma longitud del mensaje.
CLAVE
PRNG
CLAVE
PRNG
FLUJO DE CLAVE
FLUJO DE CLAVE
DATOS
-
DATOS
XOR
-
TEXTO
CIFRADO
SISTEMAS DE TRANSMISIÓN Y REDES INALÁMBRICAS
XOR
-
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-
SEGURIDAD EN REDES WIRELESS LAN 802.11 (WLAN)
El
generador
de
números
pseudo
aleatorios
PRNG
(Pseudorandom Number Generator) es un conjunto de reglas
utilizadas para extender la clave en un flujo de clave.
Para recuperar los datos, ambas partes deben compartir la
misma clave secreta y utilizar el mismo algoritmo para
expandir la clave en una secuencia pseudo aleatoria.
Para comprender el funcionamiento de un código de flujo
simétrico como RC4, se propone el siguiente ejemplo de una
transmisión simplificada de datos.
EJEMPLO PRÁCTICO: Se desea transmitir la siguiente trama
entre dos estaciones inalámbricas:
0101100010001110
Utilizando el algoritmo de cifrado de flujo RC4, siendo la
clave de encriptación simétrica 0111:
a) Determinar el flujo de clave secreta que usará
RC4 (KEYSTREAM)
detalladamente
el
proceso
de
transmisión y recepción de la trama asumiendo
que
no
existirán
errores
durante
la
transmisión.
b) Explicar
RESOLUCIÓN:
a) Asumiendo que el código del generador de números pseudo
aleatorios implica la repetición secuencial de la clave
secreta “n” veces hasta obtener una longitud igual a la del
mensaje original, entonces el KEYSTREAM se obtiene al
repetir
cuatro
veces
la
clave
secreta
(16/4
=
4
repeticiones), obteniendo:
KEYSTREAM = 0111011101110111
b) El proceso de transmisión y recepción del mensaje se
puede ilustrar gráficamente como sigue:
SISTEMAS DE TRANSMISIÓN Y REDES INALÁMBRICAS
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SEGURIDAD
TRANSMISOR
DATOS Tx
0
1
0
1
1
0
0
0
1
0
0
0
1
1
1
0
EN REDES WIRELESS LAN 802.11 (WLAN)
ENLACE
RECEPTOR
KEYSTREAM FLUJO CIFRADO KEYSTREAM
0
1
1
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
1
1
1
DATOS Rx
0
1
0
1
1
0
0
0
1
0
0
0
1
1
1
0
En la columna “DATOS Tx” se colocan los datos a transmitir
(dato del ejercicio). Aplicando XOR (DATOS Tx; KEYSTREAM)
bit a bit, se obtiene la columna “FLUJO CIFRADO”, que
representa la trama cifrada a transmitir por el enlace
inalámbrico.
El equipo receptor recibe la trama cifrada y aplicando bit
a bit XOR (FLUJO CIFRADO; KEYSTREAM) se obtiene el mensaje
sin cifrar (texto claro).
SIEMPRE se asumirá que el KEYSTREAM del equipo transmisor
será igual al KEYSTREAM del receptor ya que RC4 es código
de cifrado de flujo SIMÉTRICO, lo que implica que la clave
secreta debe ser compartida por ambas estaciones.
IMPORTANTE: La seguridad de un código de flujo se basa
completamente en el carácter aleatorio de la clave, por lo
tanto, la selección del PNRG es fundamental en el diseño
del protocolo.
RC4 pertenece a la firma RSA Security Inc. y actualmente
WEP admite claves de al menos 104 bits (antes 40 bits).
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OPERACIONES WEP CRIPTOGRÁFICAS
WEP proporciona operaciones criptográficas básicas para la
seguridad:
1) CONFIDENCIALIDAD: Mediante el cifrado del cuerpo de
la trama
2) INTEGRIDAD: Mediante una secuencia de comprobación de
integridad
PROCESAMIENTO DE DATOS WEP
Antes del cifrado, la trama se ejecuta a través de un
algoritmo CRC, generando un valor hash, conocido como valor
de comprobación de integridad (ICV, Integrity Check Value).
El ICV protege el contenido ante los intentos de intrusión
asegurándose de que la trama no ha sido modificada durante
la transmisión.
La trama y el ICV se cifran para que el ICV no se encuentre
disponible para atacantes fortuitos.
Encabezado
IV
Carga útil
NÚMERO DE CLAVE
CRC-32
Carga útil
BÚSQUEDA DE CLAVE
(4 OPCIONES)
40, 104 O 128
BITS
ICV (32 BITS)
IV (24 BITS)
CLAVE SECRETA
DATOS
SEMILLA WEP
RC4
ENCABEZADO
IV
NÚMERO DE CLAVE
ENCABEZADO
WEP
CARGA ÚTIL + ICV
DATOS
TRAMA CIFRADA RESULTANTE
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FCS
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Como entrada, WEP requiere tres elementos:
1) La carga útil a proteger, que proviene de la pila del
protocolo de la capa superior.
2) Una clave secreta, utilizada en el cifrado de la
trama. Dependiendo de la implantación, las claves
pueden especificarse como una cadena de bits o un
número de clave. WEP permite guardar simultáneamente
cuatro claves).
3) Un Vector de Inicialización utilizado junto con la
clave secreta en la transmisión de la trama.
Tras el procesamiento, WEP proporciona una sola salida: Una
trama cifrada preparada para la transmisión sobre una red
sin confianza con suficiente información para permitir el
descifrado en el equipo receptor.
TRANSMISIÓN DE DATOS WEP
1) La trama 802.11 se incluye en la cola de transmisión.
Está compuesta por un encabezado y la carga útil. WEP
protege sólo la carga útil y deja intacto el
encabezado.
2) Se calcula el ICV mediante CRC-32 (Cyclic Redundancy
Check).
3) Se determina la SEMILLA WEP (seed). Las claves WEP
tienen dos partes:
Clave secreta
IV (Initialization Vector)
RC4 producirá el mismo flujo de clave a partir de la
misma clave, por lo que el IV se usa para producir
diferentes códigos de flujo para cada trama a
transmitir. Así, el IV se añade al comienzo de la
clave.
802.11
NO
impone
ninguna
restricción
sobre
el
algoritmo utilizado para la selección de los IVs. Se
pueden elegir secuencialmente o crear un algoritmo
pseudo-aleatorio.
Una mala selección del IV puede comprometer
las claves, por lo que altera la seguridad
4) La clave del cifrado de la trama se utiliza como clave
RC4 para cifrar la carga útil y el ICV.
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5) Con la carga útil cifrada, se establece la trama a
transmitir. El encabezado 802.11 se mantiene intacto.
Luego se añade el encabezado WEP, que incluye el IV y
el número de clave.
6) Se calcula la FCS (Frame Check Sequence, Secuencia de
Comprobación de trama). Es una suma de comprobación
anexada a las tramas para detectar daño. Si el
receptor calcula una FCS diferente a la FCS de la
trama, se supone dañada y se descarta.
PROCESO DE DESCIFRADO
Se produce en orden inverso:
1º) Se valida la FCS para garantizar que la trama recibida
no se ha dañado durante el tránsito.
2º) Para descifrar la parte protegida de la trama, el
receptor tomará su clave secreta (que es la misma que la
del transmisor), añadirá al principio el IV y generará el
flujo de la clave (Keystream). Realizando el XOR entre los
datos recibidos (carga útil + ICV) y el keystream se
obtendrá el mensaje sin cifrar.
3º) Con los datos descifrados, se podrá validar el ICV,
calculando CRC-32 entre el encabezado de la trama y la
carga útil.
4º) Una vez validado el ICV se pasa el paquete de datos al
protocolo de capa superior apropiado.
LONGITUD DE LA CLAVE WEP
En teoría, WEP se puede utilizar con claves de cualquier
longitud ya que RC4 no requiere el uso de un determinado
tamaño de clave.
La única longitud de clave presente en el estándar es una
semilla WEP de 64 bits, de los cuáles 40 bits se comparten
como secreto entre las dos estaciones que se están
comunicando, más 24 bits del IV.
También es común implantar un tamaño de clave superior:
WEP 128: 104 bits se comparten en secreto + 24 bits
pertenecientes al IV.
WEP 152: 128 bits se comparten en secreto + 24 bits
pertenecientes al IV.
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SEGURIDAD EN REDES WIRELESS LAN 802.11 (WLAN)
En un sistema criptográfico bien diseñado se puede obtener
una seguridad adicional utilizando una clave más larga.
Cada bit adicional duplica el número de claves potenciales
y, en teoría, dobla la cantidad de tiempo requerido para
que un ataque tenga éxito.
Generalmente, en el protocolo WEP, los bits
adicionales en la clave NO brindan un nivel de
seguridad superior.
WEP ESTÁTICO VS WEP DINÁMICO
IEEE 802.11 no especifica ningún mecanismo de distribución
de claves determinado para su uso con WEP.
Existen dos estrategias para la gestión de claves:
1) ESTÁTICA: Se utiliza una única clave para todas las
estaciones de la red, durante un período de tiempo.
Dada la complejidad de la administración de la
distribución de este tipo de claves, normalmente el
período de vigencia de la clave es extenso, lo cuál
compromete la seguridad de la red. Por lo tanto no se
recomienda emplear esta estrategia.
2) DINÁMICA: Cada estación utiliza dos claves: una de
ASIGNACIÓN y una PREDETERMINADA.
La clave de asignación se comparte entre la estación y
el punto de acceso y se utiliza para proteger las
tramas UNIDIFUSIÓN.
La clave predeterminada se comparte por todas las
estaciones para proteger las tramas de DIFUSIÓN y
MULTIDIFUSIÓN.
WEP de clave dinámica ofrece ventajas significativas sobre
las soluciones de WEP con clave estática. La más importante
se refiere a que reduce el ámbito de cada clave. Las claves
se utilizan con menos frecuencia y se reduce el resultado
de un compromiso de la clave utilizándola para proteger
menos tráfico.
Otra ventaja es que a intervalos periódicos las claves se
actualizan en el punto de acceso.
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ENCAPSULADO WEP
Cuándo se utiliza WEP, el cuerpo de la trama se expande en
8 bytes; 4 se utilizan para un encabezado IV del cuerpo de
la trama y 4 para el ICV.
1 BYTE
3 BYTES
ENCABEZADO
IV
RELLENO
4 BYTES
ID CLAVE
DATOS
ICV
FCS
PROBLEMAS DEL PROTOCOLO WEP
1) PROPIEDADES CRIPTOGRÁFICAS DE RC4
A) El principal punto débil en cualquier sistema
criptográfico basado en un código de flujo es la
REUTILIZACIÓN DEL FLUJO DE CLAVES. La principal
desventaja deriva de la siguiente propiedad:
XOR(Texto claro) = XOR(Texto cifrado)
De esta forma, los atacantes pueden recopilar mucha
información cifrada con la misma clave y luego obtener
dicha clave.
Para ayudar a evitar la reutilización del flujo de la
clave, WEP utiliza el IV para cifrar las distintas
tramas con claves RC4 distintas.
Sin embargo, el IV forma parte del encabezado del
paquete y NO se cifra, por lo que un atacante puede
obtener
suficiente
información
de
los
paquetes
cifrados con la misma clave RC4.
B) CRC no es criptográficamente segura. Los cálculos
de CRC son matemáticos (HASH LINEAL) y es fácil
predecir como influye la alteración de un bit en el
cálculo de la CRC, por lo tanto un atacante podría
modificar la trama y conseguir que la CRC esté OK.
Este tipo de ataque se conoce habitualmente como BIT
FLIPPING (Inversión de bits).
Las comprobaciones de integridad criptográficamente
seguras
se
basan
en
funciones
hash
que
son
impredecibles.
SISTEMAS DE TRANSMISIÓN Y REDES INALÁMBRICAS
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SEGURIDAD EN REDES WIRELESS LAN 802.11 (WLAN)
2) FALLOS DEL DISEÑO DEL SISTEMA WEP
A)
La administración
problema.
B)
Los 40 bits compartidos en secreto son insuficientes
para brindar un nivel de seguridad aceptable.
C)
Se puede atacar al AP para descifrar tramas; es
decir se puede atacar a la estación mediante el
trucaje del punto de acceso en la retransmisión de
tramas cifradas por WEP. Las tramas recibidas por el
AP
se
podrían
descifrar
y
posteriormente
retransmitir a la estación del atacante. Si ésta
utiliza WEP, el AP cifrará la trama con la clave del
atacante.
manual
de
claves
es
un
grave
Un nivel de seguridad superior se logra utilizando WEP
DINÁMICO con un tiempo de recifrado entre 5 y 15 minutos.
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SEGURIDAD EN REDES WIRELESS LAN 802.11 (WLAN)
AUTENTICACIÓN DE USUARIOS CON IEEE 802.1X
802.1X
es
el
protocolo
de
autenticación
(opcional)
actualmente en las WLAN.
WEP autentica a las ESTACIONES que poseen una clave
criptográfica; en cambio, 802.1X permite autenticar a
USUARIOS en lugar de a máquinas y se puede utilizar para
asegurar que los usuarios se conecten a redes legítimas y
autorizadas en lugar de a redes “falsas” que intentan robar
credenciales.
802.1X
es
una
adaptación
IEEE
del
Protocolo
de
Autenticación Extensible del IETF (EAP, IETF´s Extensible
Authentication Protocol).
EAP es un protocolo de estructura; en lugar de especificar
CÓMO se deben autenticar los usuarios, EAP permite definir
distintos
métodos
y
subprotocolos
que
ejecuten
la
transición de la autenticación.
Los métodos EAP pueden tener distintos objetivos y, por
consiguiente,
normalmente
utilizan
muchos
métodos
diferentes para autenticar a los usuarios, dependiendo de
la situación.
PROTOCOLO DE AUTENTICACIÓN EXTENSIBLE (EAP)
802.1X se basa en EAP. EAP es un simple encapsulado que se
puede ejecutar sobre cualquier capa de enlace pero se ha
implantado con mayor frecuencia en enlaces PPP.
La arquitectura EAP básica se diseñó para ejecutarse sobre
cualquier capa de enlace y utilizar cualquier cantidad de
métodos de autenticación.
MÉTODOS DE
AUTENTICACIÓN
TLS
AKA/SIM
TOKEN CARD
EAP
CAPAS DE ENLACE
PPP
802.3
SISTEMAS DE TRANSMISIÓN Y REDES INALÁMBRICAS
802.11
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SEGURIDAD EN REDES WIRELESS LAN 802.11 (WLAN)
FORMATO DEL PAQUETE EAP
ENCABEZADO
CÓDIGO
IDENTIFICADOR LONGITUD
DATOS
1) CÓDIGO: Identifica el tipo de paquete EAP. Se utiliza
para la interpretación del campo DATOS.
2) IDENTIFICADOR: Contiene un entero sin
enlazar peticiones con sus respuestas.
signo
para
3) LONGITUD: Es el número de bytes del paquete entero.
4) DATOS: Es variable dependiendo del tipo de paquete
EAP.
PETICIONES Y RESPUESTAS EAP
Los
intercambios
EAP
se
componen
de
peticiones
y
respuestas. El autenticador envía peticiones al sistema que
está buscando el acceso y, basándose en las respuestas,
puede conceder o denegar los accesos.
LOS SISTEMAS DEL CLIENTE SÓLO ENVÍAN PAQUETES DE
RESPUESTA CUANDO EXISTE UNA PETICIÓN.
El formato de los paquetes de petición y respuesta es el
siguiente:
CÓDIGO IDENTIFICADOR
LONGITUD
1) CÓDIGO:
Identifica
el
tipo
1 = PETICIÓN ; 2 = RESPUESTA
TIPO
de
TIPO - DATOS
paquete
2) IDENTIFICADOR: Contiene un entero sin
enlazar peticiones con sus respuestas.
signo
EAP.
para
3) LONGITUD: Es el número de bytes del paquete entero.
4) TIPO: Indica el tipo de petición o respuesta. Cada
paquete utiliza un ÚNICO tipo.
SISTEMAS DE TRANSMISIÓN Y REDES INALÁMBRICAS
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SEGURIDAD EN REDES WIRELESS LAN 802.11 (WLAN)
5) TIPO – DATOS: Campo variable que se interpreta según
las reglas de cada tipo.
Como petición inicial, el autenticador normalmente en el
campo TIPO utiliza IDENTIDAD. En el paquete respuesta se
establece
que:
TIPO
=
respuesta/identidad
y
TIPO – DATOS = “nombre de usuario”.
ARQUITECTURA Y NOMENCLATURA DE 802.1X
802.1X define
autenticación:
tres
componentes
para
el
proceso
de
1) SOLICITANTE (SUPPLICANT): Es la máquina de usuario
final que busca el acceso a los recursos de la red.
2) AUTENTICADOR (AUTHENTICATOR): Controla el acceso a la
red.
3) SERVIDOR DE AUTENTICACIÓN RADIUS: Es el encargado de
procesar realmente toda petición entrante.
SOLICITANTE
EAPOL
AUTENTICADOR
RADIUS
SERVIDOR RADIUS
El intercambio de autenticación se lleva a cabo entre el
SOLICITANTE y el SERVIDOR DE AUTENTICACIÓN, actuando el
AUTENTICADOR sólo como un puente.
SISTEMAS DE TRANSMISIÓN Y REDES INALÁMBRICAS
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SEGURIDAD EN REDES WIRELESS LAN 802.11 (WLAN)
EJEMPLO DE INTERCAMBIO 802.1X EN 802.11
Los intercambios EAPOL son muy parecidos a los intercambios
EAP. La principal diferencia es que los solicitantes pueden
emitir tramas EAPOL-START para activar el intercambio EAP y
pueden utilizar mensajes EAPOL-LOGOFF para desautorizar al
puerto cuándo la estación termine de usar la red.
Considérese el siguiente ejemplo de autenticación en una
WLAN:
SOLICITANTE
AUTENTICADOR
SERVIDOR RADIUS
PETICIÓN ASOCIACIÓN
RESPUESTA ASOCIACIÓN
EAPOL
EAPOL START
PETICIÓN IDENTIDAD
RESPUESTA DE IDENTIDAD
RADIUS ACCESO PETICIÓN
PETICIÓN MÉTODO EAP
RADIUS ACCESO DESAFÍO
RESPUESTA MÉTODO EAP
RADIUS ACCESO PETICIÓN
ÉXITO EAP
RADIUS ACCESO ACEPTADO
EAPOL KEY / DHCP
TRANSFERENCIA DE DATOS
-
EAPOL LOGOFF
SISTEMAS DE TRANSMISIÓN Y REDES INALÁMBRICAS
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SEGURIDAD EN REDES WIRELESS LAN 802.11 (WLAN)
802.11i: REDES DE SEGURIDAD ROBUSTAS, TKIP / CCMP
802.1X proporciona una estructura para la AUTENTICACIÓN y
ADMINISTRACIÓN DE CLAVES, controlando así dos de los fallos
importantes en el diseño WEP.
El otro fallo importante que quedaba por controlar era la
falta de CONFIDENCIALIDAD proporcionada por el cifrado WEP.
El grupo de tareas “I” del grupo de trabajo 802.11 fue el
encargado de solucionar el cifrado de la capa de enlace.
802.11i
(estándar
ratificado
en
2004)
se
compone
principalmente de dos nuevos protocolos de cifrado de capa
de enlace:
TKIP (Temporal Key Integrity Protocol): Se diseñó para
reforzar la seguridad lo máximo posible en el hardware
anterior a 802.11i.
CCMP (Counter Mode with CBC-MAC Protocol): Es un Nuevo
protocolo de cifrado diseñado desde cero para ofrecer
el máximo nivel de seguridad posible.
PROTOCOLO DE INTEGRIDAD DE CLAVES TEMPORALES (TKIP)
TKIP conserva la arquitectura y las operaciones básicas de
WEP ya que se diseñó para ser una actualización de software
para soluciones basadas en WEP. Inicialmente TKIP se
denominó WEP 2, pero cuándo se demostraron los fallos de
WEP, se le cambió el nombre para diferenciarlo.
DIFERENCIAS ENTRE TKIP Y WEP
JERARQUÍA Y ADMINISTRACIÓN AUTOMÁTICA DE CLAVES: En
lugar de adoptar la solución WEP de una sola clave
maestra, TKIP utiliza varias claves maestras. Las
claves que se utilizan finalmente para cifrar las
tramas derivan de claves maestras.
TKIP se desarrolló con operaciones de administración
de claves para que las claves maestras se puedan
actualizar de forma segura.
CLAVES POR TRAMAS: Aunque TKIP conserva el cifrado de
tramas basado en RC4 de WEP, calcula una clave RC4
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SEGURIDAD EN REDES WIRELESS LAN 802.11 (WLAN)
para cada trama (desde la clave maestra) para mitigar
los ataques frente a las claves WEP vulnerables.
El proceso mediante el cuál se deduce una clave única
para cada clave se denomina MEZCLA DE CLAVES.
CONTADOR
DE
SECUENCIAS:
Cada
trama
se
numera
secuencialmente. Así se pueden identificar las tramas
fuera de orden y anular los ataques de captura de
tráfico
válido
y
su
posterior
retransmisión
correspondiente.
NUEVA COMPROBACIÓN DE INTEGRIDAD DEL MENSAJE: TKIP
reemplaza el CRC (hash lineal) de WEP por un algoritmo
de valor hash para la comprobación de integridad de
los mensajes (MIC, Message Integrity Check) denominado
Michael.
Los valores de hash más robustos facilitan la
detección de falsificaciones.
Asimismo,
la
dirección
de
origen
se
encuentra
protegida por el MIC haciendo posible la detección de
tramas falsificadas que “dicen ser” de un determinado
origen.
Michael puede verse comprometido en un ataque activo
por lo que TKIP incluye contramedidas para limitar el
daño de un ataque activo.
TKIP se utiliza normalmente junto con los protocolos de
administración de claves basados en 802.1X, que permiten
que las claves maestras de TKIP se calculen a partir de las
transacciones de autenticación.
PROTOCOLO DE MODO DE CONTADOR CON CBC-MAC (CCMP)
Es un protocolo de seguridad de capa de enlace basado en
AES (Advanced Encryption Standard). AES es un código de
bloque estándar de cifrado avanzado que puede funcionar con
muchas longitudes de clave y tamaños de bloque.
802.11i acuerda el uso de AES con claves de 128 bits y
bloques de 129 bits.
Observación: No es objetivo de este trabajo explicar los
fundamentos de este protocolo de cifrado. Para acceder a
una información detallada del protocolo ver referencias
bibliográficas.
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GLOSARIO
ACK: Acknowledgment (Acuse de recibo)
AES:
Advanced Encryption
cifrado avanzado)
Standard
(Estándar
de
AP: Access Point (Punto de acceso)
AS: Authentication Server (Servidor de autenticación)
CCMP: Counter mode with CBC-MAC (Modo de contador con
CBC-MAC)
CRC:
Cyclic
Redundancy
Redundancia Cíclica)
CSMA/CA:
Carrier
Collision Avoidance
Sense
Check
(Comprobación
Multiple
Access
de
With
EAP: Extensible Authentication Protocol (Protocolo de
Autenticación Extensible)
FCS: Frame Check Sequence (Secuencia de Comprobación
de Trama)
ICV: Integrity Check Value (Valor de Comprobación de
Integridad)
IV: Initialization Vector (Vector de Inicialización)
LLC: Logical Link Control (Control de Enlace Lógico)
MAC: Médium Access Control (Control de Acceso al
Medio)
MIC: Message Integrity Code (Código de Integridad de
Mensaje)
PSK: Pre-Shared Key (Clave Compartida Previamente)
RADIUS: Remote Authenticated Dial-In User Service
(Servicio de Autenticación
Remota Autenticada)
de
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conexión
Telefónica
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TKIP: Temporal key Integrity Protocol (Protocolo de
Integridad de Clave Temporal)
WEP: Wired Equivalent Privacy (Privacidad Equivalente
al cableado)
WI-FI:
Wireless Fidelity (Antes,
Ethernet Compatibility Alliance)
WECA,
Wireless
WPA: WI-FI Protected Access (Acceso WI-FI protegido)
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BIBLIOGRAFÍA BÁSICA RECOMENDADA
SEGURIDAD PARA COMUNICACIONES INALÁMBRICAS
Randall K. Nichols
Panos C. Lekkas
Editorial Mc Graw Hill
REDES WIRELESS 802.11
Matthew S. Gast
Editorial O`Reilly
Wireless. Los mejores trucos
Flickenger Rob
Editorial Anaya Multimedia
Protección de la información. Diseño de criptosistemas
informáticos
Rodríguez Prieto A.
Editorial Parainfo
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BIBLIOGRAFÍA AVANZADA Y APLICATIVOS
Información del sistema criptográfico AES aplicado a
WINZIP:
www.winzip.com/aes_info.htm
Software libre de encriptación:
Sourceforge.net/softwaremap/trove_list.php
Versión de prueba de software de encriptación basado
en AES:
www.totalcmd.net/plugring/aes.html
Scanner WI-FI:
www.eeye.com/html/resources/downloads/wifi/index.html
Software de crackeo WEP: WEPCRACK
http://wepcrack.sourceforge.net/
Aplicativos para una red WLAN:
http://www.eeye.com/html/resources/downloads/index.html
Monitor de una red Wireless:
http://www.passmark.com/products/wirelessmonitor.htm
Criptografía y seguridad en computadoras
López, Lucena Manuel
Seguridad en Redes Inalámbricas 802.11
Universidad Icesi. Juan Manuel Madrid Molina
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