Sicheres Wireless-LAN für

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1 Sicheres Wireless-LAN für Vortrag zur Jahreshauptversammlung des Bürgernetzes Main-Spessart am Referent: Stefan Rauch

2 Inhalt 1. Kurze Einordnung des Begriffes WLAN 3. Generelle Aspekte der IT-Sicherheit 5. Basisprobleme bei der Absicherung von WLANs 7. Einfache Sicherheitsmechanismen 9. Sicherheitsmechanismen mit VPNs

3 Einleitung Kategorisierung von WLANs WWAN WLAN WPAN z.b. Bluetooth z.b begann die neu gebildete Arbeitsgruppe des IEEE mit der Spezifikation eines drahtlosen Äquivalents zum drahtgebundenen Ethernet. 12 Jahre später, am wurde erstmals ein Standard publiziert. z.b. GSM, UMTS

4 Einleitung Kategorisierung von WLANs IEEE ist gegenwärtig der bedeutendste Standard für den Aufbau drahtloser Netzwerke. Alle folgenden Betrachtungen beziehen sich deshalb auf diesen Standard.

5 Grundlegende Aspekte der IT-Sicherheit

6 Integrität Vertraulichkeit Verfügbarkeit

7 Vertraulichkeit Integrität Verfügbarkeit Vertraulichkeit: Schutz vor unbefugtem Zugriff auf Daten Personenbezogene Daten (z.b. medizinische Daten) Betriebsgeheimnisse (z.b. Erfindungen, Angebotslage) Zugangmechanismen (z.b. Benutzerlogins, Passwörter)

8 Vertraulichkeit Integrität Verfügbarkeit Integrität: Sicherstellen der Korrektheit von Daten und Systemen Systemintegrität: Manipulation von Logdateien zum Verwischen der Spuren eines Angriffs, Unerlaubtes Anlegen und Bearbeiten von Benutzeraccounts Datenintegrität: z.b. das ersetzen eines bestimmten Strings durch einen anderen (aus Kreditor wird Debitor )

9 Vertraulichkeit Integrität Verfügbarkeit Verfügbarkeit: Sicherstellen, dass die Systeme zu definierten Zeiten für die Anwender verfügbar sind. Plattformverfügbarkeit (z.b. W artungsarbeiten) Netzwerkverfügbarkeit (z.b. Kabelschäden) Höhere Gewalt (z.b. Brand im RZ) Sabotage (z.b. erfolgreicher Hackerangriff) Beispiel: 99,99% Verfügbarkeit bedeutet bei 7x24h Betrieb: 52,5 Min Downtime pro Jahr

10 Netzwerkmedium Endgeräte Es gilt: Ein Angreifer braucht Zugriff auf das betroffene System Bei drahtgebundenen Netzwerken: 1. Durchbrechen einer Firewall 2. Zugriff auf einen Netzwerkkonzentrator Bei WLANs: Der Angreifer muss sich in Reichweite eines APs positionieren können. W ahrscheinlich reicht es, auf dem Firmenparkplatz zu parken.

11 Netzwerkmedium Endgeräte Allein die Tatsache, dass die Endgeräte bei WLANs mobil sind, stellt ein enormes Sicherheitsrisiko für das Netz dar: Endgeräte können leicht verloren gehen oder gestohlen werden!

12 Einfache Sicherheitsmechanismen

13 Einordnung von IEEE in das ISO-OSI Schichtenmodell MAC- Filter... Anwendungsschicht Darstellungsschicht Kommunikationssteuerschicht Transportschicht Vermittlungsschicht LLC-Schicht IEEE802.2 MAC Schicht IEEE MAC - CSMA - VCD - Encryption - Roaming -Asynchronous Data Transfer - Error Correction - Access Control - Power Saving Verbindungsschicht Bitübertragungschicht PHY-Schicht IEEE Radio -900 MHz, 2,4 GHz und 5,8 GHz - FHSS und DSSS - 1, 2, 5.5, 11, 54 MBit/s m Bereich

14 Einordnung von IEEE MAC-Filter WEP MAC-Adressen sind 48-Bit Adressen, die vom Hersteller in ein Netzwerkinterface eingebrannt werden. Eine Filterung kann am Accesspoint selbst, oder an dem Switch, an dem der AP angeschlossen ist, vorgenommen werden.

15 Einordnung von IEEE MAC-Filter WEP Gut: MAC-Filter arbeiten auf OSI-Layer 2 Schlecht: gute Verteidigungsebene MAC-Adressen können leicht gesnifft werden Hoher administrativer Aufwand zur Pflege der Filter (z.b. müssen beim Tausch einer Netzwerkkarte alle Filter angepasst werden)

16 Einordnung von IEEE MAC-Filter WEP WEP (Wired-Equivalent-Privacy) Zur Gewährleistung eines gewissen Basisschutzes in drahtlosen Netzen wurde in IEEE WEP als Sicherheitsmechanismus implementiert. Mit Basisschutz ist die Sicherheit gemeint, die in der Natur drahtgebundener Netzwerke liegt: Der Zugriff auf das Netzwerkmedium ist nicht beliebig

17 Einordnung von IEEE MAC-Filter WEP WEP ist unsicher! Oktober 2000: J.Walker: Unsafe at any key size, An analysis of the WEP encapsulation 20 August 2001:

18 Einordnung von IEEE MAC-Filter WEP Schwachstelle1: Der Standard deklariert die Verwendung von WEP als optional. Defaulteinstellung der Hersteller:

19 Einordnung von IEEE MAC-Filter WEP Schwachstelle 2: Es werden zu wenig Initialisierungsvektoren für die Verschlüsselung verwendet. Brute-Force-Attacken einfach möglich Ein Accesspoint, der unter Vollast mit 11Mbit/s arbeitet hat innerhalb einer Stunde alle 2 24 Initialisierungsvektoren verwendet.

20 Einordnung von IEEE MAC-Filter WEP Schwachstelle 3: Im Standard ist kein Schlüsselmanagement vorgesehen. Ein erfolgreich gehackter Schlüssel wird u.u. erst sehr viel später (oder nie) nach dem erfolgreichen Einbruch ausgetauscht. Die Schlüssel müssen von Hand in jedem Netzwerkgerät eingetragen werden (bei großen Netzen nicht durchführbar; bei großflächiger Verteilung ist Geheimhaltung nicht gewährleistet)

21 Einordnung von IEEE MAC-Filter WEP Unter folgenden Voraussetzungen ist der Einsatz von WEP dennoch vertretbar: Sicherheitsanforderungen rechtfertigen nicht den Einsatz komplexerer Sicherheitsmechanismen Es handelt sich um ein WLAN mit wenigen Komponenten Die WEP-Schlüssel werden in regelmäßigem Abstand ausgetauscht

22 Sicherheitsmechanismen mit VPNs

23 Generelle Funktionsweise Netzwerktopolgie PPtP IPSec SSH Mit VPNs kann ein sicherer Tunnel in einem unsicheren Netz aufgebaut werden. Internet oder Tunnel WLAN Die Sicherheit wird durch starke Verschlüsselung und Authentifizierungsmechanismen gewährleistet.

24 Generelle Funktionsweise Netzwerktopolgie PPtP IPSec SSH VPN-Gateway hinter (1), bzw direkt auf einer Firwall (2)

25 Generelle Funktionsweise Netzwerktopolgie PPtP IPSec SSH VPN-Gateway in einer DMZ (demilitarized zone)

26 Generelle Funktionsweise Netzwerktopolgie PPtP IPSec SSH Positionierung des Accesspoints

27 Generelle Funktionsweise Netzwerktopolgie PPtP IPSec SSH ACHTUNG: Durch den VPN- Tunnel ist ein Netz angreifbar! VPN-Clients müssen separat abgesichert werden

28 Generelle Funktionsweise Netzwerktopolgie PPtP IPSec SSH PPtP: Point-to-Point Tunneling Protocol Erweiterung des älteren PPP unterstützt alle verbreiteten W indows-versionen verwendet zur Verschlüsselung die auf RC4 basierende Streamchiffre MPPE mit 40 bzw. 128 Bit langen Schlüsseln Zur Authentifizierung wird in der Regel CHAP(v2) verwendet gegenwärtig gelten PPtP-Verschlüsselungen mit einer von Passwortlänge mindestens 12 Zeichen als sicher Der unverschlüsselte Steuerkanal bietet eine Angriffsfläche

29 Generelle Funktionsweise Netzwerktopolgie PPtP IPSec SSH Internet TCP 1723 VPN-Tunnel PAC (PPtP Access Concentrator) PNS (PPtP Network Server)

30 Generelle Funktionsweise Netzwerktopolgie PPtP IPSec SSH IPSec: Internet Protocol Security Bestandteil des IPv6 Standards, aber auch mit IPv4 einsetzbar Authentifikation durch RSA-Signaturen mit X.509-Zerifikaten (PKI) oder RSA ohne Zertifikate (mit zuvor ausgetauschten Schlüsseln) Verschlüsselung mit DES, Triple-DES oder AES und Schlüsselaustausch mit Diffie-Hellman Erst seit W indows2000 auf Microsoft Produkten verfügbar (jedoch ist diese Implementierung nicht standardkonform)

31 Generelle Funktionsweise Netzwerktopolgie PPtP IPSec SSH Authentication Header AH im Transportmodus AH im Tunnelmodus

32 Generelle Funktionsweise Netzwerktopolgie PPtP IPSec SSH Encapsulated Security Payload: ESP im Transportmodus ESP im Tunnelmodus

33 Generelle Funktionsweise Netzwerktopolgie PPtP IPSec SSH SSH: Secure Shell Ursprünglich als Ersatz für das unsichere Telnet gedacht. Außer dem UNIX-SSH gibt es auch zahlreiche W indows-implementierungen. Der Sitzungsablauf ist analog zu Telnet, jedoch werden für die Authentikation und Datenübertragung kryptographische Verfahren verwendet. Hat sich für den Einsatz sicherer Konsolenverbindungen etabliert. Im Prinzip kann jedes beliebige Protokoll über eine SSH-Verbindung getunnelt werden (gewisser Verwaltungsaufwand)

34 FAZIT: Bei der Absicherung eines WLANs sind abzuwägen. Aufwand/Kosten Komfort Sicherheit

35 FAZIT: Es gibt einfache Sicherheitsmechanismen, die einfach (ohne große Fachkenntnisse) zu implementieren sind und vor einem zufälligen Zugriff auf das Netzwerk schützen. Demgegenüber stehen Absicherungen mit starker Kryptographie, die zur Implementierung Fachkenntnisse erfordern, einen höheren Hard- und Softwareaufwand bedingen und einen sehr hohen Sicherheitsstandard gewährleisten.

36 Fragen?

37 Literatur [1] C. Barnes: Die Hackerbibel für Wireless LANs, Übers. aus dem Amerikan.: D. Jarzyna, 1. Auflage, Bonn, 2002 [2] W. Barth: Das Firewall Buch, 1. Auflage, Nürnberg, 2001 [3] M. a Campo, N. Pohlmann: Virtual Private Networks, 2. Auflage, Bonn, 2003 [4] J. Schmidt, P. Siering: Auf Nummer sicher funken WLAN über ein VPN absichern, c t 06/2003, S. 184 [5] J. Schmidt, P. Siering: Moderner Tunnelbau Der Weg zum eigenen Virtual Private Network, c t 18/2001, S. 182 [6] D. Bachfeld: Sicheres Netz im Netz Der Aufbau von Virtual Private Networks, c t 17/2001, S. 164 [7] A. Steffen: Den Ausweis bitte Sicherer Zugang zum LAN via VPN, c t 05/2002, S. 216 [8] J. Schmidt: Der Pförtner zum Netz Ein IPSec Gateway im Eigenbau, c t 10/2003, S. 118

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