Funknetzwerke und Sicherheit in Funknetzwerken. Hendrik Busch, PING e.v.

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1 Funknetzwerke und Sicherheit in Funknetzwerken Hendrik Busch, PING e.v.

2 Was ist Wireless LAN? Viele Namen, eine Technologie: Funknetzwerk WLAN Wireless LAN WaveLAN IEEE b 2

3 Was ist Wireless LAN? (2) Drahtloses Netzwerk Arbeitet per Funk Kompatibel zum Ethernet Standard Als Ersatz oder Zusatz für drahtgebundene Netze geeignet 3

4 Technische Grundlagen Standard IEEE Beschreibung WLAN bei Datenraten bis zu 2 Mbit/s im 2,4-GHz ISM (Industrial, Scientific and Medical) Band Ratifiziert Juli 1997 IEEE a IEEE b IEEE g IEEE WLAN bei Datenraten bis zu 54 Mbit/s im 5-GHz Unlicensed National Information Infrastructure (UNII) Band WLAN bei Datenraten bis zu 11 Mbit/s im 2,4- GHz ISM (Industrial, Scientific and Medical) Band Erweiterung für hohe Datenraten bis zu 54 Mbit/s im 2,4 GHz Band Wireless Personal Area Network Standard basierend auf Bluetooth Technologie im 2,4 GHz Band September 1999 September 1999 Nein (erwartet 2003) Teilweise, März

5 Technische Grundlagen (2) a b g Frequenz GHz GHz GHz GHz GHz Datenrate (pro Kanal) 2, 1 MBit 54, 48, 36, 24, 18, 12, 9, 6 MBit 11, 5.5, 2, 1 MBit 54, 36, 33, 24, 22, 11, 9, 6, 5.5, 2, 1 MBit Kompatibilität Wi-Fi5 Wi-Fi Wi-Fi bei Geschwindigkeit en <= 11 MBit 5

6 Wireless Fidelity (Wi-Fi) Wi-Fi means it works Zusammenschluss von WLAN Herstellern Zertifikat, das Interoperabilität garantiert 6

7 Erscheinungsformen Chips für WLAN-Karten (11 Mbit Wi-Fi) Cisco Airo Intersil Prism Lucent Orinoco (entspricht Prism II mit anderer Firmware) AMD Am1772 7

8 Erscheinungsformen (2) Neuere Chip Generationen Intersil Prism GT (802.11a) Texas Instruments ACX100 Atheros AR5001A (802.11a) 8

9 Bauweisen PCMCIA bzw. PC Card 9

10 Bauweisen (2) Mini-PCI 10

11 Bauweisen (3) USB 11

12 Bauweisen (4) PCI 12

13 Bauweisen (5) Access Point/Router 13

14 Betriebsmodi Ad-Hoc (auch Peer-to-Peer) Verbindung von mehreren Rechnern mit WLAN-Adaptern Keine Management-Hardware erforderlich Rechner, die in Reichweite zueinander sind und gleiche Netzparameter verwenden, können Daten austauschen 14

15 Ad-Hoc 15

16 Infrastructure Mode (Managed) Netz mit Access Point oder Router Access Point managt nicht nur die Verbindungen (vgl. Switch) sondern bildet auch die Brücke ins drahtgebundene Netz Mehrere Access Points zusammen können ein Relay-Netz aufbauen, das eine größere Fläche abdeckt und nach außen hin wie ein Access Point erscheint 16

17 Infrastructure Mode (2) Zum drahtgebundenen Netz 17

18 Reichweiten Reichweite bestimmt sich beim WLAN aus dem Zusammenspiel von Abstrahlleistung, Antennenart und Örtlichkeit Abstrahlleistung in der EU auf 100mW EIRP begrenzt (Gesamte Anlage) 18

19 Reichweiten (2) Ideale Werte sind 30m in Gebäuden (2-3 Stahlbetonwände) 300m+ außerhalb von Gebäuden Reichweitensteigerung durch externe Antennen sowie andere Ausrichtung der Antennen möglich 19

20 Omni-Antenne Strahlt im Idealfall gleichmäßig horizontal in alle Richtungen Muß um 90 Grad gekippt werden um z.b. Schächte und Treppenhäuser auszustrahlen Gewinn meist zwischen 2,5 und 10 db 20

21 Yagi-Antenne Richtantenne mit hohem Gewinn (> 10 db) Prinzip gleich dem einer Fernsehantenne 21

22 Patch-Antenne Funksignale werden grob im 90 Grad Winkel ausgesandt Meist für Plätze u.ä. eingesetzt, da unauffällig 22

23 Störungen im WLAN Überlagern sich Funknetze nicht gegenseitig? Es steht mehr als ein Kanal zu Verfügung (Europa: 13, USA: 11, Frankreich: 4) Im b Standard gibt es drei komplett überlagerungsfreie Kanäle (1, 7, 13) Je näher die restlichen Kanäle sich kommen, desto mehr Overhead wird erzeugt und umso größer sind die Störungen 23

24 Störungen im WLAN (2) Mikrowellenstrahlung Auch Mikrowellen und Bluetooth arbeiten im 2,4 GHz Band Bei sehr starker Strahlung (Störer stärker als Sender) sind Fehlerraten sehr hoch (bei DSSS) Sobald Sender und Störer mindestens gleich stark sind, stellt sich ein stabiler Transfer ein 24

25 Teil 2: Sicherheit in Funknetzen Grundproblem Funk WEP Weitergehende Sicherheit Blick in die Zukunft 25

26 Grundproblem Funk Das Problem jedes WLAN ist seine Funkstrahlung, die sich gleichmäßig in alle Richtungen ausbreitet Meistens strahlen WLAN sogar (viel) weiter als man möchte Potentieller Angreifer muss nur in der Nähe des WLAN sein um Zugriff auf dessen Signale zu erhalten 26

27 Grundproblem Funk (2) Grundproblem ähnlich dem von BNC- Verkabelung Strahlung lässt sich nur durch bauliche Veränderungen eindämmen Folgerung: Wenn man schon sein WLAN nicht verstecken kann (Ausnahme sind spezielle Access Points), dann muss es wenigstens gegen Missbrauch geschützt werden 27

28 WEP Wired Equivalent Privacy Sicherheit wie in drahtbasierten Netzwerken Algorithmus: RC4 (Rivest Cipher 4), symmetrischer Stromchiffre Schlüsselgrößen von 56 oder 128 Bit möglich Schlüssel werden nicht übertragen sondern müssen beiden Seiten bekannt sein 28

29 WEP (2) Client Konfiguration 29

30 WEP (3) 30

31 Schwächen in WEP Sicherheitsprobleme von RC4 im Papier Weaknesses in the Key Scheduling Algorithm of RC4 von Fluhrer, Mantin & Shamir dargelegt Im Key-Scheduling wird der Schlüssel zusammen mit einem sich ständig ändernden Vektor (IV) verwendet 31

32 Schwächen in WEP (2) Wenn ständig der gleiche Schlüssel mit vielen verschiedenen IVs verwendet wird und der Angreifer Zugriff genügend verschlüsselte Daten hat, kann der geheime Schlüssel einfach berechnet werden Benötigt werden zwischen 5 und 10 Millionen Datenpaketen (in ungünstigen Fällen noch weitaus mehr) 32

33 Schwächen in WEP (3) Knacken zwar möglich, aber trotz Schwächen in der Verschlüsselung sehr zeitaufwendig 33

34 Weitergehende Sicherheit IPSec Verschlüsselungsprotokoll für IP Starke Verschlüsselung Für die meisten Nutzer leider sehr schwer einzurichten und zu konfigurieren Alle Teilnehmer im drahtlosen Netz müssen IPSec einsetzen 34

35 Weitergehende Sicherheit (2) Beispiel Cisco: Key Rotation Authentifizierung auf Benutzerebene Vor-Standard Version vom Temporal Key Integrity Protocol zur Umgehung der IV- Verwundbarkeit Nachteil: Zusätzliche Software bzw. angepasste Hardware erforderlich 35

36 Weitergehende Sicherheit Beispiel Bluesocket: Spezielle Wireless LAN Gateways Benutzerauthentifizierung gegen LDAP, RADIUS, Windows Domäne PPTP und IPSec Unterstützung Bandbreitenmanagement Nachteil: Teuer 36

37 Blick in die Zukunft WPA = Wi-Fi Protected Access TKIP zur Umgehung der IV-Schwäche Extensible Authentication Protocol (EAP) als Mittel gegen Man-in-the-Middle Attacken Integration von Benutzerauthentifizierung Vorteil: Alle Wi-Fi kompatiblen Geräte sollen per Firmwareupdate aufrüstbar sein 37

38 Blick in die Zukunft (2) Beispiel Vivato: Sog. Wi-Fi Switches sollen das Netz sicherer machen Intelligente Antennen bieten die Möglichkeit, eine Richtfunkverbindung zu jedem einzelnen Netzwerkteilnehmer aufzubauen Technisches Konzept momentan noch nicht veröffentlicht, daher fragwürdig 38

39 Ende Fragen? Anmerkungen? Kommentare? 39

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