基于选择明文攻击的FPA2-Enterprise协议安全性分析

第18卷第4期2017年8月信息工程大学学报Journal of Information Engineering UniversityYol. 18 No. 4Aug. 2017DOI：10. 3969/j. iss n. 1671-0673.2017.04. 013基于选择明文攻击的FPA2-Enterprise协议安全性分析张协力\顾纯祥1!2,陈熹1(1.信息工程大学，河南郑州450001&2.数学工程与先进计算国家重点实验室，江苏无锡214125)摘要：描述一种针对P E A P认证突破的新思路，在满足一定网络配置条件下，将已有L E A P协议破解思路结合选择明文攻击方法应用到P E A P协议的认证突破中。

实验表明，在采用P E A P认证的无线网络满足一些设置条件时，攻击者可以在几分钟内获取合法用户认证凭证实现网络非授权访问目的。

最后给出一些策略来预防这种攻击，以供网络配置人员和用户参考。

关键词：P E A P协议；L E A P协议；A P欺骗；中间人攻击；选择明文攻击中图分类号：T P309文献标识码：A文章编号：1671-0673(2017)04-0448-06Security Analysis of W PA2-Enterprise ProtocolBased on Chosen-Plaintext AttackZHANG Xieli1，GU Chunxiang1，2, CHEN X i1(1. Information Engineering University，Z h e n g z h o u 450001，C h i n a； 2. State K e y Laboratory ofM a t hematica l Engineering and A d v a n c e d C o m p u t i n g，W u x i 214125，C h i n a)Abstract: W P A2-E n te rp ris e is c o n sid e re d as the best sta n d a rd for w ire le ss ne tw ork s e c u rit y.P E A Ppro toco l is w id e ly u se d in W P A2-E n te rp ris e a u th e n tic a tio n，w h ic h u se s T L S tu n n e l e n c n o lo g y to re sist t he trad itio n a l sn iffe r a tta c k.T h is p a p e r d e sc rib e s a new a p p ro a c h to attack P E A P.T h e e x istin g attack a g a in st L E A P c o m b in in g c h o se n-p la in te x t attack ca n be a p p lie d to P w h e n w ire le ss ne tw ork sa tisfie s som e se ttin g s.E x p e rim e n ts sh ow that an a t a c k e r c a n ob t thorized a c c e ss to P E A P n e tw ork w ith in a f e w m in u t e s.So m e strategies to p re ve n t su c h a tt a c k，w h ic h c a n be u n d e rta k e n b y e n d-u se rs a n d ne tw ork m a in t a in e rs，are a lso d e sc rib e d in th is p a p e r.Key words：P E A P；L E A P；A P s p o o f in g; M I T M；c h o s e n-p la in te xt attack无线W i-L在生活中随处可见。

无线网络在便利生活的同时，其安全性也面临严重威胁。

在无线信号可覆盖的区域内攻击者只需拥有一台带有无线网卡的移动终端便可嗅探到用户通信数据帧。

因此，无线安全协议旨在解决网络接人认证授权和通信数据机密性保护问题。

早期的W E P[1](w r n e e q u iv a le n t p riv a c y)协议由于协议自身缺陷而宣告失败。

为此I E E E协会制定了802. 1U规范[2]。

而W i-F i联盟将W P A/W P A2推动成为实际现行的工业标准。

802.1U通过引人W E P改进算法T K I P (tem p oral K e y in te g rity p ro to c o l)和基于A E S算法的C C M P( c o u n te r C B C-M A C p ro to c o l)协议来保证数据机密性和完整性。

T K I P和C C M P被W-L联盟制定的W P A/W P A2规范所采纳。

W P A2分为两种模式：预共享密钥模式即W P A2-P S K以及企业模式W P A2-E n t e r p r is e。

P S K收稿日期=2016-11-14;修回日期=2016-12-24基金项目：河南省科技创新杰出青年基金资助项目（134100510002 )作者简介：张协力（1992 -)，男，硕士生，主要研究方向为网络密码安全协议。

第4期张协力等:基于选择明文攻击的F P A2-Enterpri se协议安全性分析449模式为一般家庭小型企业所采用的简易模式，也是日常生活中普遍采用的模式。

这种模式下A P(a c-c>S p o m t，无线接人点）通过在所有用户之间预设一个共享密钥来实现身份认证。

2003年P S K模式被爆出可以被离线字典破解。

近些年随着硬件计算性能的提高，尤其G P U和F P G A等并行计算硬件性能的提升，其面临的安全问题更加严峻[3'4]。

W P A2-E n t>p r i s e采用802.I X的认证框架，通常具有专门的A S(au th e n tication s e r v e r，认证服务器）参与，可以为不同的用户设置不同密码进行身份认证。

802.I X认证中认证信息通过E A P(e x te n sib le a u th e n tic atio n p ro to c o l，可扩展认证协议）承载。

E A P协议不定义具体认证方式，认证细节由其所承载的E A P m e t h o d协议完成，因而具有良好的扩展性和灵活性。

E A P m e t h o d主要有E A P-M D5, L E A P，E A P-T L S，P E A P等，其中，P E A P协议采用T L S隧道协议保护认证通信，安全性相对较高。

本文描述一种针对P E A P认证保护的无线网络进行认证突破方案。

当P E A P认证保护的无线网络满足一定条件时，攻击者可以利用选择明文攻击方法在较短时间内获取合法用户登录凭证进行无线网络的非授权访问。

1相关工作L E A P协议支持M S-C H A P v l协议来提供用户和服务器之间的相互认证，曾经一度被许多无线设备生产厂商支持而成为准工业标准。

文献[6]发布a s l e a p之后，揭东了由于M S-C H A P协议的安全性使得L E A P容易遭受离线暴力破解。

事实上M S-C H A P v l及M S-C H A P v2两个版本的协议在认证数据未加保护的情况下都面临这种安全威胁[7]。

因此，P E A P利用T L S安全隧道传输M S-C H A P 协议认证通信过程来克服这种安全性缺陷。

目前针对P E A P认证的有效攻击手段均需结合中间人攻击。

2008年，文献[8 ]发布fre e ra d iu s-w p e，可以利用来伪A P收集E A P认证信息。

2013年，文献[9]提出的针对P E A P网络中服务器证书未严格与无线网络绑定的问题采用的双面恶魔攻击（e v i tw in a tta c k)。

该方案通过伪造服务器证书结合无线网络阻塞等手段，诱骗受害者连接到伪造的无线网络中，从而实施中间人会话劫持拿到M S-C H A P4认证的破解。

此种方式由于伪造服务器证书会导致终端安全提示，对于安全意识较高的用户难以实施；文献[10]提出一种E A P d u m b-d o w n 的攻击方法，方案主要利用移动设备证书认证的缺陷。

2014年，文献[11 ]提出一种更为新颖而巧妙的方式来实现P E A P认证保护网络的非法接人。

该方法主要针对P E A P配置中，未对客户端强制进行证书认证，M S-C H A P4的认证响应可以被M S-C H A P4的响应经过特定的变形构造得到等问题，利间，户与A P间不全的L E A P认证，通过构造转换的方式，成功生成P E A P认证的挑战响应值，从而非授权接人P E A P 网络。

这种手段并未直接拿到用户凭证，因而每次接人都需要重复实施中间人攻击，代价较高。

本文在文献[11 ]中间人思路基础上，结合文献[8]对L E A P的破解方法，提出一种针对P E A P 协议认证保护的网络进行非授权接人的方案。

与文献[11]方式相比，可以实施一次性攻击，便可拿到用户接人凭证，后续接人无需重复中间人攻击等繁琐步骤。

同时，在L E A P破解中，不像a s l e a p工具那样仅靠被动监听拿到C H A P对应挑战值和响应值来离线破解。

本方案通过中间人降级，实施选择明文攻击，结合改进的彩虹表时空折中方案，有效提高破解成功率和破解效率。

2已知针对LEAP认证协议攻击L E A P认基M S-C H A P v1!①客户端请求登陆认证;②服务器发送一个8字节随机挑战值;③客户端利用拥有口令对挑战值进行相应计算得到24字节；④服务器验证响应值是否正确，返回认证成功或失败。

其中，根据8字节挑战值C s生成24字节响应值的计算如下：将用户本地存储身份凭证即密码的N T h a h值填充至21字节：S = !77i"F(j&)||_p a&，S分为按照56M t为一组分为3组记作，K=S[0:6]，K=S [7:13]，K=S[14:20]。