移动互联网安全课件第6章

当请求工作站申请认证时，响应工作站就产生一个随机的质询文本并发送给请 求工作站。请求工作站使用双方共享的密钥来加密质询文本并将其发送给响应 工作站。响应工作站使用相同的共享密钥对该文本进行解密，然后与自己之前 发送的质询文本进行比较，如果二者相同，则认证成功，否则就表示认证失败 。
6.1.4 WEP的安全性分析
6.2.3 移动Ad Hoc网络的安全路由
2. 典型的Ad Hoc网络路由协议 （1）动态源路由协议（Dynamic Source Routing, DSR） DSR是一种基于源路由的按需路由协议，它使用源路由算法。在协议中，节点不 需要实时维护网络的拓扑信息，因此在节点需要发送数据时如何能够知道到达目 的节点的路由是DSR协议需要解决的问题。DSR协议由路由发现和路由维护两部 分组成。 （2）按需距离矢量路由协议（Ad Hoc On Demand Distance Vector Routing, AODV） AODV是一种反应式路由协议，AODV采用了按需路由的方式，网络中的节点不 需要实时维护整个网络的拓扑信息，只是在发送报文且没有到达目的节点的路由 时，才发起路由请求过程，通往目的节点路径上的节点负责建立和维护路由表。
6.1.2 无线局域网的结构
在有线局域网中，以太网电缆将计算机的以太网端口连接到集线器的以太 网端口。而在无线局域网中，与集线器等价的是接入点，它常被放在固定 地点并与有线网络连接，为大部分无线局域网分发数据。
6.1.3 IEEE 802.11的安全机制
IEEE802.11协议是IEEE于1997年制定的无线局域网技术标准，为了满足不同的应 用需求，IEEE小组相继推出了IEEE 802.11b，IEEE 802.11a，IEEE 802.11g等新的 技术标准。
该方案的主要优点是：可用性以及通过采用证书回收机制而获得更大的安全性， 但由于所有的节点都是CA服务的一部分，不需要设置专门的服务器节点，一个 请求节点如果拥有k个单跳邻居即可获得CA服务。但是，获得高可用性的代价是 出现了一个相当复杂的维护协议集合，例如，共享初始化、共享更新协议等，而 且更多的共享也会暴露给潜在的攻击者。
WPA对WEP的主要改进是在使用过程中可以动态改变密钥的“临时密钥完整性协 议”(Temporal Key Integrity Protocol, TKIP)，并采用更长的初始向量，这样就可 以应付针对WEP的密钥截取攻击。除了认证和加密之外，WPA对数据的完整性校 验也做了较大改进。同时，WPA使用的消息认证码机制中包含了帧计数器，这样 可以避免针对WEP的重放攻击。
6.2.2 移动Ad Hoc网络的密钥管理
密钥管理是安全解决方案的基础，所有基于密钥加密的方案都需要密钥管理。它 负责跟踪密钥和节点之间的绑定，帮助建立节点之间的相互信任和安全通信。
在传统网络中，存在可信的第三方密钥管理中心，但Ad Hoc网络中并没有这样 的功能实体。因此，传统的密钥管理方案无法直接应用，需要根据Ad Hoc网络 的特点和应用场合设计新的密钥管理方案。目前主要有部分分布的CA方案和自 安全方案。
该方案的优点是具有较好的密钥分配方式，但缺点是，分担CA责任的节点不能 随意离开网络，而且因为需要与一组服务器节点通信，并由组合节点计算出 完整的证书，必然会造成通信量和计算量的增加。此外，CA服务的可用性和 安全性都依赖于门限参数，可用性开销也较大。
6.2.2 移动Ad Hoc网络的密钥管理
2. 自安全方案 在该方案中，每个节点都持有系统密钥的部分共享，CA功能被完全分布到网络 中的所有节点。CA提供的服务分为证书相关服务和系统维护服务。证书相关服 务包括证书回收与更新，系统维护服务包括吸收新加入节点到CA服务中以及CA 私钥更新。自安全方案适用于计划的、长时间存活的Ad Hoc网络。
3. 机密性分析 由于IEEE802.11提供的WEP是基于RC4算法，而RC4本身存在弱密钥、静态共享密 钥和IV空间问题。
6.1.5 WPA标准
IEEE 802.11标准主要包括两项内容：Wi-Fi保护接入(WPA)和强健的安全网络。 WPA替代了存在安全漏洞的WEP，并已在IEEE802.11协议中做了具体规定。目前 ，WPA可以应用在所有的无线网卡上，而且第二代的WPA2已经具备了完整的标 准体系。
6.1.4 WEP的安全性分析
(3) 服务组标识符 SSID是用来逻辑分割无线网络的，以防止一个工作站意外连接到邻居AP上，它并 不是为了提供网络认证而设计的。一个工作站必须配置合适的SSID才能关联到AP 上，从而获得网络资源的使用权。由于SSID在AP广播的信标帧中是以明文形式传 送的，非授权用户可以轻易获得。
6.1.3 IEEE 802.11的安全机制
（2）共享密钥认证 在IEEE802.11协议中，共享密钥认证是可选的。在这种方式中，响应工作站是 根据当前的请求工作站是否拥有合法的密钥来决定是否允许该请求工作站接入 ，但并不要求在空中接口中传送这个密钥，采用共享密钥认证的工作站必须执 行WEP（Wired Equivalent Privacy）协议。
6.2.1 移动Ad Hoc网络
1. 移动Ad Hoc网络的特点 与通常的网络相比，移动Ad Hoc网络具有以下几个特点。 （1）网络的自组织性 （2）动态变化的网络拓扑 （3）多跳的通信路由 （4）有限的无线通信带宽 （5）有限的主机能源 （6）网络的分布式特性 （7）安全性较差
6.2.1 移动Ad Hoc网络
为了保护无线局域网的网络资源，IEEE 802.11b协议再建立网络连接和进行通信 的过程中，制定了一系列的安全机制来防止非法入侵，例如身份认证、数据加密 、完整性检测和访问控制等，而IEEE 802.11协议主要提供了认证和加密这两种机 制。
6.1.3 IEEE 802.11的安全机制
1. 认证 IEEE802.11 协 议 中 定 义 了 两 种 认 证 方 式 ： 开 放 系 统 认 证 （ Open System Authentication）和共享密钥认证（Shared Key Authentication），认证发生在两 个站点之间，在星形网络拓扑中，认证发生在站点和中心节点之间，而在无中 心的网络拓扑中，认证发生在任意两个站点之间。 （1）开放系统认证 开放系统认证是IEEE802.11协议默认的认证方式，整个认证过程以明文形式进 行。开放系统认证的整个过程只有两步：认证请求和认证响应。由于使用该认 证方式的工作站都能被成功认证，因此开放系统认证相当于一个空认证，只适 合安全要求较低的场合。
6.2.3 移动Ad Hoc网络的安全路由
1. Ad Hoc网络路由协议及其分类 由于移动Ad Hoc网络结构是动态变化的，路由信息也会随之改变，常规的路由 协议(RIP和OSPF)不适用于这种情形。这是因为常规的路由协议是为有线固定网 络设计议。根据网络拓扑结构的不同，目前提出的Ad Hoc网络的路由协议可 以分为平面结构的路由协议和分级结构的路由协议。
6.1.1 无线局域网概述
目前，移动终端设备可以通过接入移动通信网络或无线局域网来使用移动 互联网。无线局域网是基于计算机网络和无线通信技术发展而来的。 无线局域网（Wireless Local Area Networks, WLAN）利用无线射频技术实 现通信连接，并在空中传输数据、话音和视频信号。
6.2.2 移动Ad Hoc网络的密钥管理
1. 部分分布的CA方案 部分分布的CA系统由3类节点组成：客户节点、服务器节点和组合节点。客户节
点是普通用户，服务器节点和组合节点充当了CA的角色。服务器节点负责产 生部分证书，将证书存储在一个目录结构里以允许客户节点请求其他节点的 证书。组合节点负责将部分证书组合成一个有效的证书。
6.2 移动Ad Hoc网络安全
➢ 6.2.1 移动Ad Hoc网络 ➢ 6.2.2 移动Ad Hoc网络的密钥管理 ➢ 6.2.3 移动Ad Hoc网络的安全路由
6.2.1 移动Ad Hoc网络
Ad Hoc网络技术最初是为了满足军事应用的需要，军队通信系统需要具有抗毁 性、自组织性和机动性等特点。在民用领域，Ad Hoc网络可以用于灾难救助， 可以快速建立应急通信网络。另外，Ad Hoc网络还可以用于临时的通信需求， 例如商务会议可以通过搭建Ad Hoc网络来实现参会人员的通信交流。
第6章 无线局域网安全
6.1 无线局域网 6.2 移动Ad Hoc网络安全 6.3 蓝牙安全
6.4 WiMAX安全 6.5 本章小结 6.6 习题
6.1 无线局域网
➢ 6.1.1 无线局域网概述 ➢ 6.1.2 无线局域网的结构 ➢ 6.1.3 IEEE 802.11的安全机制 ➢ 6.1.4 WEP的安全性分析 ➢ 6.1.5 WPA标准
2. 移动Ad Hoc网络的安全弱点 由于Ad Hoc网络中没有基础设施的支持，节点的计算能力较低，传统的加密和 认证机制不适用。Ad Hoc网络中的节点可以自由进出网络，传统网络中的防火 墙技术也不适用。因此，Ad Hoc网络的安全体系面临诸多方面的挑战。 （1）传输信道方面：采用无线信号作为传输媒介，易遭受窃听和破坏。 （2）移动节点方面：网络中节点的安全性比较脆弱。 （3）动态拓扑：网络中节点的位置不固定，可以随时移动，导致网络拓扑和 路由信息不断改变，给安全体系带来很大不确定性。 （4）安全机制方面：移动Ad Hoc网络中不存在单一的认证中心，无法提供传统 的对机密性、完整性和不可否认性的安全保障。 （5）路由协议方面：网络中的节点不一定相互合作来完成网络信息的传递。
移动Ad Hoc网络是由一组带有无线收发装置的移动终端组成的一个多跳的、临 时的自治系统。Ad Hoc网络中的移动节点可以自由组合，不依赖于有线设备， 采用分布式技术，没有中心控制节点的管理。
Ad Hoc网络中的每个移动终端同时拥有路由器和主机两种功能：主机需要运行 面向用户的应用程序；路由器需要运行相应的路由协议，根据路由策略和 路由表参与分组转发和路由维护工作。