无线局域网WLAN的安全管理指南
Sep 8,2006 Editor of CyberHome

对某些人来说,他们可能认为无线网络的安全性问题显得很复杂,设置一个安全的无线网络可能需要十分专业的基础知识和进行复杂的设置,也有人会讲:“我只是用电脑上上网而已,并没有干其他什么重要的事情,为什么我还要为安全问题费心呢?”,所以他们会放弃在安全方面的打算,这样就导致自己的网络“门户大开”。对于这个问题的回答,各位看了下面的内容后可能就不会产生这样的想法了。

一、无安全措施的WLAN所面临的三大风险

1、网络资源暴露无遗

一旦某些别有用心的人通过无线网络连接到你的WLAN,这样他们就与那些直接连接到你LAN交换机上的用户一样,都对整个网络有一定的访问权限。在这种情况下,除非你事先已采取了一些措施,限制不明用户访问网络中的资源和共享文档,否则入侵者能够做授权用户所能做的任何事情。在你的网络上,文件、目录、或者整个的硬盘驱动器能够被复制或删除,或者其他更坏的情况是那些诸如键盘记录、特洛伊木马、间谍程序或其他的恶意程序,它们能够被安装到你的系统中,并且通过网络被那些入侵者所操纵工作,这样的后果就可想而知了。

2、敏感信息被泄露

只要运用适当的工具,WEB页面能够被实时重建,这样你所浏览过WEB站点的URL就能被捕获下来,刚才你在这些页面中输入的一些重要的密码会被入侵者偷窃和记录下来,如果是那些信用卡密码之类的话,嘿嘿,后果想想都知道是怎么回事。

3、充当别人的跳板

在国外,如果开放的WLAN被入侵者用来传送盗版电影或音乐,你极有可能会收到RIAA的律师信。更极端的事实是,如果你的因特网连接被别人用来从某个FTP站点下载儿童色情文学或其他的一些不适宜的内容,或者把它来充当服务器,你就有可能面临更严重的问题。并且,开放的WLAN也可能被用来发送垃圾邮件、DoS攻击或传播病毒等等。

二、保护我们的WLAN

在明白了一个毫无防护的WLAN所面临的种种问题后,我们就应该在问题发生之前作一些相应的应对措施,而不要等到发生严重的后果后才意识到安全的网络维护是多么重要。以下的内容就是介绍针对各种不同层次的入侵方式时采取的各种应对措施。

1、拥有无线网卡的普通用户

在一个无任何防护的无线LAN前,要想攻击它的话,并不需要采取什么特别的手段,只要任何一台配置有无线网卡的机器就行了,能够在计算机上把无线网卡开启的人就是一个潜在的入侵者。在许多情况下,人们无心地打开了他们装备有无线设备的计算机,并且恰好位于你的WLAN覆盖范围之内,这样他们的机器不是自动地连接到了你的AP,就是在“可用的”AP列表中看到了它。不小心,他们就闯进了你未设防的“领域”了。其实,在平常的统计中,有相当一部分的未授权连接就是来自这样的情况,并不是别人要有意侵犯你的网络,而是有时无意中在好奇心的驱使下的行为而已。

如下的对策可以保护你的网络避免不经意的访问,不过这都是一些相当初级的内容,并不能提供避免那些更熟练些入侵者的实时保护。虽说这些内容都很“菜鸟”,它们大部分是如此简单,不过如果你的无线设备能够支持的话,我还是建议你作一下相关设置。

对策1:更改默认设置

最起码,要更改默认的管理员密码,而且如果设备支持的话,最好把管理员的用户名也一同更改。对大多数无线网络设备来说,管理员的密码可能是通用的,因此,假如你没有更改这个密码,而另外的人就可轻而易举地用默认的用户名和密码登录到了你的无线网络设备上,获得整个网络的管理权限,最后,你可能会发现自己都不能够够登录到你的WLAN了,当然,通过恢复工厂设置还是可重新获得控制权的。

更改你AP或无线路由器的默认SSID,当你操作的环境附近有其他邻近的AP时,更改默认的SSID就尤其需要了,在同一区域内有相同制造商的多台AP时,它们可能拥有相同的SSID,这样客户端就会有一个相当大的偶然机会去连接到不属于它们的AP上。在SSID中尤其不要使用个人的敏感信息。

更改默认的频道数可以帮助你避免与邻近的无线LAN发生冲突,但作为一个安全防范方法的作用很小,因为无线客户端通常会为可能的连接自动地扫描所有的可用频道。

对策2:更新AP的Firmware

有时,通过刷新最新版本的Firmware能够提高AP的安全性,新版本的Firmware常常修复了已知的安全漏洞,并在功能方面可能添加了一些新的安全措施,随着现在更新型的消费类AP的出现,通过几下简单的点击就可检验和升级新版本的Firmware了,与以前的AP相比较,老产品需要用户要从界面并不是很友好的厂商技术支持站点手工去寻找、下载、更新最终版本的Firmware。

许多用了几年的AP都已经过了它们的保修期了,这就意味着很难找到新的Firmware版本了,如果你发现最后版本的Firmware并不支持提升了安全性能的WPA(Wi-Fi Protected Access),其实更好的版本是WPA2,那就最好请认真地考虑一下是否更换你的设备了。

实际上,当前的802.11g设备至少应支持WPA,并在技术上有更新到WPA2的能力,但制造厂商并不会一直致力于支持他们的老产品,因此假如你想检查一下AP是否可支持WPA2,要不就在Wi-Fi Alliance's certification database(链接为:http://wi-fi.org/OpenSection/certified_products.asp?TID=2)中检查一下,要不就到google中搜索一下看。

对策3:屏蔽SSID广播

许多AP允许用户屏蔽SSID广播,这样可防范netstumbler的扫描,不过这也将禁止Windows XP的用户使用其内建的无线Zero配置应用程序和其他的客户端应用程序。在下图一中如果选中显示的“Hide ESSID”,则正是在一个ParkerVision的AP上屏蔽了SSID广播。(实际上,SSID和ESSID是指的同一回事)。

注意:在一个无线网络中屏蔽SSID广播并不能够阻止使用Kismet或其他的无线检测工具(如AirMagnet)的攻击者,这些工具检测一个存在的网络并不依靠SSID来进行。

对策4:关闭机器或无线发射

关闭无线AP,这可能是一般用户来保护他们的无线网络所采用的最简单的方法了,在无需工作的整个晚上的时间内,可以使用一个简单的定时器来关闭我们的AP。不过,如果你拥有的是无线路由器的话,那因特网连接也被切断了,这倒也不失为一个好的办法。

在不能够或你不想周期性地关闭因特网连接的情况下,就不得不采用手动的方式来禁止无线路由器的无线发射了(当然,也要你的无线路由器支持这一功能)。

对策5:MAC地址过滤

MAC地址过滤是通过预先在AP在写入合法的MAC地址列表,只有当客户机的MAC地址和合法MAC地址表中的地址匹配,AP才允许客户机与之通信,实现物理地址过滤。这样可防止一些不太熟练的入侵初学者连接到我们的WLAN上,不过对老练的攻击者来说,是很容易被从开放的无线电波中截获数据帧,分析出合法用户的MAC地址的,然后通过本机的MAC地址来伪装成合法的用户,非法接入你的WLAN中。

对策6:降低发射功率

虽然只有少数几种AP拥有这种功能,但降低发射功率仍可有助于限制有意或偶然的未经许可的连接。但现在无线网卡的灵敏度在不断提高,甚至这样的网卡随便哪个初级用户都可购买得到,特别是如果你在一幢大楼或宿舍中尝试阻止一些不必要的连接时,这可能没什么太大的价值了。

三、附:实战破解过程

1、用Kismet进行网络探测

Kismet是一个基于Linux的无线网络扫描程序,这是一个相当方便的工具,通过测量周围的无线信号来找到目标WLAN。虽说Kismet也可以捕获网络上的数据通信,但在还有其他更好的工具使用(如Airodump),在这里我们只使用它来确认无线网卡是否正常工作和用来扫描无线网络,在下面的部分中将会换用不同的工具软件来真正地侦听和捕获网络上的数据通信。

单击Programs 图标,然后是Auditor,再 Wireless,, 然后Scanner/Analyzer,最后是 Kismet ,来运行Kismet程序。

除扫描无线网络之外,Kismet还可以捕获网络中的数据包到一个文件中以方便以后加以分析使用,因此Kismet会询问用来存放捕获数据包的文件的位置,如我想把这些文件保存到root\desktop下,则单击“Desktop”,然后选择“OK”即可,然后Kismet然后会询问捕获文件的前缀名字,我们可以更改这个默认的名字,例如把它更改为“capture”然后点击OK,这样Kismet就会以capture为文件名的开头,再在其后依次添加序号来保存捕捉下来的数据包到不同的文件中。

当Kismet开始运行时,它将会显示这个区域内它找到的所有的无线局域网,“Name”那一列中所显示出来的内容就是哪一个WLAN中AP的SSID值,那当然开始设定的目标WLAN也应该包含中其中(Name下值为starbucks的那一行),在这一行中,CH列的值(AP所使用的频道)应该与开始所记下的相同。在窗口的最右边显示的信息是Kismet发现的WLAN的数目,已被捕捉下来了的数据包、已加密了的数据包的数目等等。如下图十四所示。如果Kismet发现了许多相邻的Access Point,你应把这个实验环境搬得离这些AP更远一些,或者把与你网上相连接的任何高增益天线断开。

甚至当目标计算机已关闭时,Kismet也正可从我们的目标AP中检测到数据包,这是因为目标AP在不停地发出“beacons”,它将告之拥有无线网卡的计算机有一个AP在此范围内,我们可以这样想像,这台AP宣布,“我的名字是XXXXX,请大家与我连接。”

默认的Kismet是运行在“autofit”模式下的,它显示的内容杂乱无章的,我们可以通过排序把AP按任何有意义有顺序来重新排列,按下“s”键到“Sort”菜单,在这儿可以按下某个字母来对搜寻到的AP进行排序,如“f”键是按AP名字的第一个字母来排序,而“c”键是按AP使用的频道来进行排序,“l”是按时间来进行排序等等。

现在我们来查看一下目标WLAN中AP的详细信息,按下“s”键,然后再按下“c”键,把整个AP的列表用频道的方式来排列,使用光标键移动高亮条到表示目标AP的SSID上,然后敲下回车键,然后将打开一个显示所选择AP的详细信息的说明窗口(SSID、MAC地址和频道等)。这样,要破解一个加密WLAN的WEP密钥所需要的基本信息大部分都在这儿了。有些WLAN从安全方面考试,隐藏了SSID或屏蔽SSID广播,这样做的话的确能够防止使用Netstumbler来扫描,但碰上Kismet就毫无办法了,它可轻易地检测到隐藏的SSID。Kismet能够比Netstumbler捕捉到更多的网络信息,能够通过跟踪AP及与之相连接的客户端之间的会话而发现某个AP的SSID。

要完成一个破解过程,还有最后一个需要了解的信息,就是WLAN中连接在目标AP上的无线客户端的MAC地址,这个使用Kismet也是很轻易地搞定的。返回Kismet,按下“q”键退出详细信息窗口,默认的选择仍旧是刚才查看了的目标AP,使用“Shift+C”键,这时会打开一个与目标AP相关的客户端列表,它们的MAC地址就显示在这个窗口的左边。如图十六所示。在这个窗口显示的内容中,不但包含了与AP相连的客户端的MAC地址,还包括AP自己的MAC地址,还记得在本文的开头所记下的目标AP的MAC地址吗?在这,除了目标AP的MAC地址外就是客户端的MAC地址了。

如果你没有看到Target计算机的MAC地址,请检查一下,确认一下它是否已开机或连接到了目标AP(启动目标计算机,连接到目标AP并打开WEB页面),大约10-30秒后,你将会看到目标计算机的MAC地址在Kismet中弹出。当然,把所有的客户端MAC地址都记下来也不失为一个老道的方法,这样就可避免在开始破解过程时一个客户端也没有出现时受阻。

2、用Airodump来捕获数据包

现在了解破解所需的基本信息了,该是开始使用Airodump工具的时候了,Airodump的主要工作是捕获数据包并为Aircrack建立一个包含捕获数据的文件。在用来攻击与破解的两台计算机中的任一一台上,笔者是使用的是Attack计算机,打开一个shell窗口并输入以下的命令:

iwconfig wlan0 mode monitor
  iwconfig wlan0 channel THECHANNELNUM
  cd /ramdisk
  airodump wlan0 cap

注意:把THECHANNELNUM这个值更改成所要破解的WLAN中的频道数,/ramdisk目录是存储捕获数据文件的位置。如果在实验WLAN环境的附近还有别的WAP,则可目标AP的MAC地址附在airodump命令的后部作为参数,如:airodump wlan0 cap1 MACADDRESSOFAP。

这个命令仅仅是使airodump把捕获到的目标AP的数据包写入到那个生成的数据文件中(cap1)。 按下Ctrl+C键退出Airodump,输入ls –l命令列出这个目录中的内容,看看扩展名为.cap文件的大小。在经过几秒钟的捕获动作后,如果有数据包被成功地捕捉下来,那生成的这个包文件大约为几个 KB大小。如果Airodump使用同一个参数在捕获数据包时被停止和重新开始后,这个生成的包文件会依照前一个文件顺序添加,如第一个为cap1,第二个为cap2等。

 当Airodump在运行时,在该窗口左边看到的BSSID下列出来的值就是目标AP的MAC地址。在这个Airodump的运行窗口中,我们会看到Packet和IV这两个值正在不停地增长,这都是由于Windows检测网络时产生的正常网络通信,甚至在目标客户端上并没有打开WEB网页收发email也是如此。过一会儿后就会看到IV值只会几个几个慢慢地上升,不过如果在目标计算机上浏览网页时,随着每一个新页面的打开,Airodump中的IV值会在不断地快速上升。

在这儿,我们对Packet 的值不感兴趣,因为它并不能够有助于破解WEP,IV 值则是个很重要的数字,因为如果要破解一个64bit的WEP密钥,需要捕获大约50000到200000个IV,而破解一个128bit的WEP密钥,则需要大约200000到700000个IV。

大家可能会注意到,在正常的网络通信条件下,IV值不会增长得很快。实际上,在正常的通信条件下,要成功地破解WEP密钥而需要从大多数的WLAN中捕获足够数量的数据包可能会花费数小时甚至数天的时间。幸运的是,我们还有有几个办法可以把这个速度提高起来。要使IV值快速地上升,最有效的办法就是加大网络的通信量,把目标WLAN变得繁忙起来,加快数据包产生的速度,通过连续不断地ping某台计算机或在目标计算机上下载一个很大的文件能够模仿这一过程,让Attack计算机上运行Airodump,可看到IV值慢慢在上升,再使用BT软件下载一个大的文件(如分布式Linux系统的ISO文件或电影),这样IV值上升的速度就快多了。

还有一个方法,在Windows的命令提示符窗口输入如下的命令来进行一个持续不断的ping:

ping -t -l 50000 ADDRESS_OF_ANOTHER_LAN_CLIENT

这里 ADDRESS_OF_ANOTHER_LAN_CLIENT值更改成在本局域网中目标AP、路由器或其他任何可ping得通的客户端的IP地址。

3、用Void11来产生更多的通信流量

void11把一个无线客户端从它所连接的AP上使用一个强制验证过程,也就是说这个客户端开始被断开,当它被从WLAN中断开后,这个无线客户端会自动尝试重新连接到AP上,在这个重新连接过程中,数据通信就产生了,这个过程通常被叫做de-authentication或deauth attack过程。

启动Sniff计算机,并把Auditor CD插入它的光驱,Auditor启动后,打开一个shell命令窗口并输入以下的命令:

switch-to-hostap
   cardctl eject
   cardctl insert
   iwconfig wlan0 channel THECHANNELNUM
   iwpriv wlan0 hostapd 1
   iwconfig wlan0 mode master
   void11_penetration -D -s MACOFSTATION -B MACOFAP wlan0

注意:把THECHANNELNUM替换成目标WLAN的频道数,MACOFSTATION 和 MACOFAP分别替换成目标WLAN的客户端的MAC地址和AP的代号,如下形式:void11_penetration -D -s 00:90:4b:c0:c4:7f -B 00:c0:49:bf:14:29 wlan0。当在Auditor Security Collection CD中运行void11时可能会看到“invalid argument error”的错误信息,这无关紧要,不要理会这个错误。

当void11在Sniff计算机上运行时,我们来看看Target计算机上正在发生的变化,通常,使用这台机器的用户会发现网络突然地变得非常慢,而且最后好像停顿了,几秒钟后,彻底与网络失去了连接。如果查看Windows XP自带的无线客户端实用程序,会发现void11开始攻击之前,一切都正常,Windows显示你正连接在AP上,Void11启动后,网络状态会从连接状态改变到断开状态。如图十九所示。如果在在Sniff计算机上停止void11后,Target计算机会在大约几秒钟内重新连接到目标AP。

让我们到Attack计算机上去看一下,它总是在那运行着Airodump,当void11在运行后,IV值在几秒钟内增加大概100-200,这是由于目标客户端机器重复地尝试重新连接到目标AP上时产生的网络通信引起的。

4、用Aireplay引起数据包的延迟

当使用一个deauth attack过程强制产生通信时,它通常不能够产生我们所需要的足够数量的IV值,不过Airodump比较适合于干扰正常的WLAN操作的工具。为了产生更多的网络通信流量,我们需要使用一种叫做replay attack的不同方法,replay attack截获由目标客户端产生的合法数据包,然后再通过某种手段来欺骗这个客户端,再三地延迟它的数据包,这个延迟过程比正常使用的时候更频繁。由于这些通信流量看上去好像来自一台网络上合法的客户端,因此它并不干扰正常的网络操作,只是在幕后静静地从事着产生更多IV的职责。

把由void11的deauth attack产生的数据包捕获下来后,停止这个deauth attack过程,然后使用这些捕获下来的数据包开始一个replay attack过程。我们在破解过程中所要捕获的数据包最好选择是ARP包,因为它们都很小(68字节长),并有固定和容易被侦测的格式。把Attack和Sniff这两台机器都重新启动, Attack计算机只运行aireplay,它仅仅是用来促使网络中产生数据流量(和IV)以缩短破解WEP密钥所使用的时间,Sniff计算机的用途不是来运行deauth attack(通过Void11),就是用来捕获通信流量(通过Airodump),并最后使用Aircrack工具来对被捕获到的数据进行破解。

先启动Aireplay,在Attack计算机上,打开一个shell窗口并输入以下命令:

switch-to-wlanng
  cardctl eject
  cardctl insert
  monitor.wlan wlan0 THECHANNELNUM
  cd /ramdisk
  aireplay -i wlan0 -b MACADDRESSOFAP -m 68 -n 68 -d ff:ff:ff:ff:ff:ff

注意:switch-to-wlanng和monitor.wlan是来自于Auditor CD,为简化操作和减少输入的脚本命令。 把THECHANNELNUM更改为目标WLAN的频道数。来看看这个操作命令会有什么结果产生,首先,没有什么太令人激动的事发生,会看到Aireplay报告已捕获到了某些类型的数据包,不过由于这些数据包基本上不是我们所需要的(目标MAC地址为FF:FF:FF:FF:FF:FF的68字节的包)。

现在来操作Target计算机并打开它的无线实用程序,监视它的网络连接状态,然后在Sniff计算机上启动一个void11的deauth attack,一旦开始启动void11,这时可看到Targets计算机已从目标AP上断开了,当然,Aireplay显示的数据包速率增加得更快了。

Aireplay捕获了相关的数据包后会并询问是否与你所希望得到的相匹配,在本次破解中,我们需要捕获的数据包具有以下特征:

FromDS - 0

ToDS - 1

BSSID – 目标AP的MAC地址

Source MAC – 目标计算机的MAC地址

Destination MAC - FF:FF:FF:FF:FF:FF

如果数据包并不与这些条件相匹配,输入n(表示no),Aireplay会重新再捕获,当aireplay成功地找到与以上条件相匹配的数据包后,回答y(表示yes),Aireplay会从捕获转换到replay模式并开始启动replay攻击。这时立即返回到Sniff计算机上停止void11的deauth attack。。

如果Aireplay在几千个数据包中并没有捕获到相应的数据包包,则可使用Void11来助力,Void11能够干扰目标AP和它的客户端不,给它们任何机会去完成重新连接。手动停止void11(按Ctrl+C键)然后重新启动它,添加“d”参数到void11的命令行中(延迟的值是微秒),尝试用不同的值去允许AP与客户端重新连接的时间。

如果目标客户端处于空闲状态,通过deauth攻击来捕获ARP包可能是比较困难的,这在一个真实环境的WLAN中可能不会发生,但在这个实验的WLAN下环境中则成了一个问题。如果Aireplay没有捕获到你所需要的数据包破解不能进行下去,则可在开始deauth attack之前你需要到目标客户端计算机上运行一个连续不断的ping或开始一个下载任务。如果Void11完全不能正常工作,可Attack计算机上保持运行aireplay,在Sniff计算机上关闭void11,操作Target计算机并手动断开无线网络连接,再重新连接,在三十秒内,当它重新连接到WLAN并请求获取一个IP地址时,在Attack计算机上的Aireplay能够看到由目标计算机发出的ARP包。

5、最后的破解的时刻

经过一段时间的运行,在Attack计算机上运行的replay attack产生了足够多的IV,现在是做真实的WEP破解的最终时刻到了,在Sniff计算机上停止void11,并输入如下的命令以,设置Airodump来捕获数据包。

switch-to-wlanng
  cardctl eject
  cardctl insert
  monitor.wlan wlan0 THECHANNELNUM
  cd /ramdisk
  airodump wlan0 cap1

把THECHANNELNUM替换成目标WLAN的频道数,如果在这个区域内有多个WAP,把目标AP的MAC地址添加到airodump的尾部作为参数,如:airodump wlan0 cap1 MACADDRESSOFAP。随着Airodump把IV写进一个文件中,我们可同时运行Aircrack来寻找包含在这个文件中的这个WEP密钥,让Airodump继续运行,打开另外一个shell窗口,在这个新的命令窗口中输入如下的命令来启动Aircrack。

cd /ramdisk
  aircrack -f FUDGEFACTOR -m MACADDRESSOFAP -n WEPKEYLENGTH -q 3 cap*.cap

注意:FUDGEFACTOR 在一个整数(默认值为2),MACADDRESSOFAP是目标AP的MAC地址。WEPKEYLENGTH 是你尝试破解的WEP密钥的长度(64, 128等等)。

Aircrack将从捕获下来生成的数据包文件中读入IV值,并依靠这些IV值上完成WEP密钥的破解,Aircrack默认的是使用一个速度比较慢的模式来寻找WEP密钥,不过这种模式速度虽慢,但它找到WEP密钥的机会很高;还有一种模式就是使用-f参数,这个则速度相当快,不过成功的机会比前一个小得多。如果运气好的话,你会看到WEP密钥被成功地找到啦。如下图二十三所示。

要破解一个64bit的WEP在需要5分钟时间,由同时运行于replay attack的几个操作的时间组成的:用airodump扫描、用aircrack破解和用aireplay产生网络通信流量,不过这里有许多幸运的地方,有时破解一个64bit的WEP的密钥要收集25000个左右的IV,则它花费的时间就更长了。必须把这个你尝试恢复的WEP密钥的长度输入到Aircrack中,这个长度没有哪一个工具能提供,对你自己的实验环境的WLAN当然能够知道这个信息,但在别的你一无所知的网络环境中则可以使用64或128这两个密钥长度去尝试。

使用配置更好的机器能够有助于加快破解的过程,把捕获下来生成的数据包文件拷贝到另外有更大内存和更快处理器的机器上去完成最后的破解动作不失为一个好的办法,在这台机器上就只要运行Aircrack这个工具了,并且aircrack能够使用-p选项来支持多处理器,使用AMD和Intel的新双处理器设备能使破解过程更快。对于128bit长的密钥来说更是要如此了。

 

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