امنیت در شبکه های بی سیم

امنیت در شبکه های بی سیم به خصوص شبکه wireless که یکی از شبکه‌های مهم بی سیم در دنیای کنونی است مبحث این مقاله است.

شبکه wireless که بر اساس سیگنال‌های رادیویی‌ کار میکنند، یکی از مهم‌ترین این تکنولوژی هاست که آگاهی داشتن از نقاط قوت و ضعف آن امنیت در شبکه های بی سیم را در پی دارد.

نظر به لزوم آگاهی از خطرات امنیت در شبکه های بی سیم استفاده از این شبکه‌ها، با وجود امکانات نهفته در آنها که به‌ مدد پیکربندی صحیح می‌توان به‌ سطح قابل قبولی از بعد امنیت در شبکه های بی سیم دست یافت.

بنا داریم در این مقاله با عنوان امنیت در شبکه های بی سیم ضمن معرفی این شبکه‌ها با تأکید بر ابعاد امنیتی آن‌ها، به روش‌های پیکربندی صحیح که احتمال رخ‌داد حملات را کاهش می‌دهند بپردازیم.

امنیت در شبکه های بی سیم

استاندارد امنیت در شبکه های بی سیم – امنیت در شبکه های بی سیم

در ماه ژوئن سال ۱۹۹۷ انجمن مهندسان برق و الکترونیک (IEEE) استاندارد IEEE 802.11-1997 را به عنوان اولین استانداردِ شبکه‌های محلی بی‌ سیم منتشر ساخت.

این استاندارد در سال ۱۹۹۹ مجدداً بازنگری شد و نگارش روز آمد شده آن تحت عنوان IEEE 802.11-1999 منتشر شد.

استاندارد جاری شبکه‌های محلی بی‌سیم یا همان IEEE 802.11 تحت عنوان ISO/IEC 8802-11:1999، توسط سازمان استاندارد سازی بین‌المللی (ISO) و مؤسسه استانداردهای ملی آمریکا (ANSI) پذیرفته شده است.

تکمیل این استاندارد در سال ۱۹۹۷، شکل گیری و پیدایش شبکه سازی محلی بی‌سیم و مبتنی بر استاندارد را به دنبال داشت.

استاندارد ۱۹۹۷، پهنای باند ۲Mbps را تعریف می‌کند با این ویژگی که در شرایط نامساعد و محیط‌های دارای اغتشاش (نویز) این پهنای باند می‌تواند به مقدار ۱Mbps کاهش یابد.

روش تلفیق یا مدولاسیون در این پهنای باند روش DSSS است و بر اساس این استاندارد پهنای باند ۱ Mbps با استفاده از روش مدولاسیون FHSS نیز قابل دستیابی است.

در محیط‌های عاری از اغتشاش (نویز) پهنای باند ۲ Mbps نیز قابل استفاده است و هر دو روش مدولاسیون در محدوده باند رادیویی ۲٫۴ GHz عمل می‌کنند.

یکی از نکات جالب توجه در خصوص این استاندارد استفاده از رسانه مادون قرمز علاوه بر مدولاسیون‌های رادیویی DSSS و FHSS به عنوان رسانه انتقال است.

ولی کاربرد این رسانه با توجه به محدودیت حوزه عملیاتی آن نسبتاً محدود و نادر است.

گروه کاری ۸۰۲٫۱۱ به زیر گروه‌های متعددی تقسیم می‌شود:

• کمیته ۸۰۲٫۱۱e کمیته‌ای است که سعی دارد قابلیت QoS اِتـِرنت را در محیط شبکه‌های بی‌سیم ارائه کند.

توجه داشته باشید که فعالیت‌های این گروه تمام گونه‌های ۸۰۲٫۱۱ شامل a، b، و g را در بر دارد. این کمیته در نظر دارد که ارتباط کیفیت سرویس سیمی یا Ethernet QoS را به دنیای بی‌سیم بیاورد.

• کمیته ۸۰۲٫۱۱g کمیته‌ای است که با عنوان ۸۰۲٫۱۱ توسعه یافته نیز شناخته می‌شود، این کمیته در نظر دارد نرخ ارسال داده‌ها در باند فرکانسی ISM را افزایش دهد.

باند فرکانسی ISM یا باند فرکانسی صنعتی، پژوهشی، و پزشکی، یک باند فرکانسی بدون مجوز است.

استفاده از این باند فرکانسی که در محدوده ۲۴۰۰ مگاهرتز تا ۲۴۸۳٫۵ مگاهرتز قرار دارد، بر اساس مقررات FCC در کاربردهای تشعشع رادیویی نیازی به مجوز ندارد.

استاندارد ۸۰۲٫۱۱g تا کنون نهایی نشده است و مهم‌ترین علت آن رقابت شدید میان تکنیک‌های مدولاسیون است.

اعضاء این کمیته و سازندگان تراشه توافق کرده‌اند که از تکنیک تسهیم OFDM استفاده نمایند ولی با این وجود روش PBCC نیز می‌تواند به عنوان یک روش جایگزین و رقیب مطرح باشد.

• کمیته ۸۰۲٫۱۱h مسئول تهیه استانداردهای یکنواخت و یکپارچه برای توان مصرفی و نیز توان امواج ارسالی توسط فرستنده‌های مبتنی بر ۸۰۲٫۱۱ است.

فعالیت دو کمیته ۸۰۲٫۱۱i و ۸۰۲٫۱۱x در ابتدا برروی سیستم‌های مبتنی بر ۸۰۲٫۱۱b تمرکز داشت که این دو کمیته مسئول تهیه پروتکل‌های جدید امنیت هستند.

استاندارد اولیه از الگوریتمی موسوم به WEP استفاده می‌کند که در آن دو ساختار کلید رمز نگاری به طول ۴۰ و ۱۲۸ بیت وجود دارد.

WEP مشخصاً یک روش رمزنگاری است که از الگوریتم RC4 برای رمزنگاری فریم‌ها استفاده می‌کندو فعالیت این کمیته در راستای بهبود مسائل امنیتی شبکه‌های محلی بی‌سیم است.
این استاندارد لایه‌های کنترل دسترسی به رسانه (MAC) و لایه فیزیکی (PHY) در یک شبکه محلی با اتصال بی‌سیم را دربردارد.

شبکه وایرلس و انواع  WWAN , WLAN , WPAN – امنیت در شبکه های بی سیم

تکنولوژی شبکه‌ های بی‌سیم، با استفاده از انتقال داده‌ها توسط اموج رادیویی در ساده‌ترین صورت، به تجهیزات سخت‌افزاری امکان می‌دهد تا بدون‌ استفاده از بسترهای فیزیکی همچون سیم و کابل، با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.

شبکه‌های بی‌سیم بازه‌ی وسیعی از کاربردها، از ساختارهای پیچیده‌ ای چون شبکه‌های بی‌سیم سلولی که اغلب برای تلفن‌های همراه استفاده می‌شود و شبکه‌های محلی بی‌سیم (WLAN – Wireless LAN) گرفته تا انوع ساده‌ ای چون هدفون‌های بی‌سیم را شامل می‌شوند.

از سوی دیگر با احتساب امواجی همچون مادون قرمز، تمامی تجهیزاتی که از امواج مادون قرمز نیز استفاده می‌کنند، مانند صفحه کلید‌ها، ماوس‌ها و برخی از گوشی‌های همراه، در این دسته‌بندی جای می‌گیرند.

طبیعی‌ترین مزیت استفاده از این شبکه‌ها عدم نیاز به ساختار فیزیکی و امکان نقل و انتقال تجهیزات متصل به این‌گونه شبکه‌ها و همچنین امکان ایجاد تغییر در ساختار مجازی آن‌هاست.

از نظر ابعاد ساختاری، شبکه‌های بی‌سیم به سه دسته تقسیم می‌گردند : WWAN و WLAN و WPAN

مقصود از WWAN، که مخفف Wireless WAN است، شبکه‌هایی با پوشش بی‌سیم بالاست.

نمونه‌یی از این شبکه‌ها، ساختار بی‌سیم سلولی مورد استفاده در شبکه‌های تلفن همراه است.

WLAN پوششی محدودتر، در حد یک ساختمان یا سازمان و در ابعاد کوچک یک سالن یا تعدادی اتاق را فراهم می‌کند.

کاربرد شبکه‌های WPAN یا Wireless Personal Area Network برای موارد خانگی است و ارتباطاتی چون Bluetooth و مادون قرمز در این دسته قرار می‌گیرند.

شبکه‌های WPAN از سوی دیگر در دسته‌ی شبکه‌های Ad Hoc نیز قرار می‌گیرند.

در شبکه‌های Ad hoc، یک سخت‌افزار، به‌محض ورود به فضای تحت پوشش آن، به‌صورت پویا به شبکه اضافه می‌شود.

مثالی از این نوع شبکه‌ها، Bluetooth است که در این نوع، تجهیزات مختلفی از جمله صفحه کلید، ماوس، چاپگر، کامپیوتر کیفی یا جیبی و حتی گوشی تلفن همراه، در صورت قرارگرفتن در محیط تحت پوشش، وارد شبکه شده و امکان رد و بدل داده‌ها با دیگر تجهیزات متصل به شبکه را می‌یابند.

تفاوت میان شبکه‌های Ad hoc با شبکه‌های محلی بی‌سیم (WLAN) در ساختار مجازی آن‌هاست.

به‌ عبارت دیگر، ساختار مجازی شبکه‌های محلی بی‌سیم بر پایه‌ی طرحی ایستا است درحالی‌ که شبکه‌های Ad hoc از هر نظر پویا هستند.

طبیعی‌ است که در کنار مزایایی که این پویایی برای استفاده کننده‌گان فراهم می‌کند، حفظ امنیت چنین شبکه‌هایی نیز با مشکلات بسیاری همراه است.

با این وجود، عملاً یکی از راه حل‌های موجود برای افزایش امنیت در این شبکه‌ها، خصوصاً در انواعی همچون Bluetooth، کاستن از شعاع پوشش سیگنال‌های شبکه است.

در واقع مستقل از این حقیقت که عملکرد Bluetooth بر اساس فرستنده و گیرنده‌های کم‌توان استوار است و این مزیت در کامپیوترهای جیبی برتری قابل‌ توجه‌ای محسوب می‌گردد.

همین کمی توان سخت‌افزار مربوطه، موجب وجود منطقه‌ی محدود تحت پوشش است که در بررسی امنیتی نیز مزیت محسوب می‌گردد.

به‌عبارت دیگر این مزیت به‌همراه استفاده از کدهای رمز نه‌چندان پیچیده، تنها حربه‌های امنیتی این دسته از شبکه‌ها به‌حساب می‌آیند.

منشأ ضعف امنیتی در شبکه‌های بی‌سیم و خطرات معمول – امنیت در شبکه های بی سیم

خطر معمول در کلیه‌ی شبکه‌های بی‌سیم مستقل از پروتکل و تکنولوژی مورد نظر، بر مزیت اصلی این تکنولوژی که همان پویایی ساختار، مبتنی بر استفاده از سیگنال‌های رادیویی به‌جای سیم و کابل، استوار است.

با استفاده از این سیگنال‌ها و در واقع بدون مرز ساختن پوشش ساختار شبکه، نفوذگران قادرند در صورت شکستن موانع امنیتی نه‌چندان قدرتمند این شبکه‌ها، خود را به‌ عنوان عضوی از این شبکه‌ها جابزنند.

در صورت تحقق این امر، امکان دست‌یابی به اطلاعات حیاتی، حمله به سرویس دهنده‌گان سازمان و مجموعه، تخریب اطلاعات، ایجاد اختلال در ارتباطات گره‌های شبکه با یکدیگر، تولید داده‌های غیرواقعی و گمراه‌کننده، سوءاستفاده از پهنای‌ باند مؤثر شبکه و دیگر فعالیت‌های مخرب وجود دارد.

در مجموع در تمامی دسته‌های شبکه‌های بی‌سیم، از دید امنیتی حقایقی مشترک صادق است :

– تمامی ضعف‌های امنیتی موجود در شبکه‌های سیمی، در مورد شبکه‌های بی‌سیم نیز صدق می‌کند.

در واقع نه تنها هیچ جنبه‌ای چه از لحاظ طراحی و چه از لحاظ ساختاری، خاص شبکه‌های بی‌سیم وجود ندارد که سطح بالاتری از امنیت منطقی را ایجاد کند، بلکه همان گونه که ذکر شد مخاطرات ویژه‌یی را نیز موجب است.

– نفوذگران، با گذر از تدابیر امنیتی موجود، می‌توانند به‌راحتی به منابع اطلاعاتی موجود بر روی سیستم‌های رایانه‌یی دست یابند.

اطلاعات حیاتی‌ که یا رمز نشده‌اند و یا با روشی با امنیت پایین رمز شده‌اند، و میان دو گره در شبکه‌های بی‌سیم در حال انتقال می‌باشند، می‌توانند توسط نفوذگران سرقت شده یا تغییر یابند.

– حمله‌های DoS به تجهیزات و سیستم‌های بی‌سیم بسیار متداول است.

– نفوذگران با سرقت کدهای عبور و دیگر عناصر امنیتی مشابه کاربران مجاز در شبکه‌های بی‌سیم، می‌توانند به شبکه‌ی مورد نظر بدون هیچ مانعی متصل گردند.

– با سرقت عناصر امنیتی، یک نفوذگر می‌تواند رفتار یک کاربر را پایش کند. از این طریق می‌توان به اطلاعات حساس دیگری نیز دست یافت.

– کامپیوترهای قابل حمل و جیبی، که امکان و اجازه‌ی استفاده از شبکه‌ی بی‌سیم را دارند، به‌راحتی قابل سرقت هستند.

با سرقت چنین سخت افزارهایی، می‌توان اولین قدم برای نفوذ به شبکه را برداشت.

– یک نفوذگر می‌تواند از نقاط مشترک میان یک شبکه‌ی بی‌سیم در یک سازمان و شبکه‌ی سیمی آن (که در اغلب موارد شبکه‌ی اصلی و حساس‌تری محسوب می‌گردد) استفاده کرده و با نفوذ به شبکه‌ی بی‌سیم عملاً راهی برای دست‌یابی به منابع شبکه‌ی سیمی نیز بیابد.

– در سطحی دیگر، با نفوذ به عناصر کنترل کننده‌ی یک شبکه‌ی بی‌سیم، امکان ایجاد اختلال در عمل‌کرد شبکه نیز وجود دارد.

مشخصات و خصوصیات WLAN – امنیت در شبکه های بی سیم

تکنولوژی و صنعت WLAN به اوایل دهه‌ی ۸۰ میلادی باز می‌گردد. مانند هر تکنولوژی دیگری، پیشرفت شبکه‌های محلی‌ بی‌سیم به کندی صورت می‌پذیرفت.

با ارایه‌ی استاندارد IEEE 802.11b، که پهنای باند نسبتاً بالایی را برای شبکه‌های محلی امکان‌پذیر می‌ساخت، استفاده از این تکنولوژی وسعت بیشتری یافت.

در حال حاضر، مقصود از WLAN تمامی پروتکل‌ها و استانداردهای خانواده‌ی IEEE 802.11 است.

اولین شبکه‌ی محلی بی‌سیم تجاری توسط Motorola پیاده‌سازی شد. این شبکه، به عنوان یک نمونه از این شبکه‌ها، هزینه‌یی بالا و پهنای باندی پایین را تحمیل می‌کرد که ابداً مقرون به‌صرفه نبود.

از همان زمان به بعد، در اوایل دهه‌ی ۹۰ میلادی، پروژه‌ی استاندارد ۸۰۲٫۱۱ در IEEE شروع شد.

پس از نزدیک به ۹ سال کار، در سال ۱۹۹۹ استانداردهای ۸۰۲٫۱۱a و ۸۰۲٫۱۱b توسط IEEE نهایی شده و تولید محصولات بسیاری بر پایه‌ی این استانداردها آغاز شد.

نوع a، با استفاده از فرکانس حامل ۵GHz، پهنای باندی تا ۵۴Mbps را فراهم می‌کند، در حالی‌که نوع b با استفاده از فرکانس حامل ۲٫۴GHz، تا ۱۱Mbps پهنای باند را پشتیبانی می‌کند.

با این وجود تعداد کانال‌های قابل استفاده در نوع b در مقایسه با نوع a، بیش‌تر است، تعداد این کانال‌ها با توجه به کشور مورد نظر تفاوت می‌کند.

در حالت معمول، مقصود از WLAN استاندارد ۸۰۲٫۱۱b است.

استاندارد دیگری نیز به‌ تاز‌گی توسط IEEE معرفی شده است که به ۸۰۲٫۱۱g شناخته می‌شود.

این استاندارد بر اساس فرکانس حامل ۲٫۴GHz عمل می‌کند ولی با استفاده از روش‌های نوینی می‌تواند پهنای باند قابل استفاده را تا ۵۴Mbps بالا ببرد.

تولید محصولات بر اساس این استاندارد، که مدت زیادی از نهایی‌ شدن و معرفی آن نمی‌گذرد، بیش از یکسال است که آغاز شده و با توجه سازگاری‌ آن با استاندارد ۸۰۲٫۱۱b، استفاده از آن در شبکه‌های بی‌سیم آرام آرام در حال گسترش است.

استاندارد ۸۰۲٫۱۱b به تجهیزات اجازه می‌دهد که به دو روش ارتباط در شبکه برقرار شود.

این دو روش عبارتند از برقراری‌ ارتباط به صورت نقطه به نقطه همانگونه در شبکه‌های Ad hoc به‌کار می‌رود و اتصال به شبکه از طریق نقاط تماس یا دسترسی (AP=Access Point)