Обеспечение базового уровня информационной безопасности. Категорирование информации и информационных систем

WEP (Wired Equivalent Privacy) - Защита, эквивалентная секретности) - характеристика стандарта 802.11, которая используется для обеспечения безопасности передачи данных. Шифрование данных осуществлялось с использованием алгоритма RC4 на ключе со статической составляющей от 40 до 104 бит и с дополнительной случайной динамической составляющей (вектором инициализации) размером 24 бит; в результате шифрование данных производилось на ключе размером от 64 до 128 бит. Перед WEP не стоит задача полностью скрыть передаваемую информацию, требуется лишь сделать ее недоступной для прочтения.

Эта технология была разработана специально для шифрования потока передаваемых данных в рамках локальной сети. Использует не самый стойкий алгоритм RC4 на статическом ключе. Часть WEP-ключа является статической (40 бит в случае 64-битного шифрования), а другая часть (24 бит) – динамичекая (вектор инициализации), то есть меняющаяся в процессе работы сети. Основной уязвимостью протокола WEP является то, что вектора инициализации повторяются через некоторый промежуток времени, и взломщику потребуется лишь собрать эти повторы и вычислить по ним статическую часть ключа. Для повышения уровня безопасности можно дополнительно к WEP шифрованию использовать стандарт 802.1x или VPN.

Для усиления защиты применяется так называемый вектор инициализации Initialization Vector (IV), который предназначен для рандомизации дополнительной части ключа, что обеспечивает различные вариации шифра для разных пакетов данных. Данный вектор является 24-битным. Таким образом, в результате мы получаем общее шифрование с разрядностью от 64 (40+24) до 128 (104+24) бит. Идея очень здравая, поскольку при шифровании мы оперируем и постоянными, и случайно подобранными символами.

Взломать подобную защиту можно - соответствующие утилиты присутствуют в Интернете (например, AirSnort, WEPcrack). Основное её слабое место - это как раз-таки вектор инициализации. Поскольку мы говорим о 24 битах, это подразумевает около 16 миллионов комбинаций (2 в 24 степени) - после использования этого количества ключ начинает повторяться. Хакеру необходимо найти эти повторы (от 15 минут до часа для ключа 40 бит) и за секунды взломать остальную часть ключа. После этого он может входить в сеть как обычный зарегистрированный пользователь.

Протокол безопасности wep

В том же, 1997 г., когда базовый стандарт 802.11 ратифицировали, в IEEE был одобрен механизм Wired Equivalent Privacy (WEP), который использует шифрование в качестве средства обеспечения безопасности в беспроводных сетях. WEP работает на втором уровне модели OSI и применяет для шифрования 40-битный ключ, что явно недостаточно.

Еще в октябре 2000 г. был опубликован документ IEEE 802.11-00/362 под названием "Unsafe at any key size; An analysis of the WEP encapsulation", созданный Джесси Уолкером (Jesse R. Walker), где описываются проблемы алгоритма WEP и атаки, которые могут быть организованы с использованием его уязвимостей. Данная проблема получила развитие в двух работах, опубликованных с интервалом в месяц: "Intercepting Mobile Communications: The Insecurity of 802.11" от сотрудников университета Беркли, представленной на 7-й ежегодной конференции по мобильной вычислительной технике и сетям в июле 2001 г., и "Weaknesses in the Key Scheduling Algorithm of RC4" (совместно подготовлена специалистами Cisco Systems и факультета вычислительной техники израильского института Weizmann), вышедшей в свет в августе 2001 г.

В этом же году появилась и первая утилита, разработанная Адамом Стаблфилдом (Adam Stubblefield), в которой на практике были реализованы теоретические выкладки вышеприведенных авторов и которая взламывала WEP-шифр в течение нескольких часов. На сегодняшний день существуют утилиты, позволяющие взломать WEP за 5--30 с. Проблемы алгоритма WEP носят комплексный характер и кроются в целой серии слабых мест:

Механизме обмена ключами (а точнее, практически полном его отсутствии);

Малых разрядностях ключа и вектора инициализации (Initialization Vector -- IV);

Механизме проверки целостности передаваемых данных;

Способе аутентификации и алгоритме шифрования RC4. Процесс шифрования WEP выполняется в два этапа.

1 Вначале подсчитывается контрольная сумма (Integrity Checksum Value -- ICV) с применением алгоритма Cyclic Redundancy Check (CRC-32), добавляемая в конец незашифрованного сообщения и служащая для проверки его целостности принимаемой стороной.

2. На втором этапе осуществляется непосредственно шифрование.

Ключ для WEP-шифрования -- общий секретный ключ, который должны знать устройства на обеих сторонах беспроводного канала передачи данных. Этот секретный 40-битный ключ вместе со случайным 24-битным IV является входной последовательностью для генератора псевдослучайных чисел, базирующегося на шифре Вернама для генерации строки случайных символов, называемой ключевым потоком (key stream).

Данная операция выполняется с целью избежания методов взлома, основанных на статистических свойствах открытого текста.

Зашифрованное сообщение (рис. 1) образуется в результате выполнения операции XOR над незашифрованным сообщением с ICV и ключевым потоком. Чтобы получатель мог прочитать его, в передаваемый пакет в открытом виде добавляется IV. Когда информация принимается на другой стороне, производится обратный процесс (p=c+b). Значение b получатель вычисляет, применив код Вернама к входной последовательности, состоящей из ключа К (который он знает заранее) и IV, пришедшего этим же сообщением в открытом виде. Для каждого очередного пакета процесс повторяется с новым выбранным значением IV. К числу известных свойств алгоритма RC4 относится то, что при использовании одного и того же значения ключа и вектора инициализации мы всегда будем получать одинаковое значение b , следовательно, применение операции XOR к двум текстам, зашифрованным RC4 с помощью того же значения b , представляет собой не что иное, как операцию XOR к двум начальным текстам.

Таким образом, мы можем получить незашифрованный текст, являющийся результатом операции XOR между двумя другими оригинальными текстами. Процедура их извлечения не составляет большого труда. Наличие оригинального текста и IV позволяет вычислить ключ, что в дальнейшем даст возможность читать все сообщения данной беспроводной сети. После несложного анализа можно легко рассчитать, когда повторится b . Так как ключ K постоянный, а количество вариантов IV составляет 2 24 =16 777 216, то при достаточной загрузке точки доступа, среднем размере пакета в беспроводной сети, равном 1500 байт (12 000 бит), и средней скорости передачи данных, например 5 Mbps (при максимальной 11 Mbps), мы получим, что точкой доступа будет передаваться 416 сообщений в секунду, или же 1 497 600 сообщений в час, т. е. повторение произойдет через 11 ч 12 мин (2 24 /1 497 600=11,2 ч). Данная проблема носит название "коллизия векторов". Существует большое количество способов, позволяющих ускорить этот процесс. Кроме того, могут применяться атаки "с известным простым текстом", когда одному из пользователей сети посылается сообщение с заранее известным содержанием и прослушивается зашифрованный трафик. В этом случае, имея три составляющие из четырех (незашифрованный текст, вектор инициализации и зашифрованный текст), можно вычислить ключ.

С ICV, используемым в WEP-алгоритме, дела обстоят аналогично. Значение CRC-32 подсчитывается на основе поля данных сообщения. Это хороший метод для определения ошибок, возникающих при передаче информации, но он не обеспечивает целостность данных, т. е. не гарантирует, что они не были подменены в процессе передачи. Контрольная сумма CRC-32 имеет линейное свойство: CRC(A XOR B)=CRC(A)XOR CRC(B), предоставляющее нарушителю возможность легко модифицировать зашифрованный пакет без знания WEP-ключа и пересчитать для него новое значение ICV.

Нередко возникает вопрос: какой тип шифрования Wi-Fi выбрать для домашнего маршрутизатора. Казалось бы мелочь, но при некорректных параметрах, к сети , да и c передачей информации по Ethernet-кабелю могут возникнуть проблемы.

Поэтому здесь мы рассмотрим, какие типы шифрования данных поддерживают современные WiFi роутеры, и чем тип шифрования aes отличается от популярного wpa и wpa2.

Тип шифрования беспроводной сети: как выбрать способ защиты?

Итак, всего существует 3 типа шифрования:

1. 1. WEP шифрование

Тип шифрования WEP появился ещё в далеких 90-х и был первым вариантом защиты Wi-Fi сетей: позиционировался он как аналог шифрования в проводных сетях и применял шифр RC4. Существовало три распространенных алгоритма шифровки передаваемых данных - Neesus, Apple и MD5 - но каждый из них не обеспечивал должного уровня безопасности. В 2004 году IEEE объявили стандарт устаревшим ввиду того, что он окончательно перестал обеспечивать безопасность подключения к сети. В данный момент такой тип шифрования для wifi использовать не рекомендуется, т.к. он не является криптостойким.

1. 2. WPS - это стандарт, не предусматривающий использование . Для подключения к роутеру достаточно просто нажать на соответствующую кнопку, о которой мы подробно рассказывали в статье .

Теоретически WPS позволяет подключиться к точке доступа по восьмизначному коду, однако на практике зачастую достаточно лишь четырех.

Этим фактом преспокойно пользуются многочисленные хакеры, которые достаточно быстро (за 3 - 15 часов) взламывают сети wifi, поэтому использовать данное соединение также не рекомендуется.

1. 3. Тип шифрования WPA/WPA2

Куда лучше обстоят дела с шифрованием WPA. Вместо уязвимого шифра RC4 здесь используется шифрование AES, где длина пароля – величина произвольная (8 – 63 бита). Данный тип шифрования обеспечивает нормальный уровень безопасности безопасность, и вполне подходит для простых wifi маршрутизаторов. При этом существует две его разновидности:

Тип PSK (Pre-Shared Key) – подключение к точке доступа осуществляется с помощью заранее заданного пароля.
- Enterprise – пароль для каждого узла генерируется автоматически с проверкой на серверах RADIUS.

Тип шифрования WPA2 является продолжением WPA с улучшениями безопасности. В данном протоколе применяется RSN, в основе которого лежит шифрование AES.

Как и у шифрования WPA, тип WPA2 имеет два режима работы: PSK и Enterprise.

С 2006 года тип шифрования WPA2 поддерживается всем Wi-Fi оборудованием, соответственное гео можно выбрать для любого маршрутизатора.

Преимущества шифрования WPA2 перед WPA:

Генерация ключей шифрования происходит в процессе подключения к роутеру (взамен статических);
- Использование алгоритма Michael для контроля целостности передаваемых сообщений
- Использование вектора инициализации существенно большей длины.
Кроме того, тип шифрования Wi-Fi выбирать стоит в зависимости от того, где используется ваш роутер:

Шифрование WEP, TKIP и CKIP вообще не стоит использовать;

Для домашней точки доступа вполне подойдет WPA/WPA2 PSK;

Для стоит выбрать WPA/WPA2 Enterprise.

Беспроводная сеть Wi-Fi – это не только удобное подключение устройства к сети Интернет, но и опасность. Часто злоумышленники используют Wi-Fi для заражения компьютера вирусом. Поэтому для минимизации рисков инфицирования ПК используется надежная структура различных протоколов беспроводной безопасности. Именно они предотвращают несанкционированный доступ к компьютерам путем шифрования передаваемых данных. О таких протоколах сегодня и пойдет речь.

Что такое WEP или Wired Equivalent Privacy?

Большинство точек беспроводного доступа имеют возможность включить один из трех стандартов беспроводного шифрования. Это:

• WEP или Wired Equivalent Privacy;
• WPA2.

Первый протокол WEP или Wired Equivalent Privacy берет свои истоки с 64-битного шифрования (слабый) и в итоге прошел весь путь до 256-битного шифрования (сильный).

Сегодня наиболее популярной реализацией данного протокола в маршрутизаторах является 128-битное шифрование или более известное, как промежуточное.

Существует две разновидности WEP:

• WEP-40;
• WEP-104.

Их отличия заключаются только в длине ключа.

Принцип работы такого протокола наглядно показан на картинке.

В настоящее время данная технология является устаревшей. Такой протокол безопасности мошенники могут взломать за несколько минут.

Что собой представляет протокол WPA или защищенный доступ Wi-Fi?

Для того, чтобы избавиться от недостатков WEP, был разработан новый стандарт безопасности WPA. Он использовал протокол целостности TKIP (Temporal Key Integrity), чем отличался от WEP, который использовал CRC или Cyclic Redundancy Check.

Считалось, что TKIP намного сильнее, чем CRC, так как его применение гарантировало передачу каждого пакета данных с помощью уникального ключа шифрования. Комбинация клавиш увеличила сложность декодирования ключей и тем самым уменьшила количество вторжений из вне.

Однако, как и WEP, протокол WPA также имел недостатки и вскоре был усовершенствован, получил название WPA 2.

Отличия протокола WPA2

Протокол WPA 2 считается самым безопасным протоколом. Разница между WPA и WPA2 заключается в обязательном использовании алгоритмов AES (Advanced Encryption Standard) и введение режима CCMP (Counter Cipher Mode) с протоколом кода проверки подлинности с цепочкой блоков в качестве замены TKIP. Режим CCM сочетает в себе режим конфиденциальности (CTR) и аутентификацию кода цепочки (CBC-MAC) для проверки подлинности. Применение данных режимов обеспечивают хорошую безопасность и производительность в программном или аппаратном обеспечении.

Серьезной проблемой для всех беспроводных локальных сетей (и, если уж на то пошло, то и всех проводных локальных сетей) является безопасность. Безопасность здесь так же важна, как и для любого пользователя сети Интернет. Безопасность является сложным вопросом и требует постоянного внимания. Огромный вред может быть нанесен пользователю из-за того, что он использует случайные хот-споты (hot-spot) или открытые точки доступа WI-FI дома или в офисе и не использует шифрование или VPN (Virtual Private Network - виртуальная частная сеть). Опасно это тем, что пользователь вводит свои личные или профессиональные данные, а сеть при этом не защищена от постороннего вторжения.

WEP

Изначально было сложно обеспечить надлежащую безопасность для беспроводных локальных сетей.

Хакеры легко осуществляли подключение практически к любой WiFi сети взламывая такие первоначальные версии систем безопасности, как Wired Equivalent Privacy (WEP). Эти события оставили свой след, и долгое время некоторые компании неохотно внедряли или вовсе не внедряли у себя беспроводные сети, опасаясь, что данные, передаваемые между беспроводными WiFi устройствами и Wi-Fi точками доступа могут быть перехвачены и расшифрованы. Таким образом, эта модель безопасности замедляла процесс интеграции беспроводных сетей в бизнес и заставляла нервничать пользователей, использующих WiFi сети дома. Тогда институт IEEE, создал рабочую группу 802.11i , которая работала над созданием всеобъемлющей модели безопасности для обеспечения 128-битного AES шифрования и аутентификации для защиты данных. Wi-Fi Альянс представил свой собственный промежуточный вариант этого спецификации безопасности 802.11i: Wi-Fi защищенный доступ (WPA – Wi-Fi Protected Access). Модуль WPA сочетает несколько технологий для решения проблем уязвимости 802.11 WEP системы. Таким образом, WPA обеспечивает надежную аутентификацию пользователей с использованием стандарта 802.1x (взаимная аутентификация и инкапсуляция данных передаваемых между беспроводными клиентскими устройствами, точками доступа и сервером) и расширяемый протокол аутентификации (EAP).

Принцип работы систем безопасности схематично представлен на рис.1

Также, WPA оснащен временным модулем для шифрования WEP-движка посредствам 128 – битного шифрования ключей и использует временной протокол целостности ключей (TKIP). А с помощью контрольной суммы сообщения (MIC) предотвращается изменение или форматирование пакетов данных. Такое сочетание технологий защищает конфиденциальность и целостность передачи данных и гарантирует обеспечение безопасности путем контроля доступа, так чтобы только авторизованные пользователи получили доступ к сети.

WPA

Дальнейшее повышение безопасности и контроля доступа WPA заключается в создании нового уникального мастера ключей для взаимодействия между каждым пользовательским беспроводным оборудованием и точками доступа и обеспечении сессии аутентификации. А также, в создании генератора случайных ключей и в процессе формирования ключа для каждого пакета.

В IEEE стандарт 802.11i, ратифицировали в июне 2004 года, значительно расширив многие возможности благодаря технологии WPA. Wi-Fi Альянс укрепил свой модуль безопасности в программе WPA2. Таким образом, уровень безопасности передачи данных WiFi стандарта 802.11 вышел на необходимый уровень для внедрения беспроводных решений и технологий на предприятиях. Одно из существенных изменений 802.11i (WPA2) относительно WPA это использования 128-битного расширенного стандарта шифрования (AES). WPA2 AES использует в борьбе с CBC-MAC режимом (режим работы для блока шифра, который позволяет один ключ использовать как для шифрования, так и для аутентификации) для обеспечения конфиденциальности данных, аутентификации, целостности и защиты воспроизведения. В стандарте 802.11i предлагается также кэширование ключей и предварительной аутентификации для упорядочивания пользователей по точкам доступа.

WPA2

Со стандартом 802.11i, вся цепочка модуля безопасности (вход в систему, обмен полномочиями, аутентификация и шифрование данных) становится более надежной и эффективной защитой от ненаправленных и целенаправленных атак. Система WPA2 позволяет администратору Wi-Fi сети переключиться с вопросов безопасности на управление операциями и устройствами.

Стандарт 802.11r является модификацией стандарта 802.11i. Данный стандарт был ратифицирован в июле 2008 года. Технология стандарта более быстро и надежно передает ключевые иерархии, основанные на технологии Handoff (передача управления) во время перемещения пользователя между точками доступа. Стандарт 802.11r является полностью совместимой с WiFi стандартами 802.11a/b/g/n.

Также существует стандарт 802.11w , предназначенный для усовершенствования механизма безопасности на основе стандарта 802.11i. Этот стандарт разработан для защиты управляющих пакетов.

Стандарты 802.11i и 802.11w – механизмы защиты сетей WiFi стандарта 802.11n.

Шифрование файлов и папок в Windows 7

Функция шифрования позволяет вам зашифровать файлы и папки, которые будет в последствии невозможно прочитать на другом устройстве без специального ключа. Такая возможность присутствует в таких версиях пакетаWindows 7 как Professional, Enterprise или Ultimate. Далее будут освещены способы включения шифрования файлов и папок.

Включение шифрования файлов:

Пуск -> Компьютер(выберите файл для шифрования)-> правая кнопка мыши по файлу->Свойства->Расширенный(Генеральная вкладка)->Дополнительные атрибуты->Поставить маркер в пункте шифровать содержимое для защиты данных->Ок->Применить->Ok(Выберите применить только к файлу)->

Включение шифрования папок:

Пуск -> Компьютер(выберите папку для шифрования)-> правая кнопка мыши по папку-> Свойства->Расширенный(Генеральная вкладка)->Дополнительные атрибуты-> Поставить маркер в пункте шифровать содержимое для защиты данных->Ок->Применить->Ok(Выберите применить только к файлу)->Закрыть диалог Свойства(Нажать Ok или Закрыть).

Существует множество опасных рисков, связанных с беспроводными протоколами и методами шифрования. Таким образом, для их минимизации используется надежная структура различных протоколов беспроводной безопасности. Эти протоколы беспроводной безопасности обеспечивают предотвращение несанкционированного доступа к компьютерам путем шифрования передаваемых данных в беспроводной сети.

Разница между WPA2, WPA, WEP протоколами Wi-Fi

Большинство точек беспроводного доступа имеют возможность включить один из трех стандартов беспроводного шифрования:

1. WEP (Wired Equivalent Privacy)
2. WPA2

WEP или Wired Equivalent Privacy

Первой беспроводной сетью безопасности был WEP или Wired Equivalent Privacy протокол. Он начался с 64-битного шифрования (слабый) и в итоге прошел весь путь до 256-битного шифрования (сильный). Наиболее популярной реализацией в маршрутизаторах по-прежнему является 128-битное шифрование (промежуточное). Это было рассмотрено как возможное решение, пока исследователи безопасности не обнаружили несколько уязвимостей в нем, что позволило хакерам взломать ключ WEP в течение нескольких минут. Он использовал CRC или Cyclic Redundancy Check .

WPA или защищенный доступ Wi-Fi

Чтобы устранить недостатки WEP, WPA был разработан как новый стандарт безопасности для беспроводных протоколов. Для обеспечения целостности сообщений он использовал протокол целостности TKIP или Temporal Key Integrity . Это было отличным от WEP в некотором смысле, который использовал CRC или Cyclic Redundancy Check. Считалось, что TKIP намного сильнее, чем CRC. Его использование обеспечивало передачу каждого пакета данных с помощью уникального ключа шифрования. Комбинация клавиш увеличила сложность декодирования ключей и тем самым уменьшила количество вторжений из вне. Однако, как и WEP, WPA тоже имел недостаток. Таким образом, WPA был расширен в WPA 2.

WPA2

WPA 2 в настоящее время признан самым безопасным протоколом. Одним из наиболее важных изменений, видимых между WPA и WPA2, является обязательное использование алгоритмов AES (Advanced Encryption Standard ) и введение CCMP (режим Counter Cipher Mode с протоколом кода проверки подлинности с цепочкой блоков) в качестве замены TKIP. Режим CCM сочетает в себе режим конфиденциальности (CTR) и аутентификацию кода цепочки (CBC-MAC) для проверки подлинности. Эти режимы широко изучены и, как оказалось, имеют хорошо понятные криптографические свойства, которые обеспечивают хорошую безопасность и производительность в программном или аппаратном обеспечении на сегодняшний день.