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Redes Wireless
Aula 12 - 12/04/2013
A Evolução dos Mecanismos de Segurança paraRedes sem fio 802.11
Agenda
Introdução a redes wireless Requisitos de Segurança
Recursos de (in)segurança em redes 802.11b Mecanismos de segurança nativos, controle de acesso Vulnerabilidades nos protocolos Problemas comuns de configuração Problemas nos equipamentos
Ataques Ataques de autenticação, Hijacking Problemas de chave, Wardriving e Warbiking
Agenda
Defesas Resposta dos fabricantes Evolução dos protocolos WPA 802.11i VPNs, criptografia e Controle de acesso Configurações rígidas Isolamento e Monitoração
Conclusões
Objetivos
Dar uma visão geral da tecnologia sem fio 802.11 e alguns cenários de uso
Compreender os recursos de segurança providos pelo padrão 802.11b
Atentar para as fraquezas do padrão, ataques comuns, particularmente fáceis ou especialmente não-intuitivos
Estabelecer uma ligação com os ataques clássicos Discorrer sobre as comunidades de exploradores de
redes wireless Propor e discutir formas práticas de mitigar as
vulnerabilidades
Introdução a Redes Wireless
Redes 802.11b Camada Física:
Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS) Banda ISM de 2.4 a 2.5GHz
Velocidades (bitrates): 1, 2, 5.5, 11Mbps (802.11b), 54Mbps (11a, 11g)
Alcance típico: 50 metros em ambientes fechados, 500 metros ao ar livre Pode variar fortemente dependendo da potência, tipo e
disposição das antenas, cobertura por APs, amplificadores Antes externas direcionais podem chegar a 400 m Configurações especiais podem chegar a mais de 20 Km
DSSS
FHSS
Introdução a Redes Wireless
Topologias Modo Infra-Estrutura: estende a cobertura geográfica da
rede LAN convencional (“de infra-estrutura”) através da cobertura da rede sem fio Access Point (AP): bridge [WLAN] [LAN] Célula: área coberta por um AP Basic Service Set (BSS): “conjunto de serviços básicos” de uma
célula Extended Service Set (ESS): “conjunto de serviços estendido”
oferecido por todas as células de uma rede de infraestrutura Modo Ad-Hoc:
Interconexão direta “peer-to-peer” sem APs de dispositivos em uma mesma área (em uma sala, digamos)
Dispensa a “rede infra-estrutura” (LAN convencional cabeada)
Introdução a Redes Wireless
Resumindo
Filosofia de projeto:
Fácil instalação + Fácil acesso=
Problema de Segurança
(é claro que os engenheiros pensaram em tudo ...)
Introdução a Redes Wireless
Requisitos de Segurança Criptografia e Privacidade
“dados cifrados não devem decifrados por pessoas não autorizadas”
Autenticação e Controle de Acesso Identificar, Autenticar, Autorizar usuários, servidores,
Aps Framework
Recursos de (in)segurança
Escopo da Segurança em redes sem fio
Recursos de (in)segurança
WEP – Wired Equivalency Privacy Criptografia e autenticação no nível do link
wireless Ou seja, não provê segurança fim-a-fim Em outras palavras, só no trecho wireless Vulnerável, como veremos adiante
Não prescinde outros mecanismos “tradicionais” de segurança Muito pelo contrário, torna-os muito mais necessários,
dado que introduz vários novos riscos
Recursos de (in)segurança
WEP – Serviços Autenticação: garantir que apenas estações
autorizadas possam ter acesso à rede Somente pessoas autorizadas podem se conectar na
minha rede? Confidencialidade: dificultar que um interceptador
casual compreenda o tráfego capturado Somente as pessoas autorizadas podem ver meus
dados? Integridade:
Temos certeza que os dados transitando na rede não foram adulterados?
Recursos de (in)segurança
WEP – Autenticação Não-criptográfica:
Modo aberto: SSID nulo Modo fechado: requer SSID
específico Trivialmente suscetível a ataque
de replay
Recursos de (in)segurança
Sniffing e SSID
Recursos de (in)segurança
WEP – Autenticação Criptográfico:
Desafio-resposta rudimentar para provar que o cliente conhece a chave WEP
O AP autentica o cliente O cliente não autentica o AP Suscetível a vários ataques, inclusive o famoso “man-in-
themiddle”
Recursos de (in)segurança
Criptografia do WEP
Recursos de (in)segurança
Criptografia do WEP – RC4 Algoritmo de cifragem proprietário da RSADSI
Otimizado para implementação rápida em software Era segredo industrial da RSADSI até ser analisado
por engenharia reversa e postado na rede em 1994. Implementável de cabeça em pouco mais de um
minuto. Chave de até 2048 bits Stream cipher: entrada e saída de 8 bits (1 byte) de
cada vez Desconfortavelmente simples, mas seguro se usado
com algumas precauções
Recursos de (in)segurança
Críticas a Criptografia do WEP Gerenciamento de chaves
Totalmente manual Chaves raramente são mudadas (quando em absoluto) Mudar chaves de centenas ou milhares de placas em
uma instalação típica é insano Tamanho de chaves pequeno
A maior parte das placas/instalações só suporta 40 bits Feito, à época, para evitar problemas de exportação Placas com cripto de 104 bits custam bem mais caro e
são mais raras Padece de várias fraquezas criptográficas fundamentais
Recursos de (in)segurança
Críticas a Criptografia do WEP IV de 24 bits é muito pouco
O padrão WEP não especifica como gerar o IV Algumas placas o fazem sequencialmente
Fácil de prever e detectar E ainda resetam para zero quando o cartão é
reinserido O IV é repetido a cada 4823 pacotes O CRC torna trivial descobrir se você acertou o
par (IV, K)
Recursos de (in)segurança
Criptografia: Propriedades Propriedades do (XOR):⊕
a a = 0⊕ a 0 = a⊕
Isso torna perigoso jamais reusar a mesma chave: c1 = p1 RC4(k,IV) e c2 = p2 RC4(k,IV)⊕ ⊕ c1 c2 = ( p1 RC4(k,IV) ) ( p2 RC4(k,IV) )⊕ ⊕ ⊕ ⊕ = p1 p2 RC4 (k,IV) RC4 (k,IV)⊕ ⊕ ⊕ = p1 p2⊕
Pacotes IP tem cabeçalhos previsíveis ou fixos que tornam fácil prever ou deduzir p1 p2⊕
Recursos de (in)segurança
Integridade WEP CRC (Cyclic Redundancy Check) de 32 bits é computado
para cada pacote e anexado ao pacote CRCs são otimizados para detectar erros de transmissão São notoriamente inadequados para prover garantias
criptograficamente aceitáveis contra adulteração intencional Também burlável:
É viável fazer alterações no texto cifrado e “compensar” o CRC Já aconteceu outras vezes, no SSH1 e no PPTP da MS
Deveria ter sido usado um MAC (Message Authentication Code) com resistencia criptográfica, à base de MD5 ou SHA1
Recursos de (in)segurança
Aps Impostores Em redes em modo abertas, quem impede um
atacante de instalar seu próprio AP? Mesmo em redes fechadas, descobrindo-se os
parâmetros e a chave WEP, fica fácil montar ataques man-in-the-middle
É visível, porém, para alguns softwares de monitoração
Recursos de (in)segurança
Backdoors nos firmwares Envia-se a string “gstsearch” em um broadcast (!) para a
porta UDP 27155 e o AP responde com: Senha do administrador Chave mestra WEP Filtro de MAC
Testado como vulnerável: WISECOM GL2422AP-0T Suspeita-se vulnerável (baseado no mesmo firmware):
D-Link DWL-900AP+ B1 version 2.1 and 2.2 ALLOY GL-2422AP-S EUSSO GL2422-AP LINKSYS WAP11-V2.2
Ataques
Ataques clássicos Todos os ataques clássicos de TCP/IP se aplicam
normalmente – amplo playground: ARP spoofing: redirecionar tráfego para o impostor via
falsificação/personificação do endereço MAC DNS spoofing: redirecionar tráfego para o impostor via
adulteração dos pacotes DNS Smurf: sobrecarga de broadcasts para negação de
serviço/saturação do canal DHCP spoofing: servidor DHCP impostor força configuração
imprópria dos clientes Chaves má escolhidas
Suscetíveis a ataques clássicos de dicionário Muitos drivers e/ou admins colocam senhas em ASCII = 7o bit é
sempre zero
Ataques
Man-in-the-middle
Ataques
Chosen-Plaintext Attack
Ataques
Bit Flipping
Ataques
Warchalking Marcas com giz identificando
locais onde há conectividade wireless e os parâmetros da rede
http://www.blackbeltjones.com/warchalking/index2.html
Ataques
NodeDB.com - Warchalking Warchalking via web: DB de APs
http://www.nodedb.com/
Ataques
Warchalking.com.br Agora também em português
https://www.warchalking.com.br/com/index2.htm
Ataques
WorldWideWarDriving.org Esforço para mapear Aps
http://www.worldwidewardrive.org/
Defesas
Resposta dos Fabricantes (Wi-Fi) Aumentar o tamanho da chave WEP Compartilhada
(Agere 152 bits, US Robotics 256 bits) apenas adia a descoberta
Problemas com performance Troca dinâmica de chaves (Cisco e Microsoft) Overhead na transmissão (802.11b) Falta de Interoperabilidade Wi-Fi propõe o WPA IEEE Task Group “I” standard 802.11i
Defesas
WPA – Wi-Fi Protected Access Novo padrão de autenticação mútua - EAP TKIP – Temporal Key Integrity Protocol Michael Message Integrity Check
Defesas
WPA – EAP Novo padrão de autenticação mútua
Suplicante, Autenticador, Servidor de Autenticação RADIUS Atualização de Firmware Compatibilidade com Hardwares legados
Defesas
WPA – EAP Procedimentos de Autenticação:
Um suplicante inicia uma conexão com um autenticador. O autenticador detecta a ocorrência e habilita uma porta para o suplicante. Entretanto, excluindo o trafego definido pelo 802.1X, todos os outros estão bloqueados.
O autenticador requer a identificação do suplicante. O suplicante responde com a identificação que é imediatamente
repassada para o servidor de autenticação. O servidor autentica a identidade do suplicante e envia uma
mensagem do tipo ACCEPT para o autenticador. O autenticador muda o estado da porta para autorizado.
O suplicante requisita a identificação do servidor. O servidor atende.
O suplicante valida a identificação do servidor e todo trafego é liberado.
Defesas
WPA – EAP
Defesas
WPA – EAP EAP – LEAP usuário e senha / Cisco Systems EAP – TLS (RFC2716) utiliza certificados digitais X.509 EAP – TTLS like EAP – TLS; suplicate utiliza senha
para se autenticar / Funk Software EAP – PEAP evolução do EAP Pre – Shared Key like WEP; manter compatibilidade
Defesas
WPA – TKIP Temporal Key Integrity Protocol Chave Compartilhada de 128 bits Um IV de 48 bits MAC Address
Mantém o RC4 Compatibilidade Trocas de chave a cada 10.000 pacotes
Defesas
WPA – Michael Message Integrity Check Substitui o CRC MIC (Message) - Redundância de 64 bits calculada com
o algoritmo “Michel” Verifica erros na transmissão Detecta manipulação deliberada
Defesas
WPA – Conclusão Resolve diversos problemas conhecidos do WEP:
Autenticação Mútua TKIP Michael Message Integrity Check
Entretando, WPA ainda não é a solução definitiva: Criptografia Fraca WPA2 substituição do RC4 pelo AES. Queda de Performance
Defesas
802.11i Resolve problemas conhecidos do WPA:
Novo Padrão IEEE – Draft 3 Poucos hardwares compatíveis Autenticação Mútua – EAP Mantém TKIP Compatibilidade Introduz o CCMP (Counter Mode with Cipher Block Chaning
Message Authentication Code Protocol) AES Necessidade de uso de co-processadores criptográficos devido a
utilização do algoritmo AES. Novos Protocolos
RSN (Substituo padronizado do WEP) – Robust Security Network (EAP, CCMP, Michael)
WRAP – Wireless Robust Authentication Protocol Suporta Roaming
Defesas
Procedimentos
Defesas
Procedimentos Segmentação e contenção usando firewalls Configuração minuciosa dos Aps Blindagem e firewalling dos clientes Monitoração VPNs (Redes Virtuais Privadas) Blindagem do Aps Controle o serviço IP
Defesas
Firewalls Elimina o bridging
Contém os broadcasts Só permite tráfego IP
Objetivo primário Defender a rede cabeada “Infrastructure Network”
Firewalling avançado Controle de banda/QoS Autenticação dinâmica Bridge firewalling
Defesas
Configuração minuciosa dos APs Permite gerenciamento e oferecimento de
serviços mais granular Firewalling, DHCP, VPN, etc.
OpenBSD e Linuxes fazem bons APs Possivelmente não provê alguns recursos
avançados de alguns APs Roaming, etc.
Defesas
“Blindagem” das estações Firewalls em cada nó móvel Objetivo primário
Defender os nós móveis uns dos outros Trabalhoso de manter
Requer procedimentos operacionais rígidos e sempre atualizados.
Defesas
Monitoração: ARP Watch Sniffer especializado em pacotes ARP
Reporta mudanças nos MACs <-> IPs via e-mail adm.
Defesas
VPN – Vitual Private Network Encapsulamento IP-IP com criptografia
IPSec em modo túnel: IPSec nativo no OpenBSD, Free S/WAN no Linux
Outras soluções de VPN: PPTP, vtun em vários Unixes, L2TP Integração com o firewall no cliente e/ou desktop policies Requerem infra-estruturas de gerenciamento de chaves
Requer Certificados digitais, shared secrets, etc. Potencialmente introduz criptografia forte nas camadas IP e
acima Não protege ARP e outros protocolos layer 2
Alguns probleminhas sempre aparecem Timeout na primeira conexão por causa de negociação
de chaves
Defesas
Blindagens de APs Troque todas as configurações de fábrica e mantenhanas assim
Troque as senhas padrão e os nomes das comunidades SNMP De preferência, troque-as frequentemente Se você não usa SNMP, desabilite-o
Mude os SSIDs Mude o canal padrão
Controle a função de reset do AP Evitar volta às configurações padrão de fábrica
Defesas
Blindagens de APs Procure usar as versões do firmware mais recentes
Mas no modelo de código fechado, não há garantias de que não haja backdoors
Use criptografia WEP Ela não resolve, mas dificulta, ainda que por poucas horas
Use MAC-filtering/ACLs onde apropriado Também não resolve, mas ajuda Pode se tornar um fardo maior que um benefício se as ACLs
ficarem grande Gerencie
Reinventarie e audite a base instalada regularmente
Defesas
Controle o serviço IP DHCP
Restrito por MAC: mesmo overhead de gerenciamento por não escalar para um grande número de estações
DHCP Honeypots/Visitor service: serviço diferenciado para “visitantes” e “internos”
“Se não pode vencê-los, junte-se a eles”... ou melhor, deixe que se juntem a você, mas de forma limitada e controlada
Monitoraçao/QoS diferenciado imposto para os visitantes Arpwatches em todo lugar Links redundantes e roteamento dinâmico
Resistência a ataques a quedas naturais e ataques de negação de serviço
Conclusão
Redes 802.11 A tecnologia 802.11 é prática, cômoda, “cool”, mas seus
recursos de segurançã são mal projetados em vários aspectos, expondo inaceitavelmente o trafego.
Como sempre, sobra para o administrador de rede combinar múltiplas tecnologias para prover segurança em profundidade Segurança não é plug-and-play Intelectualmente oneroso Fatores culturais e a atitude de segurança
• Há várias tecnologias e estratégias bem estabelecidas que podem ser aplicadas para mitigar as vulnerabilidades introduzidas pelas redes wireless
Conclusão
Redes 802.11 O WPA é melhor que WEP mas ainda usa o RC4 O 802.11i é um padrão que surge como solução,
mas demanda desenvolvimento de novos hardwares
Enquanto aguardamos, devemos desenvolver soluções compostas: WEP com trocas de chaves, se possível VPN Monitoração (ARP Watch)