【正文】 電子科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計） 無線網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的研究 11 傳輸時 被 他人讀取 并利用 。 無線網(wǎng)絡(luò)所面臨的安全威脅主要有以下幾類： 一、網(wǎng)絡(luò)竊聽 一般說來，大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)通信都是以明文（非加密）格式出現(xiàn)的，這就會使 處于無線信號覆蓋范圍之內(nèi)的 攻擊者可以乘機監(jiān)視并破解（讀取）通信。 第二節(jié) 無線網(wǎng)絡(luò)面臨的安全問題 由于無線局域網(wǎng)采用公共的電磁 波作為載體，電磁波能夠穿過天花板、玻璃、樓層、磚、墻等物體，因此在一個無線局域網(wǎng)接入點 (Access Point)所服務(wù)的區(qū)域中，任何一個無線客戶端都可以接受到此接入點的電磁波信號，這樣就可能包括 一些惡意用戶 也能接收到 其他無線 數(shù)據(jù)信號。無線網(wǎng)絡(luò)的脆弱性是由于其媒體的開放性、終端的移動性、動態(tài)變化的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)、協(xié)作算法、缺乏集中監(jiān)視和管理點以及沒有明確的防線造成的。而無連接操作和依靠地址運行的情況只出現(xiàn)在移動無線環(huán)境中。此外，移動計算引入了新的計算和通信行為 , 這些行為在固定或有線網(wǎng)絡(luò)中很少出現(xiàn)。 ④無線網(wǎng)絡(luò)傳輸信號的不穩(wěn)定性帶 來無線通信網(wǎng)絡(luò)的魯棒性問題：有線網(wǎng)絡(luò)的傳輸環(huán)境是確定的，信號質(zhì)量穩(wěn)定 , 而無線網(wǎng)絡(luò)隨著用戶的移動其信道特性是變化的 , 會受到干擾、衰落、多徑、多普勒頻譜等多方面的影響，造成信號質(zhì)量波動較大，甚至無法進行通信。另一方面 , 無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中作出的許多決策是分散的，而許多網(wǎng)絡(luò)算法必須依賴所有節(jié)點的共同參與和協(xié)作。而在無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，動態(tài)的、變化的拓撲結(jié)構(gòu)。 ③無線網(wǎng)絡(luò)動態(tài)變化的拓撲結(jié)構(gòu)使得安全方案的實施難度更大。攻擊者可能在任何位置通過移動設(shè)備實施攻擊，而在全球范圍內(nèi)跟蹤一個特定的移動節(jié)點是很難做到的；另一方面，通過網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部已經(jīng)被入侵的節(jié)點實施攻擊而造成的破壞更大 , 更難檢測到。有線網(wǎng)絡(luò)的用戶終端與接入設(shè)備之間通過線纜連接著 ,終端不能在大范圍內(nèi)移動，對用戶的管理比較容易。無線網(wǎng)絡(luò)的 這種開放性帶來了非法信息截取、未授權(quán)信息服務(wù)等一系列的信息安全問題。這樣通過對接入端口的管理可以有效地控制非法用戶的接入。無線鏈路使得網(wǎng)絡(luò)更容易受到從被動竊聽到主動干擾的各種攻擊。無線網(wǎng)絡(luò)在信息安全方面有著無線網(wǎng)絡(luò)在信息安全方面有著與有線網(wǎng)絡(luò)不同的特點。以無線局域網(wǎng) (WLAN ) 為例，移動節(jié)點、 A P 等每一個實體都有可能是攻擊對象或攻擊者。 內(nèi)部員工可以設(shè)置無線網(wǎng)卡以端對端模式與外部員工直接連接。與有線網(wǎng)絡(luò)相比，無線網(wǎng)絡(luò)所面臨的安全威脅更加嚴(yán)重。計算量大的加密解密算法不適宜用于移動設(shè)備等。要將無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中傳遞的數(shù)據(jù)僅僅傳送給一個目標(biāo)接收者是不可能的。 電子科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計） 無線網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的研究 9 第三章 無線網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前安全現(xiàn)狀 第一節(jié) 無線網(wǎng)絡(luò)與有線網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別 由于無線網(wǎng)絡(luò)通過無線電波在空中傳輸數(shù)據(jù) , 在數(shù)據(jù)發(fā)射機覆蓋區(qū)域內(nèi)的幾乎所有的無線網(wǎng)絡(luò)用戶都能接觸到這些數(shù)據(jù)。 ⑤ 病毒入侵或執(zhí)行惡意代碼。 ③ 權(quán)限設(shè)置不當(dāng)或越權(quán)操作 。一般來說網(wǎng)絡(luò)威脅可分為如下幾種 : ① 對網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的破壞 。 （ 2）安全性也是一個很大的問題， 無線網(wǎng)絡(luò)是通過特定的無線電波傳送所 以在這發(fā)射頻率的有效范圍內(nèi)，任何具有合適的接收設(shè)備的人都可以捕獲該頻率的信 號， 而防火墻對通過無線電波進行的網(wǎng)絡(luò)通訊起不了作用 ,任何人在視距范圍之內(nèi)都可以截獲和插入數(shù)據(jù)。 但是， 一切事物有利亦有弊。 （ 4） 易安裝，和有線相比，無線網(wǎng)絡(luò)的組建、配置、維護都更容易。 （ 2） 低成本，無線網(wǎng)絡(luò)不需要大量的工程布線，同時節(jié)省了線路維護的費用?？梢栽诓幌駛鹘y(tǒng)網(wǎng)絡(luò)布線 的同時 ,提供有線網(wǎng)絡(luò)的所有功能 ,并能夠隨著用戶的需要隨意的更改擴展網(wǎng)絡(luò) ,實現(xiàn)移動應(yīng)用。在這種方式下，網(wǎng)絡(luò)中的任意兩站均可以直接通信 , 而中心控制站完成部分無線信道資源的控制。網(wǎng)內(nèi)的其他各站在該中心的協(xié)調(diào)下與其他各站通信。這時 ,MAC 控制功能由各站分布管理。 無線局域網(wǎng)由無線網(wǎng)卡、無線接入點 (A P)、計算機和有關(guān)設(shè)備組成，采用單元結(jié)構(gòu)，將整個系統(tǒng)分成多個單元 , 每個單元稱為一個基本服務(wù)組 (BSS) ,BSS 的組成有以下三種方式： 無中心的分布對等方式、有中心的集中控制方式以及這兩種方式的混合方式。一般黑客的工具盒包括一個帶有無線網(wǎng)卡的微機和一片無線網(wǎng)絡(luò)探測卡軟件，被稱為 Netstumbler(下載 )。然而， 無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為人們帶來極大方便的同時，安全問題 己經(jīng)成為阻礙無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用普及的一個主要障礙。隨著無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)解決方案的不斷推出，不論您在任何時間、任何地點都可以輕松上網(wǎng) ”這一目標(biāo)被輕松實現(xiàn)了。此外， IEEE 的信號比 IEEE 的信號能夠覆蓋的范圍要小的多，用戶可能需要添置更多的無線接入點才能滿足原有使用面積的信號覆蓋，這是高速的代價 ! 四、 IEEE 新興的 標(biāo)準(zhǔn)具有高達 600Mbps 的速率，是下一代無線 網(wǎng)絡(luò)技術(shù) ，可提供對帶寬最為敏感的應(yīng)用所需要的速率、范圍和可靠性 [4]。除了具備高傳輸率以及兼容電子科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計） 無線網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的研究 7 性上的優(yōu)勢外， IEEE 所工作的 頻段的信號衰減程度不像 IEEE 的 那么嚴(yán)重，并且 IEEE 還具備更優(yōu)秀的 “穿透 ”能力，能適應(yīng)更加復(fù)雜的使用環(huán)境。然而不同的是， IEEE 的工作頻段并不是 IEEE 的 ，而是堅守在和 IEEE 一致的 頻段，這樣一來，原先 IEEE 使用者所擔(dān)心的兼容性問題得到了很好的解決， IEEE 提供了一個平滑過渡的選擇。 三、 IEEE 不可否認， IEEE 的誕生為無線網(wǎng)絡(luò)市場注入了一劑 “強心針 ”，但隨之帶來的還有無休止的爭論，爭論的焦點自然是圍繞在 IEEE 與 IEEE 之間。 的高頻雖然令 IEEE 具有了低干擾的使用環(huán)境，但也帶來了不利的一面 ——太空中數(shù)以千計的人造衛(wèi)星與地面站通信也恰恰使用 頻段。從目前的情況來看，由于這兩種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)互不兼容，不少廠商為了均衡市場需求，直接將其產(chǎn)品做成了 a+b 的形式，這種做法固然解決了 “兼容 ”問題，但也帶來了成本增加的負面因素。眼下， IEEE 已走向成熟，許多擁有 IEEE 產(chǎn)品的廠商會對 IEEE 持謹慎態(tài)度。 然而， IEEE 的普及也并非一帆風(fēng)順，就像許多新生事物被人們所接受時要面臨的問題一樣， IEEE 也 有其自身的 “難言之隱 ”。當(dāng) IEEE 以其 11Mbps 的數(shù)據(jù)傳輸率滿足了一般上網(wǎng)沖浪、數(shù)據(jù) 交換 、共享外設(shè)等需求的同時， IEEE 已經(jīng)為今后無線寬帶網(wǎng)的進一步要求做好了準(zhǔn)備，從長遠的發(fā)展角度來看，其競爭力是不言而喻的。由于IEEE 工作在不同于 IEEE 的 頻段，避開了當(dāng)前微波、藍牙以及大量工業(yè)設(shè)備廣泛采用的 頻段，因此其產(chǎn)品在無線數(shù)據(jù)傳輸過程中所受到的干擾大為降低，抗干擾性較 IEEE 更為出色。但 IEEE 的缺點也是顯而易見的， 11Mbps 的帶寬并不能很好地滿足大容量數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?，只能作為有線網(wǎng)絡(luò)的一種補充。 作為目前最普及、應(yīng)用最廣泛的無線標(biāo)準(zhǔn)， IEEE 的優(yōu)勢不言而喻。從目前大多數(shù)的應(yīng)用案例來看，接入點是作為架起無線網(wǎng)與有線網(wǎng)之間的橋梁而存在的。在帶寬允許的情況下，一個接入點最多可支持 1024 個無線節(jié)點的接入。而基本模式則是指無線網(wǎng)絡(luò)的擴充或無線和有線網(wǎng)絡(luò)并存時的通信方式，這也是 IEEE 最常用連接方式。 從工作方式上看， IEEE 的運作模式分為兩種：點對點模式和基本模式。無論是家庭 無線組網(wǎng) 還是中小企業(yè)的內(nèi)部局域網(wǎng)，IEEE 都能基本滿足使用要求。下面就從性能及特點上入手，來分別介紹這三種當(dāng)今主流的無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)范。但隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，特別是 IP 語音、 視頻 數(shù)據(jù)流等高帶寬網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的頻繁， IEEE 規(guī)范 11Mbps 的數(shù)據(jù)傳 輸率不免有些力不從心。但是 WLAN 卻沒有 “飛檐走壁 ”的連接線纜。所有的這 4 種規(guī)范都使用了防數(shù)據(jù)丟失特征的載波檢測多址連 接 (CDMA/CD)作為路徑共享協(xié)議。 目前，基于 IEEE 標(biāo)準(zhǔn)的 WLAN 均使用的是擴展頻譜方式 [2]。當(dāng)然，用 戶也可以直接選用 ISM 頻段來免去頻段申請。與擴展頻譜方式相比，窄帶調(diào)試方式占用頻帶少，頻帶利用率高。如果發(fā)射功率及帶寬輻射滿足美國聯(lián)邦通信委員會 (FCC)的要求，則無須向 FCC提出專門的申請即可使用 ISM 頻段。許多工業(yè)、科研和醫(yī)療設(shè)備的發(fā)射頻 率均集中于該頻段。這一做法固然犧牲了頻帶帶寬，但卻提高了通信系統(tǒng)的抗干擾能 力和 安全 性 。 無線路由器可以直接接如 INTERNET 接收無線 (廣域網(wǎng)比如 CDMA)信號 來上網(wǎng) 。 在第一章中簡要敘述了無線網(wǎng)絡(luò)的歷史背景及本課題的研究目的等內(nèi)容；第二章主要說明無線網(wǎng)絡(luò)的原理 ,結(jié)構(gòu)，技術(shù)特點等內(nèi)容；第三章介紹了當(dāng)前無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用存在的各種安全 問題以及常用的安全技術(shù)；第四章較詳細的介紹了自己的解決方案，并進行理論分析和試驗驗證，最后根據(jù)論證結(jié)果提出本方案的優(yōu)缺點，最后是對整個課題的一個總結(jié)。 第 四節(jié) 課題主要工作及結(jié)構(gòu)安排 本課題是在以無線網(wǎng)絡(luò)局域網(wǎng)應(yīng)用為基礎(chǔ)的背景下，以安全技術(shù)為研究對象。因此怎樣有效而又安全地使用無線網(wǎng)絡(luò)又將成為人們關(guān)注的又一熱點問題，無線網(wǎng)絡(luò)的安全問題必須引起足夠重視。尤其 以無線局域網(wǎng)（ wlan）為代表的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到了高速發(fā)展和應(yīng)用。無線網(wǎng)絡(luò)客戶端之間還可以通過 ad hoc 協(xié)議進行聯(lián)接和通訊，而無須經(jīng)過接入點 ap。其接入點可以通 過一個具有 rj45接口的網(wǎng)絡(luò)適配器在有線網(wǎng)絡(luò)上進行聯(lián)接。 我們知道，無線網(wǎng)絡(luò)比有線網(wǎng)絡(luò) 為用戶提供了更大的便攜性和靈活性。 上面這些不同規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)具有各自不同的特點，但他們的共同點就是能夠極大的方便我們的生活。 熱點應(yīng)用：近年來，在咖啡廳，酒店，醫(yī)院，商場，車站等場所紛紛興起了提供無線上網(wǎng)的服務(wù)，這些網(wǎng)絡(luò)仍然是有用戶自己或系統(tǒng)集成商搭建，但是網(wǎng)絡(luò)的利用率不高。我們國內(nèi)的無線局域網(wǎng)現(xiàn)狀，按照應(yīng)用規(guī)模大致可以分文以下四種類型 ： 個人及家庭用戶：擁有多臺計算機的家庭越來越普遍，此類用戶一般會使用集成無線功能的寬帶路由器。物理層速率可達 54Mblt／ s，傳輸層可達 25Mblt／ [1]。 0FDM 技術(shù)將無線信道分成以低數(shù)據(jù)速率并行傳輸?shù)姆诸l率 .然后再將這些頻率一起放回接收端 .可提供 25Mbit／ s的無線 ATM接口和 10Mbit／ s 的以太網(wǎng)無線幀結(jié)構(gòu)接口以及 TDD／ T[)MA 的空中接口。 1999年 9月， lEEE提出 80211b協(xié)議 .用于對 80211協(xié)議進行補充，之后又推出了 80211a、 80211g 等一系列協(xié)議，從而進一步完善了無線局域網(wǎng)的規(guī)范。這些協(xié)議包括 8023 以太網(wǎng)協(xié)議、 8025 令牌環(huán)協(xié)議和80232100BAsE— T 快速以太網(wǎng)協(xié)議等。 lsM頻段對無線產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生了巨大的積極影響，保證了無線局域網(wǎng)元件的順利開發(fā)。該工作頻段正好位于蜂窩電話頻段的上面。 1985 年 .美國聯(lián)邦通信委員會 (Fcc)授權(quán)普通用戶可以使用“ 工業(yè)、科技、醫(yī)學(xué) ”(IsM) 頻段 .從而無線局域網(wǎng)向商業(yè)化發(fā)展。這個被稱作 ALOHNET 的網(wǎng)絡(luò) .包括 7 臺計算機，它們采用雙向星型拓撲，網(wǎng)絡(luò)橫跨四座夏威夷的島嶼，中心計算機放置在瓦胡島 上。電子科技大學(xué)畢業(yè)論文