2.4.3. Уязвимости криптографических протоколов

Уязвимости криптографических протоколов складываются из нескольких составляющих. Перечислим их ниже.

2.4.3.1. Crc и целостность данных.

Когда пользователь пересылает информацию из беспроводного устройства, поддерживающего стандарт 802.11, на целевой компьютер, сообщение обрабатывается алгоритмом CRC, который обнаруживает ошибки и вычисляет контрольную сумму перед шифрованием. Этот же алгоритм обрабатывает расшифрованное сообщение на целевом компьютере и получает контрольную сумму. Если значения контрольной суммы на обоих концах соединения одинаковы, целевой компьютер предполагает, что сообщение не подвергалось изменениям в процессе пересылки, и принимает его. CRC-процедура предназначена для проверки целостности данных. Если взломщик сможет нарушить функционирование механизма CRC (изменив некоторые разряды в сообщении), то ему удастся изменить исходное текстовое сообщение, и принимающий компьютер не обнаружит подмены. Из этого следует две проблемы.

Во-первых, злоумышленник, перехвативший пакет в эфире, может изменить пересылаемые данные, и принимающий компьютер не обнаружит подмены до тех пор, пока ему не будет нанесен вред, от которого его должны были защитить механизмы шифрования и CRC.

Во-вторых, взломщик может перенаправить трафик, если он перехватит данные во время передачи и изменит IP-адрес отправителя, то любые ответы на запрос этого пакета будут направлены взломщику, а не законному адресату.

2.4.3.2. Шифрование rc4

После того как сообщение, отправляемое беспроводным устройством, будет обработано механизмом CRC с целью обеспечения целостности данных, его необходимо зашифровать для пересылки на базовую станцию (узел доступа к сети) или другое беспроводное устройство.

В качестве алгоритма шифрования WEP применяется потоковый шифратор RC4. Хотя математический аппарат каждого алгоритма уникален, а схема шифрования зависит от различных элементов – вектора инициализации (IV), контрольного значения целостности (ICV), ключа, ключевого потока – базовые функции алгоритмов одинаковы: защитить передаваемую конфиденциальную информацию. Во всех алгоритмах потокового шифрования для преобразования текстового сообщения в неподдающуюся дешифровке форму, именуемую шифротекстом, используется ключевой поток.

Большинство алгоритмов общедоступно. Стандартом IEEE 802.11 не оговорены шаги, которые следует предпринять, чтобы обеспечить ввод случайных элементов (ключа и IV), усложняющих ключевой поток. Поэтому поставщики обычно реализуют методы с избыточными ключами и значениями IV, что снижает сложность ключевого потока. Ключевой поток алгоритма шифрования RC4 – длинная последовательность псевдослучайных байтов, которые используются для выполнения логической операции исключающего ИЛИ (XOR) над символами текстового сообщения. В результате получается шифротекст.

Если взломщик располагает ключевым потоком, с помощью которого было зашифровано сообщение, то для восстановления текстового сообщения достаточно выполнить обратную логическую операцию. Для генерации ключевого потока в потоковом шифраторе RC4 используется два компонента: секретный ключ и вектор инициализации (IV) открытого текста. Каждый пользователь в организации может иметь уникальный секретный ключ, или же всем пользователям можно присвоить общий ключ. В стандарте 802.11 не указан метод, с помощью которого можно было бы предоставить каждому пользователю свой ключ, поэтому во многих организациях все пользователи работают с одним ключом. Вектор IV – случайное общедоступное число длиной не более 24 разрядов. Если в организации используется один секретный ключ, необходимо задействовать все возможные значения IV; в противном случае ключевой поток будет избыточным и менее устойчивым к попыткам взлома.

Уникальность каждого ключевого потока обеспечивается случайной природой вектора IV. Но в стандарте 802.11 для значения IV отведено всего 24 разряда (2²⁴ возможных варианта). Это говорит о том, что все уникальные значения будут исчерпаны быстрее, чем за один день, поэтому значения ключа IV и ключевые потоки придется использовать повторно. Чтобы расшифровать любое сообщение, передаваемое между устройствами, взломщику достаточно найти ключевые потоки в сети. Обладателю информации следует максимально расширить диапазон значений IV, чтобы ключевые потоки были недоступными и непредсказуемыми. Чем больше значений вектора IV предоставлено беспроводному устройству для вычисления ключевых потоков, тем больше ключевых потоков придется обнаружить и записать взломщику. Но в стандарте 802.11 не указано, что вектор инициализации должен принимать все 2²⁴ возможных значения, поэтому большинство поставщиков используют лишь малую часть значений IV. Т.е. 2²⁴ возможных значения IV недостаточно, но в большинстве продуктов предусмотрено еще меньше вариантов.