IEEE 801.11i

Hassenstein Thema 7

Hassenstein Thema 7


M. T.
Diese Lernkarten behandeln das IEEE 802.11i-Protokoll auf Universitätsniveau und vertiefen sich in die Themen STA, AP, PMK, PTK, Handshake, AES, TKIP, CCMP und KRACK. Sie konzentrieren sich auf die Verbesserungen von WPA3 gegenüber WPA2, einschließlich der Verwendung von AES-GCM, OWE, SAE und DPP, sowie auf die Sicherheitsmechanismen wie TKIP, CCMP und WRAP. Diese Karteikarten sind ideal für Studierende und IT-Profis, die sich mit drahtlosen Netzwerksicherheit und den neuesten Standards vertraut machen möchten.
Karten
45
Lernende
3
Sprache
Deutsch
Kategorie
Informatik
Stufe
Universität
Erstellt / Aktualisiert
04.01.2019 / 01.02.2019

Cartes-fiches

Was sind die hauptsächlichen Probleme bei der 802.11b? (schwachstellen)

WEP only authentication

on shared secret für alle 

security algo RC4

unauthenticated mac header

linear crc32 as integrity check value

Woran sollen bei der Verbesserung von 802.11b geachtet werden?

User authentizieren

Access Points authentifizieren

individual session keys for each user

integrity check with MAC

sequence number to avoid replay attacks

Was ist eigentlich IEEE 802.11i ? 

Ist ein Standard als erweitung für die IEEE 802.11 Standards. Umfasst WLAN. auch zusätzlich noch die Regeln für die anwendung von AES um die übertragenen Daten zu schützen

Was verstehen Sie unter AS in der IEEE 802.11i welt ?

Authentication Server

Was verstehen Sie unter AP in der IEEE 802.11i welt ?

Access point

Was verstehen Sie unter STA in der IEEE 802.11i welt ?

Station

Was verstehen Sie unter MK in der IEEE 802.11i welt ?

Master KEY

Was verstehen Sie unter PMK in der IEEE 802.11i welt ?

Pairwise Master Key

Welche Phasen und in welcher Reihenfolge kommen Sie zwischen den Teilnehmer zur geltung ? 

Die Teilnehmer sind 

  • Station 
  • Access Point
  • Authentication Server

Die Phasen sind

  • Discovery (STA -- AP)
  • Authentication (STA -- AS)
  • Key management (STA -- AP -- AS)
  • data transfer (STA -- AP)

Beschreiben Sie die Merkmalen zur Discovery Phase

Die Kommunikation ist nicht verschlüsselt

Die Fähigkeiten der Geräte werden durch RSN Information Element (RSN IE) übertragen

Nach der Discovery Phase ist dem STA folgendes beaknnt. 

  • STA kennt SSID of Network
  • STA kennt authentication and cipher suites of Network
  • AP kennt die capabilities of STA

 

STA und AP bauen einen 802.11 kanal auf. 

Falls STA und AP keine Schnittmenge an capabilities finden wird keine verbindung hergestellt.

     

    Was sind die Merkmale bei einer Authentication Phase?

    Das ziel dieser Pahse ist eine Session zu generieren 

    Ein masterkey wird gegenseitetig von STA und AS ausgehandelt (wenn EAP [extensible authentication prot.] dies gewährleistet)

    • Nur die STA und AS haben zugriff auf diesen Key
    • Dies ist der Symetrischen schlssel STA und AS

    Ein PMK (Pairwise Master Key) wird erstellt

    • Nur STA und AS können dies machen.
    • AS verteilt den PMK zu AP
    • der PMK wird zwischen STA und AP als symetrischer schlüssel verwendet (für den session)
    • PMK wird als authorization token von AP gehandhabt

    Zeichnen Sie einen überblick der Authentication Vorgnag wenn Sie dieses Modul bestehen wollen.

    Was ist EAPOL

    Extensible Authentication Protocol Over Lan

    Wie läuft die message exchange für einen EAP-TLS ab? 

    How does the process work if the dynamic WEP ist used for encryption?

    As the master key is negotiated between the STA and AS. This key will be also used for the encryption between STA and AP. Normaly you will derivate a sub key. But in this case not. So the AS will force the STA to reauthenticate after a while

    So master key used for traffic encryption but this will be forced to change frequently by reauthentication of the client. 

    How does it work if WPA is used to secure the traffic? 

    If WPA is used then a data enc key will be derivated from the Masterkey for each packet. There is also a WEP2 and WEP3 which are much secure. 

    What is a PMK and PTK. For what are they used ? 

    The PMK is the Pairwise Masterkey

    The PTK Pairwise Transient Key

    THE PMK is negotiated between STA and AS, The AS will transfer the PMK to AP

    The PTK is dericated from PMK from AP and STA. This is the base key for deriving keys which can be used for authentication and data encyrption.

    What kind of keys can be derived from PTK? 

    Key Confirmation Key (KCK) : used to bind PTK to the AP and STA used to prove possession of PMK → Authentication
    Key Encryption Key (KEK) : used to distribute Group Transient Key(GTK)
    Temporal Key (TEK) : used to secure data traffic

    Wie läuft das key management und distribution ab? 

     

    What is a PSK ? 

    Pre Shared Key

    How is the PMK defined in WPA2-Enterprise?

    Each session starts with a new PMK. 

    What possibilities does it have for the PMK in WPA2- Personal ? 

     

    It could be also from a PSK which is known to AP and STA in before. 

    What are the properties of PSK ? 

    No user authentication 

    PSK is a Authentication to a Network (STA has his own session)

    motivations are 

    • Ad Hoc Network
    • SOHO Network

     

     

    Was ist SOHO Netwerk ? 

    Small Office, Home Office Netwerke

    Was ist ein AD Hoc Netzwerk? 

    Ein Ad-hoc-Netz  ist ein Funknetz, mit Funkknoten und Funkstrecken, das die Funkknoten in einem vermaschten Netz verbindet.

    Where is Passwork to key Mapping? And what can you tell about it? 

    Zum Beispiel das ein User zu hause kein 256 bit key als PSK verwendet. Da der User ein Passwort verwendet. wird dann aus diesem Passwort ein 256 PSk generiert. Dies erfolgt nach den standard PKCS #5

    Somit landet jeder STA welches den passwort verwendet auf den gleichen PSK. 

    What is the 4 Way Handshake ? 

    Der 4 way Handshake wird verwendet um die Sesssion keys abzuleiten. Dies muss bevor die erste verschlüsselte Nachricht übertragen werden kann abgeschlossen sein. 

    Wie funktioniert der 4 Way Handshake ?

    Der AP sendet den einem random generierten 256bits APNonce an den Client 

    Der STA verwendet den APNonce und PMK um den PTK zu generieren, sendet anschliessend den SNonce und MIC an den AP 

    Der AP senden den MIC und der GTK an den STA

    Der STA sendet einen ACK mit dem MIC

    Dieser protokoll ist nicht sicher wenn der PSK den PMK entspricht...

    SNonce = client Nonce 

    GTK = Group Temporal key

    MIC = wird aus dem KCK generiert 

    Können Sie den 4 Way Handshake auf zeichenen? 

    Message 1: Authenticator -> Client
    An EAPOL-Key message is sent that contains ANonce. This message is not encrypted
    or integrity-verified. After this message is sent, the client has all the pieces necessary
    to generate the PTK.
    PTK = PRF-512(PMK, "Pairwise key expansion", Min(AP_Mac, Client_Mac) ||
    Max(AP_Mac, Client_Mac) || Min(ANonce, SNonce) || Max(ANonce, SNonce))
    The PTK is a keyed-HMAC function using the PMK on the two MAC addresses and the
    two nonces from the first two packets of the 4-Way Handshake.


    Message 2: Client -> Authenticator
    An EAPOL-Key message is sent that contains SNonce. This message is not encrypted,
    but contains a MIC (Message Integrity Check) encrypted using the EAPOL Integrity Key.
    MIC = HMAC(KCK, 16, 802.1X Data)
    A MIC value is calculated, using the KCK from the PTK and the EAPoL message.
    After this message is sent, the authenticator now can also compute the PTK. It then
    verifies the MIC using the newly-generated EAPOL Integrity Key (KCK).
    If this step succeeds, the authenticator has verified that the client has the correct PMK
    and PTK, and that there is no man-in-the-middle.


    Message 3: Authenticator -> Client
    This message tells the client that the AP is ready to begin encryption. The message is
    not encrypted, but contains a MIC (Message Integrity Check) encrypted using the
    EAPOL Integrity Key.
    If this step succeeds, the client has verified that the authenticator has the correct PMK
    and PTK and that there is no man-in-the-middle.


    Message 4: Client -> Authenticator
    Finishes the handshake. Indicates that the client is ready to begin data encryption.
    Serves no useful cryptographic purpose, but is there because the 802.1X port will
    change state. After this message is sent, both sides install the PTK.

    Was ist der 4-way Handshake Crack ? 

    Der 4-way Handshake crack ist eine Variante welche verwendet wurde um den PSK zu erraten anhand der 4-wayhandshake messages.

    Wie funktioniert der 4-Way-Handshake Crack ? 

    4-way handshake is parsed to get AP and STA addresses, AP and STA nonces, and
    EAPOL payload and MIC from 4th frame;
    ● SOHO password is used to compute PMK;
    ● PTK is computed from PMK, AP and STA addresses and nonces;
    ● KCK from computed PTK is used to compute MIC of the EAPOL payload obtained
    at step 1;
    ● Computed MIC is compared to the MIC obtained at step 1. If they match then
    candidate password is reported as correct.

    Was können Sie über den KRACK erzählen ? 

    Das KRACK ist eine Key reinstallation Attake. Hierbei wird eine Nonce reuse provoziert

    Normalerweise wird nach der 3. Message im Handshake der KEy übertragen. dieser wird dann auf dem Station installiert und dann einen erste verschlüsselte Nachricht zurück an den AP gesendet. Falls aber diese Nachricht bei AP nicht eingeht dann wird der AP die Nachricht 3 erneut senden. Dabei wird der key aus der neuen Nachricht installiert und die counter nonce etc zurück gesetzt. Also zwingt man einen nonce reuse. 

    Mit einem Man in the middle kann man dafür sorgen dass die ACK von der 3. Nachricht nicht zum AP gelangt und dann wird AP die Nachricht 3 erneut senden. und der Client installiert den Key und resetet die Nonce etc. 

    Was gibt es für Data protection protokolle in der 802.11i standard ?

    Es gibt 2 obligatorische und eine optionale

    obligatorische

    -TKIP Temporal key Integrity

    -CCMP CTR CBC-MAC protocol

    optional 

    -WRAP Wireless robust Authentication Protocol

    Was ist das TKIP Protocol ? 

     


    The Temporal Key Integrity Protocol (TKIP) is a new protocol that will fix the known
    problems with WEP. TKIP uses the same ciphering kernel as WEP (RC4) but adds a
    number of additional functions.

    Was ist CCMP (AES)  für ein Protokoll

    The CTR with CBC-MAC Protocol (CCMP) is the long term solution and is based on the
    Advanced Encryption Standard(AES). AES is a block cipher that can be used in different
    modes of operation. In 802.11i, Counter mode with CBC-MAC(CCM) is adopted. CCM
    based on AES can provide robust encryption and message integrity. CCM uses the
    Counter mode for encryption and CBC MAC for integrity.

    können Sie was zum WRAP Protokoll sagen ? 

    The Wireless Robust Authenticated Protocol (WRAP) is optional due to intellectual
    property issues and possible licensing fees. In 802.11i, two modes have been
    discussed: Offset Codebook (OCB) and Countermode with CBC-MAC (CCM). CCMP was
    then adopted as mandatory. These two modes use AES differently to provide
    encryption and message integrity. OCB is a mode that provides both encryption and
    integrity in one run.

    Was hat die WiGig Alliance in zusammenarbeit mit IEEE 802.11 erschaffen ? 

    eine multi gigabit per second wireless network 

    bringt theoretisch bis zu 7 gbps und im boost modus sogar 25gbps an daten durch

    Das netzwerk hat aber nur einen reichweite von 10 meter anstelle der 300 meter reichweiter einer normalen WIFI netzwerks

     

    Was ist WPS ? Was können Sie zum dem sagen ? 

    WPS ist Wifi Protection Setup

    Dies erlabt den User einfache konfiguration von sicherheits paramtern und erlaubt einfach neue Geräte in das Netzwerk zu integrieren. (entenring a PIN, pushing buttons on both side)

    Hat aber schwachstellen und somit sollte WPS defaultmässig nie eingeschaltet sein. 

    What is a WLC Wireless LAN Controller? 

    kann wireless geräte erkennen. 

    Zentralisierte verwaltung von AP und clients

    hiermit lässt sich WLAN besser überwachen

    kann AAA server ins netzwerk integrieren lassen

     

    Was sollte basierend auf WPA 2 verbessert werden? 

    Ein station soll sich ins Netzwerk anhand seiner MAC adresse und eines shared secret authentisieren können

    Der User soll ohne wissen des shared secret auf keinen Fall ins netz gelangen können.

    ein erraten des shared secret soll auch nicht möglich sein.

    Der session key welche für den sicheren Kanal verwendet wird sollte unabhängig von der shared secret und den vorherigen und nacherigen session keys sein

    Ein user soll sich in einen public hotspot eintreten können ohne sich zu authentisieren und ein individueller data protection pro Gerät

    Study