中国宣布WAPI标准后引起强烈反响

2009-06-29 来源:IT专家网论坛 我要评论(0) 字号:

  一、无线局域网的标准

  在众多的无线局域网标准中,人们知道最多的是IEEE(美国电子电气工程师协会)802.11系列,此外制定WLAN标准的组织还有ETSI(欧洲电信标准化组织)和HomeRF工作组,ETSI提出的标准有HiperLan和HiperLan2,HomeRF工作组的两个标准是HomeRF和HomeRF2。在这三家组织所制定的标准中,IEEE的802.11标准系列由于它的以太网标准802.3在业界的影响力使得在业界一直得到最广泛的支持,尤其在数据业务上。ETSI是一个欧洲组织,因此一直得到欧洲政府的支持,很多运营商也都很尊重它的GSM和UMTS蜂窝电话标准,它在制定WLAN标准的时候更加关注语音业务。HomeRF作为一种为家庭网络专门设计的标准在业界也有一定的影响力。下面就这几个组织的标准逐一进行介绍。

  1.IEEE的802.11标准系列

  802.11是IEEE最初制定的一个无线局域网标准,主要用于解决办公室局域网和校园网中用户与用户终端的无线接入,业务主要限于数据存取,速率最高只能达到2Mbps。目前,3Com等公司都有基于该标准的无线网卡

  由于802.11在速率和传输距离上都不能满足人们的需要,因此,IEEE小组又相继推出了802.11b和802.11a两个新标准。3者之间技术上的主要差别在于MAC子层和物理层。

  802.11b物理层支持5.5Mpbs和11Mpbs两个新速率。802.11标准在扩频时是一个11位调制芯片,而802.11b标准采用一种新的调制技术CCK完成。

  802.11b使用动态速率漂移,可因环境变化,在11Mbps、5.5Mbps、2Mbps、1Mbps之间切换,且在2Mbps、1Mbps速率时与802.11兼容。802.11b的产品普及率最高,在众多的标准中处于先导地位。

  802.11a在802.11协议组中是第一个出台的标准,802.11a工作在5GHzU-NII频带,物理层速率可达54Mb/s,传输层可达25Mbps。采用正交频分复用(OFDM)的独特扩频技术;可提供25Mbps的无线ATM接口和10Mbps的以太网无线帧结构接口,以及TDD/TDMA的空中接口;支持语音、数据、图像业务;一个扇区可接入多个用户,每个用户可带多个用户终端。但是,芯片没有进入市场、设备昂贵、空中接力不好、点对点连接很不经济、不适合小型设备。值得庆幸的是,Radiata的低成本COMS无线引擎芯片装置可支持802.11a。

  802.11a最明显的缺点就是兼容性,802.11a使用的是较高的频率,在物理层上采用不同于802.11b的OFDM技术,所以802.11a产品和现在已经安装的802.11b不能互通,解决这个问题的唯一方法就是使用双模设备,使两种系统都可以支持。

  蓝牙(IEEE 802.15)是一项最新标准,对于802.11来说,它的出现不是为了竞争而是相互补充。蓝牙802.11更具移动性,比如,802.11限制在办公室和校园内,蓝牙能把1个设备连接到LAN到WAN,甚至支持全球漫游。此外,蓝牙成本低、体积小,可用于更多的设备。但是,蓝牙主要是点对点的短距离无线发送技术,本质上要么是RF要么是红外线。而且,蓝牙被设计居低功耗、短距离、低带宽的应用,严格来讲,不算是真正的局域网技术。

  2.ETSI的HiperLan2

  HiperLan是欧盟在1992年提出的一个WLAN标准,HiperLan2是它的后续版本,HiperLan2部分建立在GSM基础上,使用频段为5GHz。在物理层上HiperLan2和802.11a几乎完全相同:它采用OFDM技术,最大数据速率为54Mbps。它和802.11a最大的不同是HiperLan2不是建立在以太网基础上的,而是采用的TDMA结构,形成是一个面向连接的网络,HiperLan2的面向连接的特性使它很容易满足QoS要求,可以为每个连接分配一个指定的QoS,确定这个连接在带宽、延迟、拥塞、比特错误率等方面的要求。这种QoS支持与高传输速率一起保证了不同的数据序列(如视频、话音和数据等)可以同时进行高速传输。

  HiperLan2虽然在技术上有优势,然而它在开发过程中却落在802.11a的后面,不过因为它是欧洲的标准,所以一直得到欧洲政府的支持,尤其在频率规划上,因为它使用的波段和802.11a相同,许多投资商一直在游说欧洲政府,希望802.11a也能在HiperLan2波段使用,IEEE也正在开发一个可以将两种5GHz系统统一起来的标准。

  3.HomeRF

  顾名思义,HomeRF是为家庭网络设计的(RF意思是射频),是一种将家中的PC和用户电子设备之间实现无线数字通信的开放性工业标准,所用波段为2.4GHz。它是基于原始的802.11的FHSS版本,但其推广一直不力,目前已基本退出历史舞台。

  二、无线局域网安全协议

  1.WEP协议

  IEEE802.11标准中的WEP(Wired Equivalent Privacy)协议是IEEE802.11b协议中最基本的无线安全加密措施,其主要用途包括提供接入控制,防止未授权用户访问网络;对数据进行加密,防止数据被攻击者窃听;防止数据被攻击者中途恶意纂改或伪造。此外,WEP也提供认证功能,当加密机制功能启用,客户端要尝试连接上AP时,AP会发出一个Challenge Packet给客户端,客户端再利用共享密钥将此值加密后送回存取点以进行认证比对,如果正确无误,才能获准存取网络的资源。AboveCable所有型号的AP都支持64位或(与)128位的静态WEP加密,有效地防止数据被窃听盗用。

  该技术适合一些小型企业 、家庭用户等小型环境的无线网络应用,无需额外的设备支出,配置方便。但在无线行业应用中,基于WEP加密技术的安全缺陷饱受非议,因针对WEP数据包加密已有破译的方法,且使用这一方法破解WEP密钥的工具可以在互联网上免费下载。相应的,替代WEP的WPA标准已于2002年下半年出台了,通过暂时密钥集成协议(TKIP)增强了数据加密,提高无线网络的安全特性。

  2.IEEE 802.11i安全标准

  IEEE 802.11的i工作组致力于制订被称为IEEE 802.11i的新一代安全标准,这种安全标准为了增强WLAN的数据加密和认证性能,定义了RSN(Robust Security Network)的概念,并且针对WEP加密机制的各种缺陷做了多方面的改进。

  IEEE 802.11i规定使用802.1x认证和密钥管理方式,在数据加密方面,定义了TKIP(Temporal Key Integrity Protocol)、CCMP(Counter-Mode/CBC-MAC Protocol)和WRAP(Wireless Robust Authenticated Protocol)三种加密机制。其中TKIP采用WEP机制里的RC4作为核心加密算法,可以通过在现有的设备上升级固件和驱动程序的方法达到提高WLAN安全的目的。CCMP机制基于AES(Advanced Encryption Standard)加密算法和CCM(Counter-Mode/CBC-MAC)认证方式,使得WLAN的安全程度大大提高,是实现RSN的强制性要求。由于AES对硬件要求比较高,因此CCMP无法通过在现有设备的基础上进行升级实现。

  3.WAPI协议

  我国早在2003年5月份就提出了无线局域网国家标准 GB15629.11 ,这是目前我国在这一领域惟一获得批准的协议。标准中包含了全新的WAPI(WLAN Authentication and Privacy Infrastructure)安全机制,这种安全机制由 WAI(WLAN Authentication Infrastructure)和WPI(WLAN Privacy Infrastruc-ture)两部分组成,WAI和WPI分别实现对用户身份的鉴别和对传输的数据加密。WAPI能为用户的WLAN系统提供全面的安全保护。WAPI安全机制包括两个组成部分。

  WAI采用公开密钥密码体制,利用证书来对WLAN系统中的STA和AP进行认证。WAI定义了一种名为ASU(Authentication Service Unit)的实体,用于管理参与信息交换各方所需要的证书(包括证书的产生、颁发、吊销和更新)。证书里面包含有证书颁发者(ASU)的公钥和签名以及证书持有者的公钥和签名(这里的签名采用的是WAPI特有的椭圆曲线数字签名算法),是网络设备的数字身份凭证。

  在具体实现中,STA在关联到AP之后,必须相互进行身份鉴别。先由STA将自己的证书和当前时间提交给AP,然后AP将STA的证书、提交时间和自己的证书一起用自己的私钥形成签名,并将这个签名连同这三部分一起发给ASU。

  所有的证书鉴别都由ASU来完成,当其收到AP提交来的鉴别请求之后,会先验证AP的签名和证书。当鉴别成功之后,进一步验证STA的证书。最后,ASU将STA的鉴别结果信息和AP的鉴别结果信息用自己的私钥进行签名,并将这个签名连同这两个结果发回给AP。

  AP对收到的结果进行签名验证,并得到对STA的鉴别结果,根据这一结果来决定是否允许该STA接入。同时AP需要将ASU的验证结果转发给STA,STA也要对ASU的签名进行验证,并得到AP的鉴别结果,根据这一结果来决定是否接入AP。

  由于WAI中对STA和AP进行了双向认证,因此对于采用“假”AP的攻击方式具有很强的抵御能力。

  在STA和AP的证书都鉴别成功之后,双方将会进行密钥协商。首先双方进行密钥算法协商。随后,STA和AP各自会产生一个随机数,用自己的私钥加密之后传输给对方。最后通信的两端会采用对方的公钥将对方所产生的随机数还原,再将这两个随机数模运算的结果作为会话密钥,并依据之前协商的算法采用这个密钥对通信的数据加密。

  由于会话密钥并没有在信道上进行传输,因此就增强了其安全性。为了进一步提高通信的保密性,WAPI还规定,在通信一段时间或者交换一定数量的数据之后,STA和AP之间可以重新协商会话密钥。WAPI采用对称密码算法实现对MAC层MSDU进行的加、解密操作。WAPI标准将替代国际现行的WEP协议,原有标准因其安全性不理想,一直以来都为全球用户所诟病。而采纳了许多先进技术的新标准,无疑为推动国内WLAN产业发展起到了积极的作用。同时,牵一发而动全身的安全新标准,也已影响到电信产业链上的诸多环节,格局变幻暗流涌动。但同时更为关键的是,由于WAPI协议提供了优秀的认证和安全机制,因此它非常适合于运营商的公众无线局域网(PWLAN)运营。这除了给现有运营商带来利好之外,也极有可能因此衍生出更多的WLAN服务提供商。

  然而就是这样一项标准,由于理解上的差异遭到了多方面质疑。一些业内人士指出,由于新标准与先行标

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