无线局域网论文范文

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上面简单描述了WLAN的技术发展及安全现状。本文主要介绍入侵检测技术及其应用于WLAN时的特殊要点，给出两种应用于不同架构WLAN的入侵检测模型及其实用价值。需要说明的是，本文研究的入侵检测主要针对采用射频传输的IEEE802.11a/b/gWLAN，对其他类型的WLAN同样具有参考意义。

1、WLAN概述

1.1WLAN的分类及其国内外发展现状

对于WLAN，可以用不同的标准进行分类。根据采用的传播媒质，可分为光WLAN和射频WLAN。光WLAN采用红外线传输，不受其他通信信号的干扰，不会被穿透墙壁偷听，而早发射器的功耗非常低；但其覆盖范围小，漫射方式覆盖16m，仅适用于室内环境，最大传输速率只有4Mbit/s，通常不能令用户满意。由于光WLAN传送距离和传送速率方面的局限，现在几乎所有的WLAN都采用另一种传输信号——射频载波。射频载波使用无线电波进行数据传输，IEEE802.11采用2.4GHz频段发送数据，通常以两种方式进行信号扩展，一种是跳频扩频（FHSS）方式，另一种是直接序列扩频（DSSS）方式。最高带宽前者为3Mbit/s，后者为11Mbit/s，几乎所有的WLAN厂商都采用DSSS作为网络的传输技术。根据WLAN的布局设计，通常分为基础结构模式WLAN和移动自组网模式WLAN两种。前者亦称合接入点（AP）模式，后者可称无接入点模式。分别如图1和图2所示。

图1基础结构模式WLAN

图2移动自组网模式WLAN

1.2WLAN中的安全问题WLAN的流行主要是由于它为使用者带来方便，然而正是这种便利性引出了有线网络中不存在的安全问题。比如，攻击者无须物理连线就可以连接网络，而且任何人都可以利用设备窃听到射频载波传输的广播数据包。因此，着重考虑的安全问题主要有：

a）针对IEEE802.11网络采用的有线等效保密协议（WEP）存在的漏洞，进行破解攻击。

b）恶意的媒体访问控制（MAC）地址伪装，这种攻击在有线网中同样存在。

C）对于含AP模式，攻击者只要接入非授权的假冒AP，就可登录欺骗合法用户。

d）攻击者可能对AP进行泛洪攻击，使AP拒绝服务，这是一种后果严重的攻击方式。此外，对移动自组网模式内的某个节点进行攻击，让它不停地提供服务或进行数据包转发，使其能源耗尽而不能继续工作，通常称为能源消耗攻击。

e）在移动自组网模式的局域网内，可能存在恶意节点，恶意节点的存在对网络性能的影响很大。

2、入侵检测技术及其在WLAN中的应用

IDS可分为基于主机的入侵检修系统（HIDS）和基于网络的入侵检测系统（NIDS）。HIDS采用主机上的文件（特别是日志文件或主机收发的网络数据包）作为数据源。HIDS最早出现于20世纪80年代初期，当时网络拓扑简单，入侵相当少见，因此侧重于对攻击的事后分析。现在的HIDS仍然主要通过记录验证，只不过自动化程度提高，且能做到精确检测和快速响应，并融入文件系统保护和监听端口等技术。与HIDS不同，NIDS采用原始的网络数据包作为数据源，从中发现入侵迹象。它能在不影响使用性能的情况下检测入侵事件，并对入侵事件进行响应。分布式网络IDS则把多个检测探针分布至多个网段，最后通过对各探针发回的信息进行综合分析来检测入侵，这种结构的优点是管理起来简单方便，单个探针失效不会导致整个系统失效，但配置过程复杂。基础结构模式入侵检测模型将采用这种分布式网络检测方法，而对于移动自组网模式内的入侵检测模型将采用基于主机的入侵检测模型。

当前，对WLAN的入侵检测大都处于试验阶段，比如开源入侵检测系统Snort的Snort－wire－less测试版，增加了Wifi协议字段和选项关键字，采用规则匹配的方法进行入侵检测，其AP由管理员手工配置，因此能很好地识别非授权的假冒AP，在扩展AP时亦需重新配置。但是，由于其规则文件无有效的规则定义，使检测功能有限，而且不能很好地检测MAC地址伪装和泛洪拒绝服务攻击。2003年下半年，IBM提出WLAN入侵检测方案，采用无线感应器进行监测，该方案需要联入有线网络，应用范围有限而且系统成本昂贵，要真正市场化、实用化尚需时日。此外，作为概念模型设计的WIDZ系统实现了AP监控和泛洪拒绝服务检测，但它没有一个较好的体系架构，存在局限性。

在上述基础上，我们提出一种基于分布式感应器的网络检测模型框架，对含AP模式的WLAN进行保护。对于移动自组网模式的WLAN，则由于网络中主机既要收发本机的数据，又要转发数据（这些都是加密数据），文献提出了采用异常检测法对路由表更新异常和其他层活动异常进行检测，但只提供了模型，没有实现。此外，我们分析了移动自组网模式中恶意节点对网络性能的影响，并提出一种基于声誉评价机制的安全协议，以检测恶意节点并尽量避开恶意节点进行路由选择，其中恶意节点的检测思想值得借鉴。Snort－wireless可以作为基于主机的入侵检测，我们以此为基础提出一种应用于移动自组网入侵检测的基于主机的入侵检测模型架构。

3、WLAN中的入侵检测模型架构

在含AP模式中，可以将多个WLAN基本服务集（BSS）扩展成扩展服务集（ESS），甚至可以组成一个大型的WLAN。这种网络需要一种分布式的检测框架，由中心控制台和监测组成，如图3所示。

图3含AP模式的分布式入侵检测系统框架

网络管理员中心控制台配置检测和浏览检测结果，并进行关联分析。监测的作用是监听无线数据包、利用检测引擎进行检测、记录警告信息，并将警告信息发送至中心控制台。

由此可见，监测是整个系统的核心部分，根据网络布线与否，监测可以采用两种模式：一种是使用1张无线网卡再加1张以大网卡，无线网卡设置成“杂凑”模式，监听所有无线数据包，以太网卡则用于与中心服务器通信；另一种模式是使用2张无线网卡，其中一张网卡设置成“杂凑”模式，另一张则与中心服务器通信。

分组捕获完成后，将信息送至检测引擎进行检测，目前最常用的IDS主要采用的检测方法是特征匹配，即把网络包数据进行匹配，看是否有预先写在规则中的“攻击内容”或特征。尽管多数IDS的匹配算法没有公开，但通常都与著名的开源入侵检测系统Snort的多模检测算法类似。另一些IDS还采用异常检测方法（如Spade检测引擎等），通常作为一种补充方式。无线网络传输的是加密数据，因此，该系统需要重点实现的部分由非授权AP的检测。通常发现入侵之后，监测会记录攻击特征，并通过安全通道（采用一定强度的加密算法加密，有线网络通常采用安全套接层（SSL）协议，无线网络通常采用无线加密协议（WEP））将告警信息发给中心控制台进行显示和关联分析等，并由控制台自动响应（告警和干扰等），或由网络管理员采取相应措施。

在移动自组网模式中，每个节点既要收发自身数据，又要转发其他节点的数据，而且各个节点的传输范围受到限制，如果在该网络中存在或加入恶意节点，网络性能将受到严重影响。恶意节点的攻击方式可以分为主动性攻击和自私性攻击。主动性攻击是指节点通过发送错误的路由信息、伪造或修改路由信息等方式，对网络造成干扰；自私性攻击是指网络中的部分节点可能因资源能量和计算能量等缘故，不愿承担其他节点的转发任务所产生的干扰。因此，对恶意节点的检测并在相应的路由选择中避开恶意节点，也是该类型WLAN需要研究的问题。

我们的检测模型建立在HIDS上，甚至可以实现路由协议中的部分安全机制，如图4所示。

图4移动自组网模式中的入侵检测架构

当数据包到达主机后，如果属于本机数据，数据包将被解密，在将它递交给上层之前，先送至基于主机的误用检测引擎进行检测，根据检测结果，对正常数据包放行，对攻击数据包则进行记录，并根据响应策略进行响应。此外，还可以在误用检测模型的基础上辅以异常检测引擎，根据以往的研究成果，可以在网络层或应用层上进行，也可以将其做入路由协议中，以便提高检测速度和检测效率。

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关键字：WLAN，WEP，SSID，DHCP，安全措施

1、引言

WLAN是WirelessLAN的简称，即无线局域网。所谓无线网络，顾名思义就是利用无线电波作为传输媒介而构成的信息网络，由于WLAN产品不需要铺设通信电缆，可以灵活机动地应付各种网络环境的设置变化。WIAN技术为用户提供更好的移动性、灵活性和扩展性，在难以重新布线的区域提供快速而经济有效的局域网接入，无线网桥可用于为远程站点和用户提供局域网接入。但是，当用户对WLAN的期望日益升高时，其安全问题随着应用的深入表露无遗，并成为制约WLAN发展的主要瓶颈。[1]

2、威胁无线局域网的因素

首先应该被考虑的问题是，由于WLAN是以无线电波作为上网的传输媒介，因此无线网络存在着难以限制网络资源的物理访问，无线网络信号可以传播到预期的方位以外的地域，具体情况要根据建筑材料和环境而定，这样就使得在网络覆盖范围内都成为了WLAN的接入点，给入侵者有机可乘，可以在预期范围以外的地方访问WLAN，窃听网络中的数据，有机会入侵WLAN应用各种攻击手段对无线网络进行攻击，当然是在入侵者拥有了网络访问权以后。

其次，由于WLAN还是符合所有网络协议的计算机网络，所以计算机病毒一类的网络威胁因素同样也威胁着所有WLAN内的计算机，甚至会产生比普通网络更加严重的后果。

因此，WLAN中存在的安全威胁因素主要是：窃听、截取或者修改传输数据、置信攻击、拒绝服务等等。

IEEE802.1x认证协议发明者VipinJain接受媒体采访时表示：“谈到无线网络，企业的IT经理人最担心两件事：首先，市面上的标准与安全解决方案太多，使得用户无所适从；第二，如何避免网络遭到入侵或攻击？无线媒体是一个共享的媒介，不会受限于建筑物实体界线，因此有人要入侵网络可以说十分容易。”[1]因此WLAN的安全措施还是任重而道远。

3、无线局域网的安全措施

3.1采用无线加密协议防止未授权用户

保护无线网络安全的最基本手段是加密，通过简单的设置AP和无线网卡等设备，就可以启用WEP加密。无线加密协议(WEP)是对无线网络上的流量进行加密的一种标准方法。许多无线设备商为了方便安装产品，交付设备时关闭了WEP功能。但一旦采用这种做法，黑客就能利用无线嗅探器直接读取数据。建议经常对WEP密钥进行更换，有条件的情况下启用独立的认证服务为WEP自动分配密钥。另外一个必须注意问题就是用于标识每个无线网络的服务者身份(SSID)，在部署无线网络的时候一定要将出厂时的缺省SSID更换为自定义的SSID。现在的AP大部分都支持屏蔽SSID广播，除非有特殊理由，否则应该禁用SSID广播，这样可以减少无线网络被发现的可能。[2]

但是目前IEEE802.11标准中的WEP安全解决方案，在15分钟内就可被攻破，已被广泛证实不安全。所以如果采用支持128位的WEP，破解128位的WEP的是相当困难的，同时也要定期的更改WEP，保证无线局域网的安全。如果设备提供了动态WEP功能，最好应用动态WEP，值得我们庆幸的，WindowsXP本身就提供了这种支持，您可以选中WEP选项“自动为我提供这个密钥”。同时，应该使用IPSec，VPN，SSH或其他

WEP的替代方法。不要仅使用WEP来保护数据。

3.2改变服务集标识符并且禁止SSID广播

SSID是无线接人的身份标识符，用户用它来建立与接入点之间的连接。这个身份标识符是由通信设备制造商设置的，并且每个厂商都用自己的缺省值。例如，3COM的设备都用“101”。因此，知道这些标识符的黑客可以很容易不经过授权就享受你的无线服务。你需要给你的每个无线接入点设置一个唯一并且难以推测的SSID。如果可能的话。还应该禁止你的SSID向外广播。这样，你的无线网络就不能够通过广播的方式来吸纳更多用户．当然这并不是说你的网络不可用．只是它不会出现在可使用网络的名单中。[3]

3.3静态IP与MAC地址绑定

无线路由器或AP在分配IP地址时，通常是默认使用DHCP即动态IP地址分配，这对无线网络来说是有安全隐患的，“不法”分子只要找到了无线网络，很容易就可以通过DHCP而得到一个合法的IP地址，由此就进入了局域网络中。因此，建议关闭DHCP服务，为家里的每台电脑分配固定的静态IP地址，然后再把这个IP地址与该电脑网卡的MAC地址进行绑定，这样就能大大提升网络的安全性。“不法”分子不易得到合法的IP地址，即使得到了，因为还要验证绑定的MAC地址，相当于两重关卡。[4]设置方法如下：

首先，在无线路由器或AP的设置中关闭“DHCP服务器”。然后激活“固定DHCP”功能，把各电脑的“名称”(即Windows系统属陆里的“计算机描述”)，以后要固定使用的IP地址，其网卡的MAC地址都如实填写好，最后点“执行”就可以了。

3.4VPN技术在无线网络中的应用

对于高安全要求或大型的无线网络，VPN方案是一个更好的选择。因为在大型无线网络中维护工作站和AP的WEP加密密钥、AP的MAC地址列表都是非常艰巨的管理任务。

对于无线商用网络，基于VPN的解决方案是当今WEP机制和MAC地址过滤机制的最佳替代者。VPN方案已经广泛应用于Internet远程用户的安全接入。在远程用户接入的应用中，VPN在不可信的网络(Internet)上提供一条安全、专用的通道或者隧道。各种隧道协议，包括点对点的隧道协议和第二层隧道协议都可以与标准的、集中的认证协议一起使用。同样，VPN技术可以应用在无线的安全接入上，在这个应用中，不可信的网络是无线网络。AP可以被定义成无WEP机制的开放式接入(各AP仍应定义成采用SSID机制把无线网络分割成多个无线服务子网)，但是无线接入网络VLAN(AP和VPN服务器之问的线路)从局域网已经被VPN服务器和内部网络隔离出来。VPN服务器提供网络的认征和加密，并允当局域网网络内部。与WEP机制和MAC地址过滤接入不同，VPN方案具有较强的扩充、升级性能，可应用于大规模的无线网络。

3.5无线入侵检测系统

无线入侵检测系统同传统的入侵检测系统类似，但无线入侵检测系统增加了无线局域网的检测和对破坏系统反应的特性。侵入窃密检测软件对于阻拦双面恶魔攻击来说，是必须采取的一种措施。如今入侵检测系统已用于无线局域网。来监视分析用户的活动，判断入侵事件的类型，检测非法的网络行为，对异常的网络流量进行报警。无线入侵检测系统不但能找出入侵者，还能加强策略。通过使用强有力的策略，会使无线局域网更安全。无线入侵检测系统还能检测到MAC地址欺骗。他是通过一种顺序分析，找出那些伪装WAP的无线上网用户无线入侵检测系统可以通过提供商来购买，为了发挥无线入侵检测系统的优良的性能，他们同时还提供无线入侵检测系统的解决方案。[1]

3.6采用身份验证和授权

当攻击者了解网络的SSID、网络的MAC地址或甚至WEP密钥等信息时，他们可以尝试建立与AP关联。目前，有3种方法在用户建立与无线网络的关联前对他们进行身份验证。开放身份验证通常意味着您只需要向AP提供SSID或使用正确的WEP密钥。开放身份验证的问题在于，如果您没有其他的保护或身份验证机制，那么您的无线网络将是完全开放的，就像其名称所表示的。共享机密身份验证机制类似于“口令一响应”身份验证系统。在STA与AP共享同一个WEP密钥时使用这一机制。STA向AP发送申请，然后AP发回口令。接着，STA利用口令和加密的响应进行回复。这种方法的漏洞在于口令是通过明文传输给STA的，因此如果有人能够同时截取口令和响应，那么他们就可能找到用于加密的密钥。采用其他的身份验证／授权机制。使用802.1x，VPN或证书对无线网络用户进行身份验证和授权。使用客户端证书可以使攻击者几乎无法获得访问权限。

[5]

3.7其他安全措施

除了以上叙述的安全措施手段以外我们还要可以采取一些其他的技术，例如设置附加的第三方数据加密方案，即使信号被盗听也难以理解其中的内容；加强企业内部管理等等的方法来加强WLAN的安全性。

4、结论

无线网络应用越来越广泛，但是随之而来的网络安全问题也越来越突出，在文中分析了WLAN的不安全因素，针对不安全因素给出了解决的安全措施，有效的防范窃听、截取或者修改传输数据、置信攻击、拒绝服务等等的攻击手段，但是由于现在各个无线网络设备生产厂商生产的设备的功能不一样，所以现在在本文中介绍的一些安全措施也许在不同的设备上会有些不一样，但是安全措施的思路是正确的，能够保证无线网络内的用户的信息和传输消息的安全性和保密性，有效地维护无线局域网的安全。

参考文献

[1]李园,王燕鸿,张钺伟,顾伟伟.无线网络安全性威胁及应对措施[J].现代电子技术.2007,(5):91-94.

[2]王秋华,章坚武.浅析无线网络实施的安全措施[J].中国科技信息.2005,(17):18.

[3]边锋.不得不说无线网络安全六种简单技巧[J].计算机与网络.2006,(20):6.