3.1 Características de WPA
Las principales características de WPA son la distribución dinámica de claves, utilización más robusta del vector de inicialización (mejora de la confidencialidad) y nuevas técnicas de integridad y autentificación.
WPA incluye las siguientes tecnologías:
IEEE 802.1X. Estándar del IEEE de 2001 [10] para proporcionar un control de acceso en redes basadas en puertos. El concepto de puerto, en un principio pensado para las ramas de un switch, también se puede aplicar a las distintas conexiones de un punto de acceso con las estaciones. Las estaciones tratarán entonces de conectarse a un puerto del punto de acceso. El punto de acceso mantendrá el puerto bloqueado hasta que el usuario se autentifique. Con este fin se utiliza el protocolo EAP [11] y un servidor AAA (Authentication Authorization Accounting) como puede ser RADIUS (Remote Authentication Dial-In User Service) [12]. Si la autorización es positiva, entonces el punto de acceso abre el puerto. El servidor RADIUS puede contener políticas para ese usuario concreto que podría aplicar el punto de acceso (como priorizar ciertos tráficos o descartar otros).
EAP. EAP, definido en la RFC 2284 [11], es el protocolo de autentificación extensible para llevar a cabo las tareas de autentificación, autorización y contabilidad. EAP fue diseñado originalmente para el protocolo PPP (Point-to-Point Protocol) [13], aunque WPA lo utiliza entre la estación y el servidor RADIUS. Esta forma de encapsulación de EAP está definida en el estándar 802.1X bajo el nombre de EAPOL (EAP over LAN) [10].
TKIP (Temporal Key Integrity Protocol). Según indica Wi-Fi, es el protocolo encargado de la generación de la clave para cada trama [4].
MIC (Message Integrity Code) o Michael. Código que verifica la integridad de los datos de las tramas [4].
3.2 Mejoras de WPA respecto a WEP
WPA soluciona la debilidad del vector de inicialización (IV) de WEP mediante la inclusión de vectores del doble de longitud (48 bits) y especificando reglas de secuencia que los fabricantes deben implementar. Los 48 bits permiten generar 2 elevado a 48 combinaciones de claves diferentes, lo cual parece un número suficientemente elevado como para tener duplicados. El algoritmo utilizado por WPA sigue siendo RC4. La secuencia de los IV, conocida por ambos extremos de la comunicación, se puede utilizar para evitar ataques de repetición de tramas (replay).
Para la integridad de los mensajes (ICV), se ha eliminado el CRC-32 que se demostró inservible en WEP y se ha incluido un nuevo código denominado MIC.
Las claves ahora son generadas dinámicamente y distribuidas de forma automática por lo que se evita tener que modificarlas manualmente en cada uno de los elementos de red cada cierto tiempo, como ocurría en WEP.
Para la autentificación, se sustituye el mecanismo de autentificación de secreto compartido de WEP así como la posibilidad de verificar las direcciones MAC de las estaciones por la terna 802.1X / EAP / RADIUS. Su inconveniente es que requiere de una mayor infraestructura: un servidor RADIUS funcionando en la red, aunque también podría utilizarse un punto de acceso con esta funcionalidad.
3.3 Modos de funcionamiento de WPA
WPA puede funcionar en dos modos:
Con servidor AAA, RADIUS normalmente. Este es el modo indicado para las empresas. Requiere un servidor configurado para desempeñar las tareas de autentificación, autorización y contabilidad.
Con clave inicial compartida (PSK). Este modo está orientado para usuarios domésticos o pequeñas redes. No requiere un servidor AAA, sino que se utiliza una clave compartida en las estaciones y punto de acceso. Al contrario que en WEP, esta clave sólo se utiliza como punto de inicio para la autentificación, pero no para el cifrado de los datos.
4 WPA2 (IEEE 802.11i)
802.11i [3] es el nuevo estándar del IEEE para proporcionar seguridad en redes WLAN. Se espera que esté concluido todo el proceso de estandarización para mediados de 2004. Wi-Fi [4] está haciendo una implementación completa del estándar en la especificación WPA2.
Sus especificaciones no son públicas por lo que la cantidad de información disponible en estos momentos es realmente escasa.
WPA2 incluye el nuevo algoritmo de cifrado AES (Advanced Encryption Standard), desarrollado por el NIS [14]. Se trata de un algoritmo de cifrado de bloque (RC4 es de flujo) con claves de 128 bits. Requerirá un hardware potente para realizar sus algoritmos. Este aspecto es importante puesto que significa que dispositivos antiguos sin suficientes capacidades de proceso no podrán incorporar WPA2.
Para el aseguramiento de la integridad y autenticidad de los mensajes, WPA2 utiliza CCMP (Counter-Mode / Cipher Block Chaining / Message Authentication Code Protocol) en lugar de los códigos MIC.
Otra mejora respecto a WPA es que WPA2 incluirá soporte no sólo para el modo BSS sino también para el modo IBSS (redes ad-hoc).
5 Conclusiones
La seguridad en las redes inalámbricas es un aspecto crítico que no se puede descuidar. Debido a que las transmisiones viajan por un medio no seguro, se requieren mecanismos que aseguren la confidencialidad de los datos así como su integridad y autenticidad.
El sistema WEP, incluido en la norma IEEE 802.11 para proporcionar seguridad, tiene distintas debilidades que lo hacen no seguro, por lo que deben buscarse alternativas.
Tanto la especificación WPA como IEEE 802.11i solucionan todos los fallos conocidos de WEP y, en estos momentos, se consideran soluciones fiables.
La ventaja de WPA es que no requiere de actualizaciones de hardware en los equipos. Mientras no se descubran problemas de seguridad en WPA, esta implementación puede ser suficiente en los dispositivos para los próximos meses.
La apuesta de seguridad del IEEE para sustituir al desafortunado WEP, 802.11i, todavía está pendiente de ser estudiada en profundidad por investigadores debido a que sus especificaciones no son públicas.
Abstract. Security is a critical issue in wireless networks because it’s easy that an eavesdropper listen to the packets transmitted. The IEEE 802.11 standard includes Wired Equivalent Privacy (WEP) to secure link-layer communications. However, this method has been broken using several ways. This article explains the most important security flaws of WEP and proposes new alternatives to this protocol. The protocol developed to replace WEP will be IEEE 802.11i (WPA2). But before the ratification of this new standard, expected in June 2004, it is already available a specification from Wi-Fi called WPA, which is a subset of IEEE 802.11i technologies.
Referencias
[1] Institute of Electrical and Electronics Engineers: www.ieee.org
[2] "Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications”, ANSI/IEEE Std 802.11, 1999 Edition.
[3] Grupo de trabajo de IEEE 802.11i: grouper.ieee.org/groups/802/11/
[4] Wireless Fidelity Alliance: www.wi-fi.org
[5] Wi-Fi Protected Access: www.wi-fi.org/ opensection/protected_access.asp
[6] N. Borisov, I. Goldberg, D. Wagner, "Intercepting mobile communications: The insecurity of 802.11”, julio de 2001.
[7] S. Fluhrer, I. Mantin, A. Shamir, "Weaknesses in the Key Scheduling Algorithm of RC4”, agosto de 2001.
[8] W. A. Arbaugh, N. Shankar, Y.C. Justin Wan, "Your 802.11 Wireless Network has No Clothes”, 2001.
[9] H. Krawczyk, M. Bellare, R. Canetti, "HMAC: Keyed-hashing for message authentication”, febrero de 1997.
[10] "Port-Based Network Access Control”, IEEE Std 802.1X-2001, junio de 2001.
[11] L. Blunk, J. Vollbrecht, "PPP Extensible Authentication Protocol (EAP)”, RFC 2284, marzo de 1998.
[12] C. Rigney, S. Willens, A. Rubens, W. Simpson, "Remote Authentication Dial In User Service (RADIUS)”, RFC 2865, junio de 2000.
[13] W. Simpson, "The Point-to-Point Protocol (PPP)”, RFC 1661, julio de 1994.
[14] Computer Security Resource Center, National Institute of Standards and Technology: csrc.nist.gov
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