無線局域網(wǎng)通信安全機制的研究

摘 要：隨著通信技術的不斷進步，無線局域網(wǎng)技術也得到了提高和普及，無線局域網(wǎng)的普遍應用給人們帶來了諸多便利。本文對無線局域網(wǎng)中的身份驗證、數(shù)據(jù)加密、信息完整性驗證以及秘鑰管理等機制進行了介紹，分析了當前無線局域網(wǎng)通信中，由于傳播介質(zhì)脆弱、WEP協(xié)議不完善、IPseC缺乏對鏈路層的保護等引起的安全隱患，給出了利用VPN、IEEE802.1x協(xié)議、WAP協(xié)議等進行通信的安全防護措施。

關鍵詞：無線局域網(wǎng)；通信安全；安全隱患；防護措施

1 引言

當前，隨著通信技術和網(wǎng)絡技術的不斷進步，網(wǎng)絡幾乎覆蓋了人類生活的各個領域，對人們傳統(tǒng)的工作、生活、學習方式帶來了巨大變革。近年來，各種智能移動設備的普及，使得通信技術和網(wǎng)絡技術逐步向移動化的方向發(fā)展，人們對移動中接入互聯(lián)網(wǎng)的需求也越來越迫切。

無線局域網(wǎng)（WLAN）技術將無線通信技術和互聯(lián)網(wǎng)有機結合起來，使得在無線網(wǎng)絡覆蓋的范圍內(nèi)，用戶可以隨時隨地接入互聯(lián)網(wǎng)，滿足了人們對移動中接入互聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)實需求。無線局域網(wǎng)具有接入速度快、性價比較高且擴展性強等多種有點，因此得到了十分廣泛的應用[1]。目前，各種智能移動設備逐漸普及，連接無線網(wǎng)絡幾乎已經(jīng)成為這些設備的最為基礎的功能之一，因此，無線局域網(wǎng)技術具有十分廣泛的發(fā)展和應用前景，也是通信領域的重要突破技術之一。

然而，由于無線局域網(wǎng)在一定的覆蓋范圍內(nèi)對用戶是開放的，導致其通信鏈路易被惡意攻擊者非法訪問，用戶利用無線局域網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)時，容易遭到非法竊聽[2]。無線局域網(wǎng)的上述缺點，導致在應用方面受到了一定制約，因此，開展無線局域網(wǎng)的安全防護研究具有十分重要的價值和意義。

2 無線局域網(wǎng)的安全機制

在利用無線局域網(wǎng)信息傳輸時，理想情況是將信息安全可靠地發(fā)送到目的主機，且發(fā)送的信息被接收后，僅有目標主機能夠理解。為了完成上述功能，無線局域網(wǎng)在發(fā)展過程中，在研究人員的努力下，提出了一系列保證信息能夠安全傳送的安全機制，如身份驗證、數(shù)據(jù)加密、信息完整性驗證以及秘鑰管理等等，下面分別詳細介紹這幾種安全機制。

（1）身份驗證機制。由于無線局域網(wǎng)是對外開放的，但是并非所有人都允許接入，必須是授權的用戶才可接入，因此，在用戶請求連接時，無線局域網(wǎng)首先要對用戶的身份進行認證，只有當用戶的身份合法時，才可成功接入。無線局域網(wǎng)的身份認證機制能夠?qū)崿F(xiàn)無線接入點和用戶終端相互之間的身份認證，根據(jù)驗證結果，決定用戶終端是否允許接入[3]。

（2）數(shù)據(jù)加密機制。當信息通過無線網(wǎng)進行傳輸時，無線局域網(wǎng)的開放性導致其傳輸?shù)男畔⒑苋菀妆还粽呓孬@，如果傳輸?shù)氖敲魑臄?shù)據(jù)，則攻擊者可獲得信息的真實內(nèi)容，因此，必須對發(fā)送的信息進行加密。無線局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)加密機制利用加密算法對將要傳輸?shù)男畔⑦M行加密，然后將加密后的信息通過無線信道進行傳輸，傳輸過程中即使攻擊者截獲了信息，也無法輕易知曉信息的真實內(nèi)容，只有合法用戶接收到信息后，利用秘鑰對加密信息進行解密之后才能得到正確的明文信息。

（3）信息完整性驗證機制。數(shù)據(jù)在無線局域網(wǎng)的信道中傳輸時，一方面由于信道不穩(wěn)定導致信息容易丟失，另一方面惡意攻擊者可能對信息進行更改后轉(zhuǎn)發(fā)給目的主機，這導致合法用戶接收到的信息存在錯誤或不完整等問題[4]。無線局域網(wǎng)的信息完整性驗證機制可對接收到的信息是否完整進行檢測和判斷，從而保證合法用戶能夠得到完整準確的信息。

（4）秘鑰管理機制。數(shù)據(jù)的加密和解密離不開秘鑰，而對秘鑰的管理是否科學合理，關系著加密信息能夠安全傳送。無線局域網(wǎng)的秘鑰管理機制對秘鑰的生成、分配等各個環(huán)節(jié)進行管理，以避免秘鑰重用或網(wǎng)絡開銷較大等問題。

3 無線局域網(wǎng)存在的安全威脅

盡管無線局域網(wǎng)采取了一系列安全機制來保證通信的安全性，但是其自身固有的特點以及技術的不完善，導致其仍存在很多安全隱患，主要表現(xiàn)在傳輸介質(zhì)脆弱、保密協(xié)議不完善、Ipse安全性較弱等方面。

傳統(tǒng)的有線局域網(wǎng)通常將集線器或銅線等作為傳輸介質(zhì)，數(shù)據(jù)傳輸過程中可利用安全設備或認為保護，能夠抵御一定的網(wǎng)絡攻擊，安全性較強，但是無線局域網(wǎng)的傳輸介質(zhì)是空氣，容易受到環(huán)境因素的影響，且其開放性導致其容易受到惡意攻擊者的攻擊，因此，其數(shù)據(jù)傳輸過程中的安全性需要進一步提高。

無線局域網(wǎng)通常是在有線等效保密協(xié)議（WEP）的基礎上構建起來的，但是WEP往往無法對無線局域網(wǎng)中的信息傳輸進行十分有效的保護，缺乏完整的認證校驗功能。因此，一旦WEP受到破壞，將嚴重威脅無線局域網(wǎng)的安全性。

4 無線局域網(wǎng)安全防護措施

為了保證無線局域網(wǎng)的安全性，常見的防護措施主要包括：

（1）利用VPN進行通信。VPN即虛擬專用網(wǎng)，通過在公共網(wǎng)絡中建立加密的隧道，將待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行加密和協(xié)議封裝，并將新的協(xié)議頭嵌套進去之后再進行傳輸，從而實現(xiàn)從遠程安全訪問內(nèi)部網(wǎng)絡[5]。VPN作為一種重要的安全通信解決方式，一直受到研究人員和網(wǎng)絡用戶的青睞。利用VPN進行網(wǎng)絡通信，可將無線網(wǎng)絡當做Internet同等對待，將無線網(wǎng)絡通信封裝在防火墻內(nèi)，每個用戶分別與一個VPN相對應，通過VPN與無線網(wǎng)絡相連，這種連接方式能夠?qū)⑼鈦碓O備阻擋在無線網(wǎng)絡之外。

（2）利用IEEE802.1x協(xié)議進行無線網(wǎng)絡安全通信。盡管IEEE802.1x最初的設計主要是針對有線網(wǎng)絡，但是通過研究人員的研究發(fā)現(xiàn)，該協(xié)議更適用于無線網(wǎng)絡。利用IEEE802.1x協(xié)議進行通信時，如果有設備請求接入中心點，則中心點會首先要求改設備提供相應的數(shù)字證書，待設備提交數(shù)字證書后，中心點再將該證書提交給用于認證的遠程撥號用戶服務器。上述過程被包含在EAP中，EAP作為IEEE802.1x中十分重要的功能，主要提供給用戶用于生成其自身的證書發(fā)放方式。

（3）利用WAP協(xié)議進行安全通信。傳統(tǒng)的WEP協(xié)議存在的隱患主要在于秘鑰的傳遞，因為秘鑰在傳遞過程中容易被截獲。WAP對WEP等原有的協(xié)議進行了改進，將秘鑰用TKIP進行傳送，且在對秘鑰管理的過程中，采用與RSA秘鑰管理類似的方式。TKIP協(xié)議利用初始化向量對數(shù)據(jù)包進行編號，使得接收端能夠根據(jù)數(shù)據(jù)包的編號決定是否接收該數(shù)據(jù)包，從而避免了重放攻擊；通過生成臨時秘鑰，降低秘鑰泄露風險；將消息完整性校驗碼封裝在數(shù)據(jù)包中一同發(fā)送，接收者通過對比MIC值判斷是否遭到篡改攻擊，從而采取相應的處理措施

5 結束語

通信技術的不斷進步帶動了無線局域網(wǎng)技術的不斷發(fā)展和普遍應用，給人們工作、生活等方方面面帶來了巨大便利，人們隨時隨地可以利用智能終端連接無線網(wǎng)絡，享受各種網(wǎng)絡服務。盡管無線局域網(wǎng)采用了身份驗證、數(shù)據(jù)加密、信息完整性驗證等多種機制來加強通信的安全性，但仍存在傳輸介質(zhì)脆弱等諸多問題，因此在無線局域網(wǎng)在發(fā)展的同時，對其存在的安全隱患也需要引起高度重視，有必要采取相應的解決或防護措施，確保無線網(wǎng)絡通信的安全性。

參考文獻：

[1]朱海波. 無線局域網(wǎng)通信安全機制探究[J]. 移動信息， 2015 （3）： 82-83.

[2]楊雪. 無線局域網(wǎng)通信安全機制探究[J]. 電子世界， 2013 （19）： 140-141.

[3]顧文琰. 無線局域網(wǎng)安全機制研究[J]. 中國科技博覽， 2014 （40）： 156-156.

作者簡介：

周昆，1982年2月16，男，漢族，湖北省宜城市，大專；湖北致園生態(tài)科技有限公司，研究方向無線局域網(wǎng)。