臺灣博碩士論文加值系統

當無線區域網路的應用愈來愈普遍給我們帶來更多的便利的同時，資訊安全的課題也愈來愈重要。無線網路的安全機制WEP(Wired Equivalent Privacy)採用對稱式串流加密的方式來提供安全保護，參數Initialization Vector為24-bit明文傳送，搭配40-bit或104-bit金鑰，經RC4產生金鑰串流，與明文做簡單互斥或(XOR)運算生成密文，使用不複雜的串流加密方式，搭配無線裝置的運算限制與傳輸時的效率。標準的WEP加密安全性備受爭議，安全性於2001/08[1][2]被學者提出的理論與實際攻擊証實瓦解，破解的棘手問題只在於大量傳輸資料的收集。對於備受爭議的無線區域網路安全性，本文主要就是在討論在801.11 的無線區域網路中，當系統管理者採用了WEP加密演算法之後，可能會面臨的各項可能攻擊，導致資料的不完整或被竊取。本文研究提出改善之Enhanced WEP安全機制，可防現有WEP Key破密攻擊。本研究所提WEP加密演算法之安全改善機制，適用於原有架構下，以軟體外掛方式實現，環境建置成本與系統額外負擔極低，只須少量CPU運算資源，經測試確實可防所建置WEP破密分析平台之攻擊，並能展示其成效，對無線區域網路產業或一般不支援新一代WPA/WPA2技術的舊有產品，不想負擔過於複雜安全建置支出的使用者，皆可應用於加強其產品安全與附加價值。

The IEEE 802.11 standard defines WEP (wired equivalent privacy). WEP is designed to provide data privacy to the level of wired network. WEP protocol is the security mechanism of IEEE802.11 wireless local area network standard. In WEP, the key scheduling algorithm uses either a 64-bit packet key (40-bit secret key plus 24-bit IV) or a 128-bit key (104-bit secret key plus 24-bit IV) to set up the RC4.WEP uses the combination of the initialization vector (IV) and the secret key as the input of RC4 to produce a pseudo random keystream. Then produce the ciphertext by exclusive-or the plaintext and keystream. WEP is vulnerable to several effective attacks. The most effective attack is the known IV attack. This paper describes the secret key is fixed , changes Time Variant Key Scheme, attack is not easier. the increase system security, only complex also increases, This research in view of safely strengthens, proposed enhanced of improvement the WEP safety scheme against existing WEP key attack.

目錄
指導教授推薦書............................................
口試委員會審定書..........................................
論文著作授權書............................................
誌謝............................. .......................vi
中文摘要.................................................vii
Abstract...............................................viii
第一章 簡介...............................................1
第二章 IEEE 802.11標準簡介................................4
2.1 802.11的實體層......................................5
2.2 802.11 的網路基本架構...............................6
2.3 IEEE 802.11 的訊框格式..............................8
2.4 IEEE 802.11 的認証與保密............................10
2.4.1 開放系統式認證 (Open System Authentication) ....11
2.4.2 共享密匙式認證 (Shared Key Authentication) .....11
第三章 有線等效保密演算法................................13
3.1 WEP 演算法特色.....................................13
3.2 WEP加解密運作原理..................................14
3.3串流加密器(Stream Cipher) ..........................15
3.4 RC4 演算法.........................................16
3.5完整演算法(Integrity algorithm) ....................19
3.6 WEP的加解密架構....................................20
3.7WEP加密演算法可能遭受攻擊的問題.....................24
第四章 所提出的新的WEP的加密架構........................29
第五章 破密攻擊模擬環境..................................35
第六章 結論..............................................46


參考文獻.................................................47





圖表目錄
圖2-1 無基礎架構的無線區域網路(Ad Hoc Wireless LAN)........6
圖2-2 有基礎架構的無線區域網路............................7
圖2-3 MAC 訊框格式........................................8
圖2-4 訊框控制欄位格式....................................8
圖2-5 Shared Key認證方式.................................12
圖3-1 鑰匙安排法則(KSA) .................................17
圖3-2 虛擬隨機亂數產生法則(PRNG) ........................18
圖3-3 WEP演算法加密過程..................................22
圖3-4WEP 演算法解密過程..................................24
圖4-1 IV封包明文參數定義.................................30
圖4-2 時變WEP金鑰選擇設定機制...........................31
圖4-3 WEP key時變金鑰架構(1) ............................32
圖4-4 WEP key時變金鑰架構(2) ............................33
圖4-5 WEP key時變金鑰架構(3) ............................34
圖5-1 無線封包擷取示意...................................35
圖5-2無線區域網路封包擷取破解WEP Key系統架構平台........37
圖5-3 NetStumbler........................................37
圖5-4 WinAirCrackPack程式檔..............................38
圖5-5 airodump起始參數設定畫面...........................39
圖5-6 airodump運作截取無線網路封包時畫面.................40
圖5-7 WinAirCrack.exe程式檔..............................41
圖5-8 WEP key的破解圖....................................42
圖5-9 封包量不足的示意圖.................................43
表2-1To DS 與 From DS組合與意義..........................10
表5-1實驗所用設備與作業系統平台.........................44
表5-2實驗所用網路卡.....................................44

[1]S Fluhrer, I Mantin, A Shamir, “Weaknesses in the Key Scheduling Algorithm of RC4”, Eighth Annual Workshop on Selected Areas in Cryptography, 2001 – Springer
[2]Adam Stubblefield, John Ioannidis, Aviel D, Rubin, “ Using the Fluhrer, Mantin, and Shamir Attack to Break WEP”, AT&T Labs Technical Report TD-4ZCPZZ, pp.1-22, 2001
[3]IEEE 802.1X RADIUS Usage.
[4]IEEE 802.11i Draft
[5]WIFI Protected Access Standard
[6]http://www.airopeek.de/
[7]http://www.wildpackets.com/products/demos/apw
[8]http://sourceforge.net/projects/wepcrack/
[9]http://www.wifi.com.ar/download/livecdrouter/
[10]http://www.hacker.org.tw/
[11]謝文川/趙士元/黃立璁, 無線區域網路-安全威脅與防護, 碁峰EE0081, 2005.08(94)
[12] 陳俊利, The Analysis of Data Security in Wired Equivalent Privacy Algorithm for Wireless Local Area Network,中興大學,2002.07(91)
[13] 蔡文章，「無線區域網路WPA 加密之強健性設計」，淡江大學電
機工程學系通訊系統組碩士論文，民國九十三年一月。
[14]黃國倉/邱榮輝, 雙重串流加密器於WEP上之設計與實踐, 第十七屆資訊安全會議 2007 Information Security Conference
[15]李至欽,學會UNIX系統與AWK程式設計,松崗,2000.12