مقدمه
از آن‌جا که شبکه‌های بی سیم، در دنیای کنونی هرچه بیشتر در حال گسترش هستند، و با توجه به ماهیت این دسته از شبکه‌ها، که بر اساس سیگنال‌های رادیویی‌اند، مهم‌ترین نکته در راه استفاده از این تکنولوژی، آگاهی از نقاط قوت و ضعف آن‌ست. نظر به لزوم آگاهی از خطرات استفاده از این شبکه‌ها، با وجود امکانات نهفته در آنها که به‌مدد پیکربندی صحیح می‌توان به‌سطح قابل قبولی از بعد امنیتی دست یافت.
مفاهيم و تعاريف
وقتي از شبكه اطلاع‌رساني سخن به ميان مي‌آيد، اغلب كابل شبكه به عنوان وسيله انتقال داده در نظر گرفته مي‌شود. در حاليكه چندين سال است كه استفاده از شبكه سازي بي‌سيم در دنيا آغازگرديده است. تا همين اواخر يك LAN بي‌سيم با سرعت انتقال پايين و خدمات غيرقابل اعتماد و مترادف بود، اما هم اكنون تكنولوژي‌هاي LAN بي‌سيم خدمات قابل قبولي را با سرعتي كه حداقل براي كاربران معمولي شبكه كابلي پذيرفته شده مي‌باشد، فراهم مي‌كنند.
WLANها )يا LANهاي بي‌سيم) از امواج الكترومغناطيسي (راديويي يا مادون قرمز) براي انتقال اطلاعات از يك نقطه به نقطه ديگر استفاده مي‌كنند. امواج راديويي اغلب به عنوان يك حامل راديويي تلقي مي‌گردن د، چرا كه اين امواج وظيفه انتقال انرژي الكترومغناطيسي از فرستنده را به گيرنده دورتر از خود بعهده دارند. داده هنگام ارسال برروي موج حامل راديويي سوار مي‌شود و در گيرنده نيز به راحتي از موج حامل تفكيك مي‌گردد. به اين عمل مدولاسيون اطلاعات به موج حامل گفته مي‌شود. هنگاميكه داده با موج راديويي حامل مدوله مي‌شود، سيگنال راديويي داراي فركانس‌هاي مختلفي علاوه بر فركانس اصلي موج حامل مي‌گردد. به عبارت ديگر فركانس اطلاعات داده به فركانس موج حامل اضافه مي‌شود. در گيرنده راديويي براي استخراج اطلاعات، گيرنده روي فركانس خاصي تنظيم مي‌گردد و ساير فركانس‌هاي اضافي فیلتر مي‌شوند.
فصل اول
استاندارد شبکه های محلی بی سیم
در ماه ژوئن سال 1997 انجمن مهندسان برق و الكترونيك (IEEE) استاندارد IEEE 802.11-1997 را به عنوان اولين استانداردِ شبكه‌های محلی بی‌سيم منتشر ساخت. اين استاندارد در سال 1999 مجدداً بازنگری شد و نگارش روز آمد شده آن تحت عنوان IEEE 802.11-1999 منتشر شد. استاندارد جاری شبكه‌های محلی بی‌سيم يا همانIEEE 802.11 تحت عنوان ISO/IEC 8802-11:1999، توسط سازمان استاندارد سازی بين‌المللی (ISO) و مؤسسه استانداردهای ملی آمريكا (ANSI) پذيرفته شده است. تكميل اين استاندارد در سال 1997، شكل گيری و پيدايش شبكه سازی محلی بی‌سيم و مبتنی بر استاندارد را به دنبال داشت. استاندارد 1997، پهنای باند 2Mbps را تعريف می‌كند با اين ويژگی كه در شرايط نامساعد و محيط‌های دارای اغتشاش (نويز) اين پهنای باند می‌تواند به مقدار 1Mbps كاهش يابد. روش تلفيق يا مدولاسيون در اين پهنای باند روش DSSS است. بر اساس اين استاندارد پهنای باند 1 Mbps با استفاده از روش مدولاسيون FHSS نيز قابل دستيابی است و در محيط‌های عاری از اغتشاش (نويز) پهنای باند 2 Mbps نيز قابل استفاده است. هر دو روش مدولاسيون در محدوده باند راديويی 2.4 GHz عمل می‌كنند. يكی از نكات جالب توجه در خصوص اين استاندارد استفاده از رسانه مادون قرمز علاوه بر مدولاسيون‌های راديويی DSSS و FHSS به عنوان رسانه انتقال است. ولی كاربرد اين رسانه با توجه به محدوديت حوزه عملياتی آن نسبتاً محدود و نادر است. گروه كاری 802.11 به زير گروه‌های متعددی تقسيم می‌شود. برخی از مهم‌ترين زير گروه‌ها به قرار زير است:
كميته 802.11Eكميته‌ای است كه سعی دارد قابليت QoS اِتـِرنت را در محيط شبكه‌های بی‌سيم ارائه كند. توجه داشته باشيد كه فعاليت‌های اين گروه تمام گونه‌های 802.11 شامل a، b، و g را در بر دارد. اين كميته در نظر دارد كه ارتباط كيفيت سرويس سيمی يا Ethernet QoS را به دنيای بی‌سيم بياورد.
كميته G802.11 كميته‌ای است كه با عنوان 802.11 توسعه يافته نيز شناخته می‌شود. اين كميته در نظر دارد نرخ ارسال داده‌ها در باند فركانسی ISM را افزايش دهد. باند فركانسی ISM يا باند فركانسی صنعتی، پژوهشی، و پزشكی، يك باند فركانسی بدون مجوز است. استفاده از اين باند فركانسی كه در محدوده 2400 مگاهرتز تا 2483.5 مگاهرتز قرار دارد، بر اساس مقررات FCC در كاربردهای تشعشع راديويی نيازی به مجوز ندارد. استاندارد 802.11Gتا كنون نهايی نشده است و مهم‌ترين علت آن رقابت شديد ميان تكنيك‌های مدولاسيون است. اعضاء اين كميته و سازندگان تراشه توافق كرده‌اند كه از تكنيك تسهيم OFDM استفاده نمايند ولی با اين وجود روش PBCC نيز می‌تواند به عنوان يك روش جايگزين و رقيب مطرح باشد.
كميته 802.11Hمسئول تهيه استانداردهای يكنواخت و يكپارچه برای توان مصرفی و نيز توان امواج ارسالی توسط فرستنده‌های مبتنی بر 802.11 است.
فعاليت دو كميته 802.11iو 802.11xدر ابتدا برروی سيستم‌های مبتنی بر 802.11bتمركز داشت. اين دو كميته مسئول تهيه پروتكل‌های جديد امنيت هستند. استاندارد اوليه از الگوريتمی موسوم به WEP استفاده می‌كند كه در آن دو ساختار كليد رمز نگاری به طول 40 و 128 بيت وجود دارد. WEP مشخصاً يك روش رمزنگاری است كه از الگوريتم RC4 برای رمزنگاری فريم‌ها استفاده می‌كند. فعاليت اين كميته در راستای بهبود مسائل امنيتی شبكه‌های محلی بی‌سيم است.
اين استاندارد لايه‌های كنترل دسترسی به رسانه (MAC) و لايه فيزيكی (PHY) در يك شبكه محلی با اتصال بی‌سيم را دربردارد
شبکه‌های بی‌سیم و انواع WWAN , WLAN , WPAN
تکنولوژی شبکه‌های بی‌سیم، با استفاده از انتقال داده‌ها توسط اموج رادیویی، در ساده ترین صورت، به تجهیزات سخت‌افزاری امکان می‌دهد تا بدون‌استفاده از بسترهای فیزیکی همچون سیم و کابل، با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. شبکه‌های بی‌سیم بازه‌ی وسیعی از کاربردها، از ساختارهای پیچیده‌یی چون شبکه‌های بی‌سیم سلولی - که اغلب برای تلفن‌های همراه استفاده می‌شود- و شبکه‌های محلی بی‌سیم (WLAN – Wireless LAN) گرفته تا انوع ساده‌یی چون هدفون‌های بی‌سیم، را شامل می‌شوند. از سوی دیگر با احتساب امواجی همچون مادون قرمز، تمامی تجهیزاتی که از امواج مادون قرمز نیز استفاده می‌کنند، مانند صفحه کلید‌ها، ماوس‌ها و برخی از گوشی‌های همراه، در این دسته‌بندی جای می‌گیرند. طبیعی‌ترین مزیت استفاده از این شبکه‌ها عدم نیاز به ساختار فیزیکی و امکان نقل و انتقال تجهیزات متصل به این‌گونه شبکه‌ها و هم‌چنین امکان ایجاد تغییر در ساختار مجازی آن‌هاست. از نظر ابعاد ساختاری، شبکه‌های بی‌سیم به سه دسته تقسیم می‌گردن د : WWAN، WLAN و WPAN.
مقصود از WWAN، که مخفف Wireless WAN است، شبکه‌هایی با پوشش بی‌سیم بالاست. نمونه‌یی از این شبکه‌ها، ساختار بی‌سیم سلولی مورد استفاده در شبکه‌های تلفن همراه است. WLAN پوششی محدودتر، در حد یک ساختمان یا سازمان، و در ابعاد کوچک یک سالن یا تعدادی اتاق، را فراهم می‌کند. کاربرد شبکه‌های WPAN یا Wireless Personal Area Network برای موارد خانگی است. ارتباطاتی چون Bluetooth و مادون قرمز در این دسته قرار می‌گیرند.
شبکه‌های WPAN از سوی دیگر در دسته‌ی شبکه‌های Ad Hoc نیز قرار می‌گیرند. در شبکه‌های Ad hoc، یک سخت‌افزار، به‌محض ورود به فضای تحت پوشش آن، به‌صورت پویا به شبکه اضافه می‌شود. مثالی از این نوع شبکه‌ها، Bluetooth است. در این نوع، تجهیزات مختلفی از جمله صفحه کلید، ماوس، چاپگر، کامپیوتر کیفی یا جیبی و حتی گوشی تلفن همراه، در صورت قرارگرفتن در محیط تحت پوشش، وارد شبکه شده و امکان رد و بدل داده‌ها با دیگر تجهیزات متصل به شبکه را می‌یابند. تفاوت میان شبکه‌های Ad hoc با شبکه‌های محلی بی‌سیم (WLAN) در ساختار مجازی آن‌هاست. به‌عبارت دیگر، ساختار مجازی شبکه‌های محلی بی‌سیم بر پایه‌ی طرحی ایستاست درحالی‌که شبکه‌های Ad hoc از هر نظر پویا هستند. طبیعی‌ست که در کنار مزایایی که این پویایی برای استفاده کننده‌گان فراهم می‌کند، حفظ امنیت چنین شبکه‌هایی نیز با مشکلات بسیاری همراه است. با این وجود، عملاً یکی از راه حل‌های موجود برای افزایش امنیت در این شبکه‌ها، خصوصاً در انواعی همچون Bluetooth، کاستن از شعاع پوشش سیگنال‌های شبکه است. در واقع مستقل از این حقیقت که عمل‌کرد Bluetooth بر اساس فرستنده و گیرنده‌های کم‌توان استوار است و این مزیت در کامپیوترهای جیبی برتری قابل‌توجه‌یی محسوب می‌گردد، همین کمی توان سخت‌افزار مربوطه، موجب وجود منطقه‌ی محدود تحت پوشش است که در بررسی امنیتی نیز مزیت محسوب می‌گردد. به‌عبارت دیگر این مزیت به‌همراه استفاده از کدهای رمز نه‌چندان پیچیده، تنها حربه‌های امنیتی این دسته از شبکه‌ها به‌حساب می‌آیند.
پارامترهاي مؤثر در انتخاب و پياده‌سازي يك سيستم WLAN
(1برد محدوده پوشش: اثر متقابل اشياء موجود در ساختمان (نظير ديوارها، فلزات و افراد) مي‌تواند بر روي انرژي انتشار اثر بگذارد و در نتيجه برد و محدوده پوشش سيستم را تحت تأثير قرار دهد. براي سيگنالهاي مادون قرمز، اشياي موجود در ساختمان مانعي ديگر بشمار مي‌رود و در نتيجه محدوديتهاي خاصي را در شبكه بوجود مي‌آورد. بيشتر سيستمهاي WLAN از امواج راديويي RF استفاده مي‌كنند، زيرا مي‌تواند از ديوارها و موانع عبور كند. برد (شعاع پوشش) براي سيستمهاي WLAN بين 10 تا 30 متر متغير است.
(2 سرعت انتقال داده: همانند شبكه‌هاي كابلي، سرعت انتقال داده واقعي در شبكه‌هاي بي‌سيم، به نوع محصولات و توپولوژي شبكه بستگي دارد. تعداد كاربران، فاكتورهاي انتشار مانند برد، مسيرهاي ارتباطي، نوع سيستم WLAN استفاده شده، نقاط كور و گلوگاههاي شبكه، از پارامترهاي مهم و تأثيرگذار در سرعت انتقال داده بحساب مي‌آيند. بعنوان يك مقايسه با مودمهاي امروزي (با سرعت 56 كيلو بيت در ثانيه) سرعت عملكرد WLANها در حدود 30 برابر سريعتر از اين مودمهاست.
(3 سازگاري با شبكه‌هاي موجود: بيشتر سيستمهاي WLAN با استانداردهاي صنعتي متداول شبكه‌هاي كابلي نظير Ethernet و Token Ring سازگار است. با نصب درايورهاي مناسب در ايستگاههاي WLAN، سيستمهاي عامل آن ايستگاهها دقيقا مانند ساير ايستگاههاي موجود در شبكه LAN كابلي بكار گرفته مي‌شود.
(4سازگاري با ديگر محصولات :WLAN به سه دليل مشتريان هنگام خريد محصولات WLAN بايد مراقب باشند كه سيستم موردنظر بتواند با ساير محصولات WLAN توليدكنندگان ديگر سازگاري داشته باشد:
1) ممكن است هر محصول از تكنولوژي خاصي استفاده كرده باشد، براي مثال سيستمي كه از فناوري FHSS استفاده كند نمي‌تواند با سيستمي با فناوري DSSS كار كند.
2) اگر فركانس كار دو سيستم با يكديگر يكسان نباشد،حتي در صورت استفاده از فناوري مشابه، امكان كاركردن با يكديگر فراهم نخواهد شد.
3) حتي توليدكنندگان مختلف اگر از يك فناوري و يك فركانس استفاده كنند، بدليل روشهاي مختلف طراحي ممكن است با ساير محصولات ديگر سازگاري نداشته باشد.
(5 تداخل و اثرات متقابل: طبيعت امواج راديويي در سيستمهاي WLAN ايجاب مي‌كند تا سيستمهاي مختلف كه داراي طيفهاي فركانسي يكساني هستند، بر روي يكديگر اثر تداخل داشته باشند. با اين وجود اغلب توليدكنندگان در توليد محصولات خود تمهيداتي را براي مقابله با آن بكار مي‌گيرند، به نحوي كه وجود چند سيستم WLAN نزديك به يكديگر، تداخلي در ديگر سيستمها بوجود نمي‌آورد.
(6 ملاحظات مجوز فركانسي: در اغلب كشورها ارگانهاي ناظر بر تخصيص فركانس راديويي، محدوده فركانس شبكه‌هاي WLAN را مشخص كرده‌اند. اين محدوده ممكن است در همه كشورها يكسان نباشد. معمولا سازندگان تجهيزات WLAN فركانس سيستم را در محدوده مجاز قرار مي‌دهند. در نتيجه كاربر نياز به اخذ مجوز فركانسي ندارد. اين محدوده فركانس به ISM معروف است. محدوده بين‌المللي اين فركانسها 928-902 مگاهرتز،483/2-4/2 گيگاهرتز، 535-15/5 گيگاهرتز و 875/5-725/5 گيگاهرتز است. بنابراين توليدكنندگان تجهيزات WLAN بايد اين محدوده مجوز فركانسي را در سيستمهاي خود رعايت كنند.
(7 سادگي و سهولت استفاده: اغلب كاربران در مورد مزيتهاي WLANها اطلاعات كمي دارند. مي‌دانيم كه سيستم عامل اصولاً به نحوه اتصال سيمي و يا بي‌سيم شبكه وابستگي ندارند. بنابراين برنامه‌هاي كاربردي بر روي شبكه بطور يكسان عمل مي‌نمايند. توليدكنندگان WLAN ابزار مفيدي را براي سنجش وضعيت سيستم و تنظيمات مورد در اختيار كاربران قرار مي‌دهند. مديران شبكه به سادگي مي‌توانند نصب و راه‌اندازي سيستم را با توجه به توپولوژي شبكه موردنظر انجام دهند. در WLAN كليه كاربران بدون نياز به كابل‌كشي مي‌توانند با يكديگر ارتباط برقرار كنند. عدم نياز به كابل‌كشي موجب مي‌شود كه تغييرات، جابجايي و اضافه كردن در شبكه به آساني انجام شود. در نهايت به موجب قابليت جابجايي آسان تجهيزات WLANمدير شبكه مي‌تواند قبل از اينكه تجهيزات شبكه را در مكان اصلي خود نصب كند، ابتدا آنها را راه‌اندازي كند و تمامي مشكلات احتمالي شبكه را برطرف سازد و پس از تاييد نهايي در محل اصلي جايگذاري نمايد و پس از پيكربندي، هرگونه جابجايي از يك نقطه به نقطه ديگر را بدون كمترين تغييرات اصلاح نمايد.
(8 امنيت: از آنجايي كه سرمنشأ فناوري بي‌سيم در كاربردهاي نظامي بوده است، امنيت از جمله مقولات مهم در طراحي سيستمهاي بي‌سيم بشمار مي‌رود. بحث امنيت هم در ساختار تجهيزات WLAN به نحو مطلوبي پيش‌بيني شده است و اين امر شبكه‌هاي بي‌سيم را بسيار امن‌تر از شبكه‌هاي سيمي كرده است. براي گيرنده‌هايي كه دستيابي مجاز به سيگنالهاي دريافتي ندارند، دسترسي به اطلاعات موجود در WLAN بسيار مشكل است. به دليل تكنيكهاي پيشرفته رمزنگاري براي اغلب گيرنده‌هاي غيرمجاز دسترسي به ترافيك شبكه غيرممكن است. عموما گيرنده‌هاي مجاز بايد قبل از ورود به شبكه و دسترسي به اطلاعات آن، از نظر امنيتي مجوز لازم را دارا باشند.
(9 هزينه: براي پياده‌سازي يك WLAN هزينه اصلي شامل دو بخش است: هزينه‌هاي زيرساختار شبكه مانند APهاي شبكه و نيز هزينه كارتهاي شبكه جهت دسترسي كاربران به WLAN.
هزينه‌هاي زيرساختار شبكه به تعداد APهاي موردنياز شبكه بستگي دارد. قيمت يك AP بين 1000 تا2000 دلار مي‌باشد. تعداد APهاي شبكه به شعاع عملكرد شبكه، تعداد كاربران و نوع سرويسهاي موجود در شبكه بستگي دارد و هزينه كارتهاي شبكه با توجه به يك شبكه رايانه‌اي استاندارد حدود 300 تا 500 دلار براي هر كاربر مي‌باشد. هزينه نصب و راه‌اندازي يك شبكه بي‌سيم به دو دليل كمتر از نصب و راه‌اندازي يك شبكه سيمي مي‌باشد:
1)هزينه كابل‌كشي و پيدا كردن مسير مناسب بين كاربران و ساير هزينه‌هاي مربوط به نصب تجهيزات در ساختمان، بخصوص در فواصل طولاني كه استفاده از فيبر نوري يا ساير خطوط گرانقيمت ضروري است، بسيار زياد است.
2)به دليل قابليت جابجايي، اضافه كردن و تغييرات ساده در WLAN، هزينه‌هاي سربار، براي اين تغييرات و تعمير و نگهداري آن بسيار كمتر از شبكه سيمي است.
(10 قابليت گسترش سيستم: با يك شبكه بي‌سيم مي‌توان شبكه‌اي با توپولوژي بسيار ساده تا بسيار پيچيده را طراحي كرد. در شبكه‌هاي بي‌سيم با افزايش تعداد APها يا WBها مي‌توان محدوده فيزيكي تحت پوشش و تعداد كاربران موجود در شبكه را تا حد بسيار زيادي گسترش داد. شعاع عملكرد اين شبكه تا حدود 20 كيلومتر مي‌باشد.
(11 اثرات جانبي: توان خروجي يك سيستم بي‌سيم بسيار پايين است. از آنجايي كه امواج راديويي با افزايش فاصله به سرعت مستهلك مي‌گردن د و در عين حال، افرادي را كه در محدوده تشعشع انرژي RF هستند، تحت تاثير قرار مي‌دهند، بايد ملاحظات حفظ سلامت با توجه به مقررات دولتي رعايت گردد. با اين وجود اثرات مخرب اين سيستمها زياد نمي‌باشد.
منشأ ضعف امنیتی در شبکه‌های بی‌سیم و خطرات معمول
خطر معمول در کلیه‌ی شبکه‌های بی‌سیم مستقل از پروتکل و تکنولوژی مورد نظر، بر مزیت اصلی این تکنولوژی که همان پویایی ساختار، مبتنی بر استفاده از سیگنال‌های رادیویی به‌جای سیم و کابل، استوار است. با استفاده از این سیگنال‌ها و در واقع بدون مرز ساختن پوشش ساختار شبکه، نفوذگران قادرند در صورت شکستن موانع امنیتی نه‌چندان قدرت‌مند این شبکه‌ها، خود را به‌عنوان عضوی از این شبکه‌ها جازده و در صورت تحقق این امر، امکان دست‌یابی به اطلاعات حیاتی، حمله به سرویس دهنده‌گان سازمان و مجموعه، تخریب اطلاعات، ایجاد اختلال در ارتباطات گره‌های شبکه با یکدیگر، تولید داده‌های غیرواقعی و گمراه‌کننده، سوءاستفاده از پهنای‌باند مؤثر شبکه و دیگر فعالیت‌های مخرب وجود دارد.
در مجموع، در تمامی دسته‌های شبکه‌های بی‌سیم، از دید امنیتی حقایقی مشترک صادق است :
- تمامی ضعف‌های امنیتی موجود در شبکه‌های سیمی، در مورد شبکه‌های بی‌سیم نیز صدق می‌کند. در واقع نه تنها هیچ جنبه‌ای چه از لحاظ طراحی و چه از لحاظ ساختاری، خاص شبکه‌های بی‌سیم وجود ندارد که سطح بالاتری از امنیت منطقی را ایجاد کند، بلکه همان گونه که ذکر شد مخاطرات ویژه‌یی را نیز موجب است.
- نفوذگران، با گذر از تدابیر امنیتی موجود، می‌توانند به‌راحتی به منابع اطلاعاتی موجود بر روی سیستم‌های رایانه‌یی دست یابند.
- اطلاعات حیاتی‌یی که یا رمز نشده‌اند و یا با روشی با امنیت پایین رمز شده‌اند، و میان دو گره در شبکه‌های بی‌سیم در حال انتقال می‌باشند، می‌توانند توسط نفوذگران سرقت شده یا تغییر یابند.
- حمله‌های DoS به تجهیزات و سیستم‌های بی‌سیم بسیار متداول است.
- نفوذگران با سرقت کدهای عبور و دیگر عناصر امنیتی مشابه کاربران مجاز در شبکه‌های بی‌سیم، می‌توانند به شبکه‌ی مورد نظر بدون هیچ مانعی متصل گردن د.
- با سرقت عناصر امنیتی، یک نفوذگر می‌تواند رفتار یک کاربر را پایش کند. از این طریق می‌توان به اطلاعات حساس دیگری نیز دست یافت.
- کامپیوترهای قابل حمل و جیبی، که امکان و اجازه‌ی استفاده از شبکه‌ی بی‌سیم را دارند، به‌راحتی قابل سرقت هستند. با سرقت چنین سخت افزارهایی، می‌توان اولین قدم برای نفوذ به شبکه را برداشت.
- یک نفوذگر می‌تواند از نقاط مشترک میان یک شبکه‌ی بی‌سیم در یک سازمان و شبکه‌ی سیمی آن (که در اغلب موارد شبکه‌ی اصلی و حساس‌تری محسوب می‌گردد) استفاده کرده و با نفوذ به شبکه‌ی بی‌سیم عملاً راهی برای دست‌یابی به منابع شبکه‌ی سیمی نیز بیابد.
- در سطحی دیگر، با نفوذ به عناصر کنترل کننده‌ی یک شبکه‌ی بی‌سیم، امکان ایجاد اختلال در عمل‌کرد شبکه نیز وجود دارد.
از آن‌جا که شبکه‌های بی سیم، در دنیای کنونی هرچه بیشتر در حال گسترش هستند، و با توجه به ماهیت این دسته از شبکه‌ها، که بر اساس سیگنال‌های رادیویی‌اند، مهم‌ترین نکته در راه استفاده از این تکنولوژی، آگاهی از نقاط قوت و ضعف آن‌ست. نظر به لزوم آگاهی از خطرات استفاده از این شبکه‌ها، با وجود امکانات نهفته در آنها که به‌مدد پیکربندی صحیح می‌توان به‌سطح قابل قبولی از بعد امنیتی دست یافت.
مفاهيم و تعاريف
وقتي از شبكه اطلاع‌رساني سخن به ميان مي‌آيد، اغلب كابل شبكه به عنوان وسيله انتقال داده در نظر گرفته مي‌شود. در حاليكه چندين سال است كه استفاده از شبكه سازي بي‌سيم در دنيا آغازگرديده است. تا همين اواخر يك LAN بي‌سيم با سرعت انتقال پايين و خدمات غيرقابل اعتماد و مترادف بود، اما هم اكنون تكنولوژي‌هاي LAN بي‌سيم خدمات قابل قبولي را با سرعتي كه حداقل براي كاربران معمولي شبكه كابلي پذيرفته شده مي‌باشد، فراهم مي‌كنند.
WLANها )يا LANهاي بي‌سيم) از امواج الكترومغناطيسي (راديويي يا مادون قرمز) براي انتقال اطلاعات از يك نقطه به نقطه ديگر استفاده مي‌كنند. امواج راديويي اغلب به عنوان يك حامل راديويي تلقي مي‌گردن د، چرا كه اين امواج وظيفه انتقال انرژي الكترومغناطيسي از فرستنده را به گيرنده دورتر از خود بعهده دارند. داده هنگام ارسال برروي موج حامل راديويي سوار مي‌شود و در گيرنده نيز به راحتي از موج حامل تفكيك مي‌گردد. به اين عمل مدولاسيون اطلاعات به موج حامل گفته مي‌شود. هنگاميكه داده با موج راديويي حامل مدوله مي‌شود، سيگنال راديويي داراي فركانس‌هاي مختلفي علاوه بر فركانس اصلي موج حامل مي‌گردد. به عبارت ديگر فركانس اطلاعات داده به فركانس موج حامل اضافه مي‌شود. در گيرنده راديويي براي استخراج اطلاعات، گيرنده روي فركانس خاصي تنظيم مي‌گردد و ساير فركانس‌هاي اضافي فیلتر مي‌شوند.
فصل اول
استاندارد شبکه های محلی بی سیم
در ماه ژوئن سال 1997 انجمن مهندسان برق و الكترونيك (IEEE) استاندارد IEEE 802.11-1997 را به عنوان اولين استانداردِ شبكه‌های محلی بی‌سيم منتشر ساخت. اين استاندارد در سال 1999 مجدداً بازنگری شد و نگارش روز آمد شده آن تحت عنوان IEEE 802.11-1999 منتشر شد. استاندارد جاری شبكه‌های محلی بی‌سيم يا همانIEEE 802.11 تحت عنوان ISO/IEC 8802-11:1999، توسط سازمان استاندارد سازی بين‌المللی (ISO) و مؤسسه استانداردهای ملی آمريكا (ANSI) پذيرفته شده است. تكميل اين استاندارد در سال 1997، شكل گيری و پيدايش شبكه سازی محلی بی‌سيم و مبتنی بر استاندارد را به دنبال داشت. استاندارد 1997، پهنای باند 2Mbps را تعريف می‌كند با اين ويژگی كه در شرايط نامساعد و محيط‌های دارای اغتشاش (نويز) اين پهنای باند می‌تواند به مقدار 1Mbps كاهش يابد. روش تلفيق يا مدولاسيون در اين پهنای باند روش DSSS است. بر اساس اين استاندارد پهنای باند 1 Mbps با استفاده از روش مدولاسيون FHSS نيز قابل دستيابی است و در محيط‌های عاری از اغتشاش (نويز) پهنای باند 2 Mbps نيز قابل استفاده است. هر دو روش مدولاسيون در محدوده باند راديويی 2.4 GHz عمل می‌كنند. يكی از نكات جالب توجه در خصوص اين استاندارد استفاده از رسانه مادون قرمز علاوه بر مدولاسيون‌های راديويی DSSS و FHSS به عنوان رسانه انتقال است. ولی كاربرد اين رسانه با توجه به محدوديت حوزه عملياتی آن نسبتاً محدود و نادر است. گروه كاری 802.11 به زير گروه‌های متعددی تقسيم می‌شود. برخی از مهم‌ترين زير گروه‌ها به قرار زير است:
كميته 802.11Eكميته‌ای است كه سعی دارد قابليت QoS اِتـِرنت را در محيط شبكه‌های بی‌سيم ارائه كند. توجه داشته باشيد كه فعاليت‌های اين گروه تمام گونه‌های 802.11 شامل a، b، و g را در بر دارد. اين كميته در نظر دارد كه ارتباط كيفيت سرويس سيمی يا Ethernet QoS را به دنيای بی‌سيم بياورد.
كميته G802.11 كميته‌ای است كه با عنوان 802.11 توسعه يافته نيز شناخته می‌شود. اين كميته در نظر دارد نرخ ارسال داده‌ها در باند فركانسی ISM را افزايش دهد. باند فركانسی ISM يا باند فركانسی صنعتی، پژوهشی، و پزشكی، يك باند فركانسی بدون مجوز است. استفاده از اين باند فركانسی كه در محدوده 2400 مگاهرتز تا 2483.5 مگاهرتز قرار دارد، بر اساس مقررات FCC در كاربردهای تشعشع راديويی نيازی به مجوز ندارد. استاندارد 802.11Gتا كنون نهايی نشده است و مهم‌ترين علت آن رقابت شديد ميان تكنيك‌های مدولاسيون است. اعضاء اين كميته و سازندگان تراشه توافق كرده‌اند كه از تكنيك تسهيم OFDM استفاده نمايند ولی با اين وجود روش PBCC نيز می‌تواند به عنوان يك روش جايگزين و رقيب مطرح باشد.
كميته 802.11Hمسئول تهيه استانداردهای يكنواخت و يكپارچه برای توان مصرفی و نيز توان امواج ارسالی توسط فرستنده‌های مبتنی بر 802.11 است.
فعاليت دو كميته 802.11iو 802.11xدر ابتدا برروی سيستم‌های مبتنی بر 802.11bتمركز داشت. اين دو كميته مسئول تهيه پروتكل‌های جديد امنيت هستند. استاندارد اوليه از الگوريتمی موسوم به WEP استفاده می‌كند كه در آن دو ساختار كليد رمز نگاری به طول 40 و 128 بيت وجود دارد. WEP مشخصاً يك روش رمزنگاری است كه از الگوريتم RC4 برای رمزنگاری فريم‌ها استفاده می‌كند. فعاليت اين كميته در راستای بهبود مسائل امنيتی شبكه‌های محلی بی‌سيم است.
اين استاندارد لايه‌های كنترل دسترسی به رسانه (MAC) و لايه فيزيكی (PHY) در يك شبكه محلی با اتصال بی‌سيم را دربردارد
شبکه‌های بی‌سیم و انواع WWAN , WLAN , WPAN
تکنولوژی شبکه‌های بی‌سیم، با استفاده از انتقال داده‌ها توسط اموج رادیویی، در ساده ترین صورت، به تجهیزات سخت‌افزاری امکان می‌دهد تا بدون‌استفاده از بسترهای فیزیکی همچون سیم و کابل، با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. شبکه‌های بی‌سیم بازه‌ی وسیعی از کاربردها، از ساختارهای پیچیده‌یی چون شبکه‌های بی‌سیم سلولی - که اغلب برای تلفن‌های همراه استفاده می‌شود- و شبکه‌های محلی بی‌سیم (WLAN – Wireless LAN) گرفته تا انوع ساده‌یی چون هدفون‌های بی‌سیم، را شامل می‌شوند. از سوی دیگر با احتساب امواجی همچون مادون قرمز، تمامی تجهیزاتی که از امواج مادون قرمز نیز استفاده می‌کنند، مانند صفحه کلید‌ها، ماوس‌ها و برخی از گوشی‌های همراه، در این دسته‌بندی جای می‌گیرند. طبیعی‌ترین مزیت استفاده از این شبکه‌ها عدم نیاز به ساختار فیزیکی و امکان نقل و انتقال تجهیزات متصل به این‌گونه شبکه‌ها و هم‌چنین امکان ایجاد تغییر در ساختار مجازی آن‌هاست. از نظر ابعاد ساختاری، شبکه‌های بی‌سیم به سه دسته تقسیم می‌گردن د : WWAN، WLAN و WPAN.
مقصود از WWAN، که مخفف Wireless WAN است، شبکه‌هایی با پوشش بی‌سیم بالاست. نمونه‌یی از این شبکه‌ها، ساختار بی‌سیم سلولی مورد استفاده در شبکه‌های تلفن همراه است. WLAN پوششی محدودتر، در حد یک ساختمان یا سازمان، و در ابعاد کوچک یک سالن یا تعدادی اتاق، را فراهم می‌کند. کاربرد شبکه‌های WPAN یا Wireless Personal Area Network برای موارد خانگی است. ارتباطاتی چون Bluetooth و مادون قرمز در این دسته قرار می‌گیرند.
شبکه‌های WPAN از سوی دیگر در دسته‌ی شبکه‌های Ad Hoc نیز قرار می‌گیرند. در شبکه‌های Ad hoc، یک سخت‌افزار، به‌محض ورود به فضای تحت پوشش آن، به‌صورت پویا به شبکه اضافه می‌شود. مثالی از این نوع شبکه‌ها، Bluetooth است. در این نوع، تجهیزات مختلفی از جمله صفحه کلید، ماوس، چاپگر، کامپیوتر کیفی یا جیبی و حتی گوشی تلفن همراه، در صورت قرارگرفتن در محیط تحت پوشش، وارد شبکه شده و امکان رد و بدل داده‌ها با دیگر تجهیزات متصل به شبکه را می‌یابند. تفاوت میان شبکه‌های Ad hoc با شبکه‌های محلی بی‌سیم (WLAN) در ساختار مجازی آن‌هاست. به‌عبارت دیگر، ساختار مجازی شبکه‌های محلی بی‌سیم بر پایه‌ی طرحی ایستاست درحالی‌که شبکه‌های Ad hoc از هر نظر پویا هستند. طبیعی‌ست که در کنار مزایایی که این پویایی برای استفاده کننده‌گان فراهم می‌کند، حفظ امنیت چنین شبکه‌هایی نیز با مشکلات بسیاری همراه است. با این وجود، عملاً یکی از راه حل‌های موجود برای افزایش امنیت در این شبکه‌ها، خصوصاً در انواعی همچون Bluetooth، کاستن از شعاع پوشش سیگنال‌های شبکه است. در واقع مستقل از این حقیقت که عمل‌کرد Bluetooth بر اساس فرستنده و گیرنده‌های کم‌توان استوار است و این مزیت در کامپیوترهای جیبی برتری قابل‌توجه‌یی محسوب می‌گردد، همین کمی توان سخت‌افزار مربوطه، موجب وجود منطقه‌ی محدود تحت پوشش است که در بررسی امنیتی نیز مزیت محسوب می‌گردد. به‌عبارت دیگر این مزیت به‌همراه استفاده از کدهای رمز نه‌چندان پیچیده، تنها حربه‌های امنیتی این دسته از شبکه‌ها به‌حساب می‌آیند.
پارامترهاي مؤثر در انتخاب و پياده‌سازي يك سيستم WLAN
(1برد محدوده پوشش: اثر متقابل اشياء موجود در ساختمان (نظير ديوارها، فلزات و افراد) مي‌تواند بر روي انرژي انتشار اثر بگذارد و در نتيجه برد و محدوده پوشش سيستم را تحت تأثير قرار دهد. براي سيگنالهاي مادون قرمز، اشياي موجود در ساختمان مانعي ديگر بشمار مي‌رود و در نتيجه محدوديتهاي خاصي را در شبكه بوجود مي‌آورد. بيشتر سيستمهاي WLAN از امواج راديويي RF استفاده مي‌كنند، زيرا مي‌تواند از ديوارها و موانع عبور كند. برد (شعاع پوشش) براي سيستمهاي WLAN بين 10 تا 30 متر متغير است.
(2 سرعت انتقال داده: همانند شبكه‌هاي كابلي، سرعت انتقال داده واقعي در شبكه‌هاي بي‌سيم، به نوع محصولات و توپولوژي شبكه بستگي دارد. تعداد كاربران، فاكتورهاي انتشار مانند برد، مسيرهاي ارتباطي، نوع سيستم WLAN استفاده شده، نقاط كور و گلوگاههاي شبكه، از پارامترهاي مهم و تأثيرگذار در سرعت انتقال داده بحساب مي‌آيند. بعنوان يك مقايسه با مودمهاي امروزي (با سرعت 56 كيلو بيت در ثانيه) سرعت عملكرد WLANها در حدود 30 برابر سريعتر از اين مودمهاست.
(3 سازگاري با شبكه‌هاي موجود: بيشتر سيستمهاي WLAN با استانداردهاي صنعتي متداول شبكه‌هاي كابلي نظير Ethernet و Token Ring سازگار است. با نصب درايورهاي مناسب در ايستگاههاي WLAN، سيستمهاي عامل آن ايستگاهها دقيقا مانند ساير ايستگاههاي موجود در شبكه LAN كابلي بكار گرفته مي‌شود.
(4سازگاري با ديگر محصولات :WLAN به سه دليل مشتريان هنگام خريد محصولات WLAN بايد مراقب باشند كه سيستم موردنظر بتواند با ساير محصولات WLAN توليدكنندگان ديگر سازگاري داشته باشد:
1) ممكن است هر محصول از تكنولوژي خاصي استفاده كرده باشد، براي مثال سيستمي كه از فناوري FHSS استفاده كند نمي‌تواند با سيستمي با فناوري DSSS كار كند.
2) اگر فركانس كار دو سيستم با يكديگر يكسان نباشد،حتي در صورت استفاده از فناوري مشابه، امكان كاركردن با يكديگر فراهم نخواهد شد.
3) حتي توليدكنندگان مختلف اگر از يك فناوري و يك فركانس استفاده كنند، بدليل روشهاي مختلف طراحي ممكن است با ساير محصولات ديگر سازگاري نداشته باشد.
(5 تداخل و اثرات متقابل: طبيعت امواج راديويي در سيستمهاي WLAN ايجاب مي‌كند تا سيستمهاي مختلف كه داراي طيفهاي فركانسي يكساني هستند، بر روي يكديگر اثر تداخل داشته باشند. با اين وجود اغلب توليدكنندگان در توليد محصولات خود تمهيداتي را براي مقابله با آن بكار مي‌گيرند، به نحوي كه وجود چند سيستم WLAN نزديك به يكديگر، تداخلي در ديگر سيستمها بوجود نمي‌آورد.
(6 ملاحظات مجوز فركانسي: در اغلب كشورها ارگانهاي ناظر بر تخصيص فركانس راديويي، محدوده فركانس شبكه‌هاي WLAN را مشخص كرده‌اند. اين محدوده ممكن است در همه كشورها يكسان نباشد. معمولا سازندگان تجهيزات WLAN فركانس سيستم را در محدوده مجاز قرار مي‌دهند. در نتيجه كاربر نياز به اخذ مجوز فركانسي ندارد. اين محدوده فركانس به ISM معروف است. محدوده بين‌المللي اين فركانسها 928-902 مگاهرتز،483/2-4/2 گيگاهرتز، 535-15/5 گيگاهرتز و 875/5-725/5 گيگاهرتز است. بنابراين توليدكنندگان تجهيزات WLAN بايد اين محدوده مجوز فركانسي را در سيستمهاي خود رعايت كنند.
(7 سادگي و سهولت استفاده: اغلب كاربران در مورد مزيتهاي WLANها اطلاعات كمي دارند. مي‌دانيم كه سيستم عامل اصولاً به نحوه اتصال سيمي و يا بي‌سيم شبكه وابستگي ندارند. بنابراين برنامه‌هاي كاربردي بر روي شبكه بطور يكسان عمل مي‌نمايند. توليدكنندگان WLAN ابزار مفيدي را براي سنجش وضعيت سيستم و تنظيمات مورد در اختيار كاربران قرار مي‌دهند. مديران شبكه به سادگي مي‌توانند نصب و راه‌اندازي سيستم را با توجه به توپولوژي شبكه موردنظر انجام دهند. در WLAN كليه كاربران بدون نياز به كابل‌كشي مي‌توانند با يكديگر ارتباط برقرار كنند. عدم نياز به كابل‌كشي موجب مي‌شود كه تغييرات، جابجايي و اضافه كردن در شبكه به آساني انجام شود. در نهايت به موجب قابليت جابجايي آسان تجهيزات WLANمدير شبكه مي‌تواند قبل از اينكه تجهيزات شبكه را در مكان اصلي خود نصب كند، ابتدا آنها را راه‌اندازي كند و تمامي مشكلات احتمالي شبكه را برطرف سازد و پس از تاييد نهايي در محل اصلي جايگذاري نمايد و پس از پيكربندي، هرگونه جابجايي از يك نقطه به نقطه ديگر را بدون كمترين تغييرات اصلاح نمايد.
(8 امنيت: از آنجايي كه سرمنشأ فناوري بي‌سيم در كاربردهاي نظامي بوده است، امنيت از جمله مقولات مهم در طراحي سيستمهاي بي‌سيم بشمار مي‌رود. بحث امنيت هم در ساختار تجهيزات WLAN به نحو مطلوبي پيش‌بيني شده است و اين امر شبكه‌هاي بي‌سيم را بسيار امن‌تر از شبكه‌هاي سيمي كرده است. براي گيرنده‌هايي كه دستيابي مجاز به سيگنالهاي دريافتي ندارند، دسترسي به اطلاعات موجود در WLAN بسيار مشكل است. به دليل تكنيكهاي پيشرفته رمزنگاري براي اغلب گيرنده‌هاي غيرمجاز دسترسي به ترافيك شبكه غيرممكن است. عموما گيرنده‌هاي مجاز بايد قبل از ورود به شبكه و دسترسي به اطلاعات آن، از نظر امنيتي مجوز لازم را دارا باشند.
(9 هزينه: براي پياده‌سازي يك WLAN هزينه اصلي شامل دو بخش است: هزينه‌هاي زيرساختار شبكه مانند APهاي شبكه و نيز هزينه كارتهاي شبكه جهت دسترسي كاربران به WLAN.
هزينه‌هاي زيرساختار شبكه به تعداد APهاي موردنياز شبكه بستگي دارد. قيمت يك AP بين 1000 تا2000 دلار مي‌باشد. تعداد APهاي شبكه به شعاع عملكرد شبكه، تعداد كاربران و نوع سرويسهاي موجود در شبكه بستگي دارد و هزينه كارتهاي شبكه با توجه به يك شبكه رايانه‌اي استاندارد حدود 300 تا 500 دلار براي هر كاربر مي‌باشد. هزينه نصب و راه‌اندازي يك شبكه بي‌سيم به دو دليل كمتر از نصب و راه‌اندازي يك شبكه سيمي مي‌باشد:
1)هزينه كابل‌كشي و پيدا كردن مسير مناسب بين كاربران و ساير هزينه‌هاي مربوط به نصب تجهيزات در ساختمان، بخصوص در فواصل طولاني كه استفاده از فيبر نوري يا ساير خطوط گرانقيمت ضروري است، بسيار زياد است.
2)به دليل قابليت جابجايي، اضافه كردن و تغييرات ساده در WLAN، هزينه‌هاي سربار، براي اين تغييرات و تعمير و نگهداري آن بسيار كمتر از شبكه سيمي است.
(10 قابليت گسترش سيستم: با يك شبكه بي‌سيم مي‌توان شبكه‌اي با توپولوژي بسيار ساده تا بسيار پيچيده را طراحي كرد. در شبكه‌هاي بي‌سيم با افزايش تعداد APها يا WBها مي‌توان محدوده فيزيكي تحت پوشش و تعداد كاربران موجود در شبكه را تا حد بسيار زيادي گسترش داد. شعاع عملكرد اين شبكه تا حدود 20 كيلومتر مي‌باشد.
(11 اثرات جانبي: توان خروجي يك سيستم بي‌سيم بسيار پايين است. از آنجايي كه امواج راديويي با افزايش فاصله به سرعت مستهلك مي‌گردن د و در عين حال، افرادي را كه در محدوده تشعشع انرژي RF هستند، تحت تاثير قرار مي‌دهند، بايد ملاحظات حفظ سلامت با توجه به مقررات دولتي رعايت گردد. با اين وجود اثرات مخرب اين سيستمها زياد نمي‌باشد.
منشأ ضعف امنیتی در شبکه‌های بی‌سیم و خطرات معمول
خطر معمول در کلیه‌ی شبکه‌های بی‌سیم مستقل از پروتکل و تکنولوژی مورد نظر، بر مزیت اصلی این تکنولوژی که همان پویایی ساختار، مبتنی بر استفاده از سیگنال‌های رادیویی به‌جای سیم و کابل، استوار است. با استفاده از این سیگنال‌ها و در واقع بدون مرز ساختن پوشش ساختار شبکه، نفوذگران قادرند در صورت شکستن موانع امنیتی نه‌چندان قدرت‌مند این شبکه‌ها، خود را به‌عنوان عضوی از این شبکه‌ها جازده و در صورت تحقق این امر، امکان دست‌یابی به اطلاعات حیاتی، حمله به سرویس دهنده‌گان سازمان و مجموعه، تخریب اطلاعات، ایجاد اختلال در ارتباطات گره‌های شبکه با یکدیگر، تولید داده‌های غیرواقعی و گمراه‌کننده، سوءاستفاده از پهنای‌باند مؤثر شبکه و دیگر فعالیت‌های مخرب وجود دارد.
در مجموع، در تمامی دسته‌های شبکه‌های بی‌سیم، از دید امنیتی حقایقی مشترک صادق است :
- تمامی ضعف‌های امنیتی موجود در شبکه‌های سیمی، در مورد شبکه‌های بی‌سیم نیز صدق می‌کند. در واقع نه تنها هیچ جنبه‌ای چه از لحاظ طراحی و چه از لحاظ ساختاری، خاص شبکه‌های بی‌سیم وجود ندارد که سطح بالاتری از امنیت منطقی را ایجاد کند، بلکه همان گونه که ذکر شد مخاطرات ویژه‌یی را نیز موجب است.
- نفوذگران، با گذر از تدابیر امنیتی موجود، می‌توانند به‌راحتی به منابع اطلاعاتی موجود بر روی سیستم‌های رایانه‌یی دست یابند.
- اطلاعات حیاتی‌یی که یا رمز نشده‌اند و یا با روشی با امنیت پایین رمز شده‌اند، و میان دو گره در شبکه‌های بی‌سیم در حال انتقال می‌باشند، می‌توانند توسط نفوذگران سرقت شده یا تغییر یابند.
- حمله‌های DoS به تجهیزات و سیستم‌های بی‌سیم بسیار متداول است.
- نفوذگران با سرقت کدهای عبور و دیگر عناصر امنیتی مشابه کاربران مجاز در شبکه‌های بی‌سیم، می‌توانند به شبکه‌ی مورد نظر بدون هیچ مانعی متصل گردن د.
- با سرقت عناصر امنیتی، یک نفوذگر می‌تواند رفتار یک کاربر را پایش کند. از این طریق می‌توان به اطلاعات حساس دیگری نیز دست یافت.
- کامپیوترهای قابل حمل و جیبی، که امکان و اجازه‌ی استفاده از شبکه‌ی بی‌سیم را دارند، به‌راحتی قابل سرقت هستند. با سرقت چنین سخت افزارهایی، می‌توان اولین قدم برای نفوذ به شبکه را برداشت.
- یک نفوذگر می‌تواند از نقاط مشترک میان یک شبکه‌ی بی‌سیم در یک سازمان و شبکه‌ی سیمی آن (که در اغلب موارد شبکه‌ی اصلی و حساس‌تری محسوب می‌گردد) استفاده کرده و با نفوذ به شبکه‌ی بی‌سیم عملاً راهی برای دست‌یابی به منابع شبکه‌ی سیمی نیز بیابد.
- در سطحی دیگر، با نفوذ به عناصر کنترل کننده‌ی یک شبکه‌ی بی‌سیم، امکان ایجاد اختلال در عمل‌کرد شبکه نیز وجود دارد.
ستایش یعنی این حسی که دارم
:)