真实环境下的Wi-Fi个人通信安全性分析

摘要

针对Wi-Fi个人通信中安全脆弱的问题,提出了一种基于WAP3规范的安全性增强方案,采用理论分析与实验验证相结合的方法进行Wi-Fi安全性研究。首先,对Wi-Fi通信中主流如的安全协议有线等效私密性(WEP)协议和计数器模式下密文分组链接消息验证码认证协议(CCMP)进行了安全性理论分析,分析结果显示它们在安全算法和协议时序中都存在较严重的脆弱性问题,其中密码算法莱维斯特加密(ARC4)算法提供的安全保护等级低于高级加密标准(AES)算法。其次,在实际的Wi-Fi个人通信环境下进行安全性实验测试,实验结果显示了ARC4和AES算法都随着密钥长度的增加破译难度提高,相应恢复密钥所需的时间呈现出非二进制指数的增长趋势,可在有限的计算资源条件下快速恢复出密钥。在相同的密钥长度和计算资源下,恢复AES密钥所需的时间比ARC4的要多一倍以上。最后,WPA3规范支持对等实体同时验证(SAE)双向认证和高强度的加密算法,弥补了WEP协议和CCMP的主要不足,在与WPA2同样的实验环境下,连续破译一个月还未能恢复出WPA3中的AES密钥,WPA3可显著提高无线个人通信的安全性;但WPA3需持续改进,增强抵抗拒绝服务攻击的能力,逼近至一种理想的安全水平。