校園無線網(wǎng)絡(luò)安全管理的研究

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1、校園無線網(wǎng)絡(luò)安全管理的研究校園無線網(wǎng)絡(luò)安全管理的研究目 錄一、校園無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用優(yōu)勢（一）以最小化成本實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接入最大化（二）突破地點(diǎn)限制連接“信息孤島”（三）繼承有線網(wǎng)絡(luò)的便捷化管理二、高校無線網(wǎng)路安全問題（一）手機(jī)病毒的攻擊（二）黑客惡意攻擊（三）用戶安全意識淡薄三、校園無線網(wǎng)絡(luò)的安全技術(shù)分析（一）物理地址（MAC）過濾（二）服務(wù)區(qū)標(biāo)識符(SSID)匹配（三）WEP 加密機(jī)制（四）WPA 加密機(jī)制（五）IEEE 802.11i 標(biāo)準(zhǔn)結(jié)語參考文獻(xiàn) 校園無線網(wǎng)絡(luò)安全管理的研究 摘 要 在世界各國信息聯(lián)系更加緊密的時(shí)候，創(chuàng)建數(shù)字化校園浪潮隨之出現(xiàn)，當(dāng)前，國內(nèi)大多數(shù)學(xué)校的有線網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建大致結(jié)束，且在

2、持續(xù)健全中。在學(xué)校網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上持續(xù)拓展和延伸，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)憑借自身便利性的優(yōu)點(diǎn)，也開始得到眾多師生的喜歡和認(rèn)可，進(jìn)而變成大眾推崇的學(xué)校新寵。本文主要從學(xué)校無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)著手，研究學(xué)校無線網(wǎng)路安全現(xiàn)狀，且指出當(dāng)前無線網(wǎng)絡(luò)的安全技術(shù)。關(guān)鍵詞：無線網(wǎng)絡(luò)；安全管理；校園 一、校園無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用優(yōu)勢（一）以最小化成本實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接入最大化和升級現(xiàn)有有線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行比較，創(chuàng)建全新無線網(wǎng)絡(luò)，就是目前節(jié)約教育費(fèi)用的最佳方式。第一，有線網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建的初期網(wǎng)絡(luò)布線項(xiàng)目，不只施工時(shí)間長，此外對周圍環(huán)境影響較大。在施工過程中，和和需要破墻掘地、穿線架管。其中無線網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)建就可以避免網(wǎng)絡(luò)布線的任務(wù)量，在具體創(chuàng)建時(shí)期，通常只要裝置

3、一個或眾多接入點(diǎn)AccessPoint（也就是AP）設(shè)施，就能創(chuàng)建覆蓋所有建筑或區(qū)域的局域網(wǎng)絡(luò)。顯然無線網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷水平較低，不能無限容納網(wǎng)絡(luò)接入，然而構(gòu)建無線網(wǎng)絡(luò)在一定程度上可以通過較低費(fèi)用最大程度達(dá)到用戶需要。其次，在后續(xù)升級中，無線網(wǎng)絡(luò)可以節(jié)約大量費(fèi)用。延伸有線組網(wǎng)需要按照長久計(jì)劃提早增設(shè)網(wǎng)絡(luò)電纜，因此需要投入較多的資金。此外，電纜預(yù)埋方式也需要承擔(dān)后續(xù)投入使用時(shí)所增設(shè)電纜現(xiàn)已落伍的風(fēng)險(xiǎn)。其中無線組網(wǎng)就不需要上述超前投入，也不需要擔(dān)負(fù)相應(yīng)的投資風(fēng)險(xiǎn)，需要依照目前需求直接建設(shè)，其創(chuàng)建之后的擴(kuò)建相對簡單直接。最終，無線網(wǎng)絡(luò)所具備的專業(yè)拓展性也許可以完成持續(xù)增加網(wǎng)絡(luò)接入的工作。無線網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)備眾多架構(gòu)

4、組合模式，可以依照多種用戶的現(xiàn)實(shí)需求，自主挑選，隨便組合。從現(xiàn)有較少用戶的小型網(wǎng)絡(luò)到數(shù)千用戶的大型網(wǎng)絡(luò)的拓展升級，在無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)范疇呢也是非常容易的事情。在硬件部分，需要增添接入點(diǎn)設(shè)施。在軟件部分，也需要設(shè)定軟件。另外，無線網(wǎng)絡(luò)具備大部分有線網(wǎng)絡(luò)不具備的功能，比如漫游等。（二）突破地點(diǎn)限制連接“信息孤島”信息孤島（information island）也被叫做孤島式或者煙囪式信息系統(tǒng)，表示不能和其余有關(guān)信息系統(tǒng)開展互動操作或者配合活動的信息問題。創(chuàng)建校園網(wǎng)，最關(guān)鍵的是處理關(guān)鍵信息中心彼此間的聯(lián)網(wǎng)，通常在重要信息中心比如圖書館內(nèi)，使用光纖網(wǎng)絡(luò)。其中大學(xué)生活動中心，博物館等人數(shù)不多的地區(qū)數(shù)據(jù)接通線

5、路不多，所以成為信息孤島。創(chuàng)建無線網(wǎng)絡(luò)，能夠充分且完善的覆蓋當(dāng)前學(xué)校全部建筑，即便是相對偏遠(yuǎn)的室外也可以順利連接互聯(lián)網(wǎng)，進(jìn)而打破網(wǎng)絡(luò)接入地區(qū)的約束。（三）繼承有線網(wǎng)絡(luò)的便捷化管理使用無線接入的形式來進(jìn)入校園網(wǎng)，在安全維護(hù)部分不用其他多余投入。此外在管理部分，就能始終使用有線網(wǎng)絡(luò)的管理形式，也就是設(shè)定防火墻，限定去除指定IP段之外的用戶訪問，給不同用戶劃分對應(yīng)的使用權(quán)限。另外，創(chuàng)建無線網(wǎng)絡(luò)，不用對現(xiàn)有的多種信息系統(tǒng)比如教務(wù)管理，圖書瀏覽等系統(tǒng)開展相應(yīng)的延伸。然而假如有現(xiàn)實(shí)需求，也能研發(fā)多種終端應(yīng)用，比如使用手機(jī)應(yīng)用來完成點(diǎn)對點(diǎn)的教學(xué)監(jiān)管?？偠灾?，當(dāng)前無線網(wǎng)絡(luò)在學(xué)校內(nèi)的使用一般需要填補(bǔ)有線網(wǎng)絡(luò)的

6、空缺，比如增加接入點(diǎn)，打破網(wǎng)絡(luò)的地區(qū)約束等等。詳細(xì)的說，其主要應(yīng)用在下述多個五個場景或環(huán)境中：使用在于教學(xué)。把此類網(wǎng)絡(luò)信號輻射到重要教學(xué)地區(qū)，比如圖書館內(nèi)、各個教學(xué)樓的多媒體教室等；使用在圖書館。把此類網(wǎng)覆蓋到整個圖書館，學(xué)生和老師可以方便的使用無線網(wǎng)絡(luò)，發(fā)掘數(shù)字圖書館內(nèi)的多種功能；使用在行政辦公。把此類網(wǎng)覆蓋到學(xué)校眾多學(xué)校的重要辦公樓或重要辦公地區(qū)，為重要辦公地區(qū)準(zhǔn)備無線網(wǎng)絡(luò)，促使行政人員的工作不受限制，進(jìn)而提升當(dāng)前教職工的工作效率；使用在教職工和學(xué)生周圍。處理當(dāng)前眾多學(xué)生和老師的現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)需求；充當(dāng)無線應(yīng)急系統(tǒng)。在有線網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題時(shí)變成應(yīng)急系統(tǒng)，或者在重大項(xiàng)目內(nèi)，臨時(shí)性供應(yīng)大范圍網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，進(jìn)

7、而確保學(xué)校多種項(xiàng)目平穩(wěn)開展。顯然，無線網(wǎng)絡(luò)在傳承有線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢的時(shí)候，也出現(xiàn)了其致命問題，也就是信息安全。為了使用無線電波當(dāng)做重要的傳輸介質(zhì)，無線網(wǎng)絡(luò)在一定程度上會受到外界信號的影響與波及。周圍的樹木以及川流不息的車輛、較多的建筑物，都會限制電磁波的傳送，影響其功能的發(fā)揮。另外，無線網(wǎng)絡(luò)在彰顯自身方便性優(yōu)點(diǎn)的時(shí)候也隱含傳輸速率不高的問題。然而在后續(xù)技術(shù)持續(xù)發(fā)展中，上述問題都可以被全面妥善的處理，其中無線網(wǎng)絡(luò)此后也肯定會在數(shù)字化學(xué)校的創(chuàng)建中，在教育信息化發(fā)展過程中占據(jù)更加關(guān)鍵的位置。二、高校無線網(wǎng)路安全問題（一）手機(jī)病毒的攻擊 計(jì)算機(jī)病毒的攻擊是不利于學(xué)校無線網(wǎng)絡(luò)安全的重要原因和阻礙。當(dāng)前，連接學(xué)

8、校無線網(wǎng)絡(luò)的終端主要是學(xué)生、教職員等私人電腦、智能手機(jī)和多種移動終端。移動存儲設(shè)施，比如U盤、硬盤、數(shù)據(jù)卡在以上部分被普遍應(yīng)用，眾多病毒傳播方式與出現(xiàn)，因此感染可能性也隨之增加。假如學(xué)校無線網(wǎng)絡(luò)被病毒入侵，有可能會導(dǎo)致文件受損、數(shù)據(jù)遺失，甚至導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)運(yùn)作受阻，也有可能影響學(xué)校教育、管理與科研的順利開展。（二）黑客惡意攻擊 因?yàn)樾@無線網(wǎng)絡(luò)可以讓所有人、所有設(shè)施接入，上述接入形式提高了被黑客攻擊的概率。黑客能直接利用無線接入網(wǎng)絡(luò)，影響學(xué)校網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器?；蛘呃媚抉R等相關(guān)工具，在學(xué)校網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部竊取個人帳號、密碼等內(nèi)容。尤其是當(dāng)前在線支付的普遍使用，假如被盜取重要內(nèi)容，會導(dǎo)致眾多學(xué)校師生遭受巨大經(jīng)濟(jì)虧損

9、。（三）用戶安全意識淡薄 校園無線網(wǎng)絡(luò)的使用人員一般是學(xué)生與教師。大部分老師對計(jì)算機(jī)、手機(jī)系統(tǒng)并不了解，安全觀念并未深入人心，個人終端并未設(shè)定登錄密碼或太過簡單。上述終端有可能被入侵，甚至?xí)?dǎo)致信息遺失問題，最終不利于學(xué)校無線網(wǎng)的安全使用。學(xué)校內(nèi)學(xué)生不只有強(qiáng)大的好奇心，此外此類人群的知識素養(yǎng)較高。很多時(shí)候會對學(xué)校無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有意無意的攻擊。少數(shù)學(xué)生訪問非法網(wǎng)站、下載相關(guān)文件，不只會遭遇木馬病毒的影響，此外也會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)帶寬被占用，運(yùn)作效率較慢，阻礙高校管理、教學(xué)的日常開展。三、校園無線網(wǎng)絡(luò)的安全技術(shù)分析 （一）物理地址（MAC）過濾所有無線客戶端網(wǎng)卡都由單獨(dú)的48位物理地址(MAC)標(biāo)識，能在A

10、P中手動設(shè)定一組可以訪問的MAC地址列表，完成物理地址過濾。上述方式的效率會伴隨終端數(shù)口的增多而下降，此外非法用戶利用網(wǎng)絡(luò)偵聽可以得到科學(xué)MAC地址表，其中MAC地址可以直接修改，所以非法用戶就能盜用合法用戶的MAC地址來非法接入。所以MAC地址過濾并不是相對高效的身份認(rèn)證科技。（二）服務(wù)區(qū)標(biāo)識符(SSID)匹配無線客戶端需要和無線訪問點(diǎn)AP設(shè)定的SSID相同，才可以訪問AP;假如設(shè)定的SSID和AP的SSID不一樣，此時(shí)AP會拒絕其接入上網(wǎng)。通過SSID設(shè)定，能夠開展用戶群體分組，防止隨意漫游導(dǎo)致的安全與訪問功能問題?？衫迷O(shè)定隱藏接入點(diǎn)(AP)和SSID地區(qū)的劃分與權(quán)限管控來完成保密目標(biāo)，

11、所以可將SSID當(dāng)做簡單口令，利用口令認(rèn)證制度，確保系統(tǒng)安全。（三）WEP 加密機(jī)制IEEE 802.11-1999把WEP機(jī)制作為安全的核心內(nèi)容，包括幾個方面。身份認(rèn)證:主要使用Open System認(rèn)證與共享密鑰認(rèn)證，前者沒有認(rèn)證，后者有可能會導(dǎo)致密鑰被偷取。完整性校驗(yàn)：主要使用IC V域，發(fā)送端采用Checksum算法統(tǒng)計(jì)報(bào)文的ICV，增加在MSDU之后,MSDU與IC V全部被加密維護(hù)。接收者解密報(bào)文之后，把地區(qū)統(tǒng)計(jì)的CRC-32結(jié)果與IC V實(shí)施比較，假如不對等，就能判斷報(bào)文被修改。CRC-32算法本身很弱，使用bit-flipping attack就可以篡改報(bào)文，同時(shí)讓接收者也無法

12、察覺。密鑰只可以靜態(tài)配置，此類管理不認(rèn)可動態(tài)協(xié)商，因此不符合公司等龐大部署的現(xiàn)實(shí)需求。數(shù)據(jù)加密:此部分使用加密算法RC4，加密密鑰長度大概是64位與128位兩類，此處24Bit的IV主要由WLAN系統(tǒng)自主形成，要在AP與STA上配置的密鑰只剩下40位或104位。RC4并非較弱的加密算法，安全漏洞主要是IV。IV出現(xiàn)的目標(biāo)是損壞加密結(jié)果的規(guī)律，促使每次加密結(jié)果各不相同，然而長度過短。在流量很高的網(wǎng)絡(luò)，IV值可以被重用。目前有大部分軟件都能在短暫的時(shí)間內(nèi)結(jié)束WEP破解任務(wù)。（四）WPA 加密機(jī)制在IEEE 802.11i標(biāo)準(zhǔn)最后明確之后，WPA標(biāo)準(zhǔn)是取代WEP的無線安全標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，為上述無限局域網(wǎng)供

13、應(yīng)超強(qiáng)的安全性能。WPA是IEEE802.1 1i的一個子集，其核心就是IEEE802.1x和TKIP?？梢哉J(rèn)為:WPA=802.1 x+EAP+TKIP+MIC?。身份認(rèn)證:在802.11中暫停在概念階段，在WPA中就變得相對實(shí)用且關(guān)鍵，其指出用戶需要供應(yīng)某種方式的憑據(jù)來證明其符合法律，且具有對部分網(wǎng)絡(luò)資源的使用權(quán)利，此外屬于強(qiáng)制性。WPA認(rèn)證被劃分成兩類:第一使用802.1x+EAP形式，用戶提供認(rèn)證需要的依據(jù)，比如賬戶口令，利用單獨(dú)認(rèn)證服務(wù)器(通常是RADIUS服務(wù)器)完成。在規(guī)模龐大的公司體系內(nèi)，一般使用此形式。但是對中小型公司或者家庭用戶來說，創(chuàng)建單獨(dú)的認(rèn)證服務(wù)器過于昂貴，后續(xù)維護(hù)相

14、對復(fù)雜，基于上述問題WPA也具有其他簡化形式，上述形式被叫做WPA預(yù)共享密鑰(WPA-PSK),其不需要單獨(dú)的認(rèn)證服務(wù)器，只要在不同WLAN節(jié)點(diǎn)提前輸入密鑰就可以進(jìn)行。假如密鑰符合，用戶就能得到無線局域網(wǎng)訪問權(quán)。因?yàn)樯鲜雒荑€只使用在認(rèn)證過程，并未使用在具體過程，所以可以減少比如采用WEP加密機(jī)制內(nèi)認(rèn)證安全問題。完整性校驗(yàn):主要是避免攻擊者從中得到數(shù)據(jù)報(bào)文、修改之后重發(fā)而設(shè)定的。802.11內(nèi)對所有數(shù)據(jù)分段(MPDU)進(jìn)行ICV校驗(yàn)ICV主要目標(biāo)是為了確保信息在傳輸時(shí)期不會因電磁干擾等物理因素造成報(bào)文出錯，所以使用比較簡單全面的CRC算法，然而攻擊者可利用ICV值來讓其與被篡改之后的報(bào)文相對應(yīng)，

15、也就是說缺少安全功能。WPA不僅與802.11相同，始終留存對不同信息分段(MPDU)開展CRC校驗(yàn)之后，WPA為802.11的所有數(shù)據(jù)分組(MSDU)全部增多8宇節(jié)的消息完整性校驗(yàn)值。其中WPA內(nèi)MIC主要目標(biāo)是避免工具者的修改而設(shè)置，其主要使用Michael算法，穩(wěn)定性較高。在MIC出現(xiàn)問題的時(shí)候，信息也許就被修改，系統(tǒng)也許遇到影響。這個時(shí)候，WPA也會使用其他科學(xué)舉措，例如馬上修改組密鑰、暫停運(yùn)作一分鐘等，來避免攻擊者的影響。數(shù)據(jù)加密:WPA使用KIP為加密增加全新制度，其采用密鑰構(gòu)架與監(jiān)管方式，利用由認(rèn)證服務(wù)器動態(tài)產(chǎn)生分發(fā)的密鑰來代表單個靜態(tài)密鑰、將密鑰首部長度從24位增多到48位等方

16、式強(qiáng)化安全性。此外，TKIP使用802.1x/EAP構(gòu)架，認(rèn)證服務(wù)器在認(rèn)可用戶身份之后，采用802.1x形成單獨(dú)的主密鑰處理會話。但是，TKIP將上述密鑰利用安全通道下發(fā)給客戶端與AP，且創(chuàng)建完善的密鑰構(gòu)架與系統(tǒng)，采用主密鑰為用戶會話動態(tài)形成對應(yīng)的數(shù)據(jù)加密密鑰，進(jìn)而加密無線通信數(shù)據(jù)報(bào)文。TKIP的密鑰構(gòu)架促使WEP靜態(tài)密鑰轉(zhuǎn)變成500萬億可用密鑰。即便WPA使用與WEP相同的RC4加密算法，然而其動態(tài)密鑰的特點(diǎn)無法被打破。（五）IEEE 802.11i 標(biāo)準(zhǔn)為了持續(xù)強(qiáng)化無線網(wǎng)絡(luò)的安全性以及確保各個工廠彼此間無線安全技術(shù)的兼容，IEEE802.11研究組設(shè)計(jì)出全新安全標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.l1i，

17、此外主要站在長久角度思考處理此無線網(wǎng)的安全問題。IEEE802.lli標(biāo)準(zhǔn)針對802.11標(biāo)準(zhǔn)的安全缺陷，進(jìn)行了如下改進(jìn)。身份認(rèn)證:802.lli的安全體系也使用802.1x認(rèn)證機(jī)制，通過無線客戶端與Radius服務(wù)器之間動態(tài)協(xié)商生成PMK(PairwiseMasterKey)，之后讓無線客戶端與AP兩者間在上述PMK前提下通過4次握手協(xié)商出單播密鑰和利用兩次握手協(xié)商出組播密鑰，所有無線客戶端和AP間通訊的加密密鑰均不同，此外會按時(shí)修改密鑰，在一定層面上確保通訊穩(wěn)定。完整性校驗(yàn):采用了CBC和Michoel算法實(shí)現(xiàn)完整勝校驗(yàn)。數(shù)據(jù)加密:主要使用CCMP加密，CCMP基于AES-CCM算法，根據(jù)

18、用來加密的CTR以及用在完整性的加密塊鏈接消息認(rèn)證碼(CBC-MAC)，保護(hù)MPDU數(shù)據(jù)和IEEE802.11MPDU幀頭部分域的完整性。密鑰協(xié)商:通過4次握手過程進(jìn)行動態(tài)協(xié)商密鑰。結(jié)語伴隨無線網(wǎng)絡(luò)使用行業(yè)的持續(xù)增加，網(wǎng)絡(luò)安全開始得到眾多人員的關(guān)注。WiFi技術(shù)是此網(wǎng)絡(luò)的一部分，其應(yīng)用已經(jīng)擴(kuò)展到了生活工作的方方面面，本文分析了無線網(wǎng)絡(luò)的安全問題，分析了所采用的安全技術(shù)，也給出了一些建議，伴隨用戶對安全知識的掌握和相關(guān)廠商對處理方案的持續(xù)探究，無線網(wǎng)絡(luò)大致具備全部的安全功能，假如可以科學(xué)強(qiáng)化個人安全部分的控制技術(shù)與觀念，無線網(wǎng)絡(luò)就可以得到更加普遍的使用。參考文獻(xiàn)1董坤,王勝,黃存東,薄楊.校園網(wǎng)

19、無線網(wǎng)絡(luò)部署方案的研究J.成都工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),2013,04:32-33.2肖弋.校園無線網(wǎng)安全技術(shù)研究J.計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用,2012,10:103-104.3段紅凱,孫明.校園無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用研究J.軟件導(dǎo)刊,2012,08:155-157.4朱慶建,楊汝新,茅芳智,謝寧.CDMA校園無線網(wǎng)室分系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究J.郵電設(shè)計(jì)技術(shù),2012,09:48-52.5陳正權(quán).云時(shí)代校園無線網(wǎng)的挑戰(zhàn)和對策研究J.安陽工學(xué)院學(xué)報(bào),2012,06:41-45.6張旭.高校無線校園網(wǎng)安全研究J.中國科技信息,2016,02:61-62.7汪本應(yīng).校園網(wǎng)絡(luò)中關(guān)于無線網(wǎng)橋的應(yīng)用J.網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用,2016,03:89-90.