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Formal Analysis of Authentication in 802.11i

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Journal of Shanghai Jiaotong University(Science) 2009年第1期14卷 122-128页

作者：董玲陈克非来学嘉 Department of Computer Science & Engineering Shanghai Jiaotong UniversityShanghai 200240China

Authentication is the basis of the security of ieee 802.11i *** authentication process in 802.11i involves two important protocols:a 4-way handshake and a group key handshake.A formal analysis of authentication in 802.11i is given via a belief multisets *** analysis shows that the 4-way handshake and the group key handshake may provide satisfactory mutual authentication,key management,and issue of a new group temporal key from an access point to a user device,under the guarantee of mutual possession of a confidential pairwise master *** analysis also shows that there ex(?)sts a denial of service attack in the 4-way handshake and some seeming redundancies are useful in the protocol implementation.

关键词： ieee 802.11i authentication protocol analysis

无线局域网安全机制研究与无线接入点WAPi协议实现

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无线局域网安全机制研究与无线接入点WAPI协议实现

作者：史云志北京邮电大学

学位级别：硕士

无线局域网具有灵活的组网方式和较高的传输速率,近年来得到了广泛的应用,是无线通信技术的热点之一。但由于其传输信道的开放性,与有线网络相比,无线局域网面临着更多的安全威胁。随着无线局域网的广泛应用,其安全问题也日益突出,已成... 详细信息

无线局域网具有灵活的组网方式和较高的传输速率,近年来得到了广泛的应用,是无线通信技术的热点之一。但由于其传输信道的开放性,与有线网络相比,无线局域网面临着更多的安全威胁。随着无线局域网的广泛应用,其安全问题也日益突出,已成为国内外的一个研究热点。针对无线局域网安全问题,相关标准组织先后制定了WEP、WPA和ieee 802.11i等安全标准,中国也提出了自主安全标准WAPi,以解决无线局域网的安全隐患,提高网络的安全性能。本文对主流无线局域网安全机制进行了研究和分析,并提出了一种WAPi协议在无线接入点上的实现方案。在简要总结了无线局域网主要技术标准和安全研究现状的基础之上,首先分析研究了无线局域网传统安全机制中的认证和WEP安全协议中存在的严重安全漏洞;然后对无线局域网增强安全机制ieee 802.11i和中国自主安全标准WAPi进行了分析和研究,详细讨论了ieee 802.11i中的接入控制机制、密钥管理和传输保护机制,对其安全性能进行了研究,分析比较了其在安全方面的提高和改善;并对WAPi的安全性能与ieee802.11i进行了对比分析。在全面比较分析主流安全机制的安全性能之后,本文详细研究了WAPi协议在无线接入点上的实现,创新性的提出了一种基于状态机的实现方案。根据软件工程的思想,对WAPi协议身份认证、单播密钥协商及组播密钥协商三个主要过程进行了系统分析和软件设计,详细研究了系统实现方法,给出了实现方案。通过对系统的测试,验证了系统符合WAPi协议标准,实现了一种基于WAPi的无线局域网安全解决方案。

关键词：无线局域网安全 WEP ieee 802.11i WAPi

基于WLAN集成认证体系结构的ieee802.11i协议分析与实现

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基于WLAN集成认证体系结构的IEEE802.11i协议分析与实现

作者：郭宏杰西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着无线局域网（WLAN）技术的飞速发展，其在国防、科研、教育、经济等各行业中的应用日益广泛。但是，由于无线局域网安全标准存在多样性，导致网络安全接入技术体制不统一，造成用户接入异构网络便捷性差、进行安全管理配置困难、设... 详细信息

随着无线局域网（WLAN）技术的飞速发展，其在国防、科研、教育、经济等各行业中的应用日益广泛。但是，由于无线局域网安全标准存在多样性，导致网络安全接入技术体制不统一，造成用户接入异构网络便捷性差、进行安全管理配置困难、设备管理复杂和投资重复等诸多问题。针对这些问题，我们提出了“WLAN集成认证系统”的设计方案，目的在于为用户提供一种解决异构网络接入认证互通性问题的方法，使用户可以自适应地、便捷地接入多种技术体制的无线局域网络。在“WLAN集成认证系统”体系框架下，通过分析协议和相关源代码，本文设计并实现了ieee 802.11i协议栈安全模块软件系统。为此，本文首先分析了ieee802.11i标准产生的背景、安全体系的主要特点和安全相关的关键技术;接着介绍了“WLAN集成认证系统”的设计思想、体系结构及系统构成;在此基础上，重点描述了ieee 802.11i安全模块的设计思想、实现方法，并对重点与难点部分进行了详细分析;最后在实验室环境下构建了针对该模块的测试平台，并给出了部分测试数据和最终结论。

关键词：无线局域网 ieee 802.11i 集成认证访问控制

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有线无线综合接入认证研究

有线无线综合接入认证研究

作者：索郁解放军信息工程大学

学位级别：硕士

随着各种有线无线宽带接入技术的迅猛发展和用户数量的急剧增加,网络运营商迫切需求采用宽带接入认证和计费系统(AAA系统)建立一个可运营、可管理的宽带网络。然而,传统的认证计费系统所采用的模式都是不同的接入技术使用不同的AAA系统... 详细信息

随着各种有线无线宽带接入技术的迅猛发展和用户数量的急剧增加,网络运营商迫切需求采用宽带接入认证和计费系统(AAA系统)建立一个可运营、可管理的宽带网络。然而,传统的认证计费系统所采用的模式都是不同的接入技术使用不同的AAA系统。显然,这种多业务、多AAA系统的模式,不利于有效地利用网络资源、统一用户的数据库;不能灵活的优化网络、为用户提供一单式计费,以及基于用户的各种业务统计分析,因此,建立一个适用于有线无线的统一接入平台是非常必要的,可见“有线无线综合接入认证研究”课题具有重要的现实意义。本论文主要从以下几个方面探讨了统一接入认证的问题: 第一,论文对现有的主流宽带接入认证技术分析,提出有线无线一体化接入认证方案。方案使用支持多种认证技术的综合宽带接入控制器(iBAC)构建统一的认证平台,解决了多业务多AAA系统所面临的问题。第二,详细描述了有线无线一体化接入认证方案的系统原型设计,给出了比较详细的模块描述。因为标准ieee 802.11i和ieee 802.16将接入认证功能都定义在无线接入点上,现有用户移动性要求越来越高,论文对基于漫游联盟的用户漫游通用模型和流程给出详细的描述。第三,本论文更进一步探讨了构建统一认证授权记费模型框架的设计思路,提出统一接入AAA系统模型,该模型框架支持分布的Broker结构,并支持灵活的业务和用户管理。通过对业务Session和用户文件的集中管理,可以实现基于策略的网络接入控制。第四,通过对比现有AAA协议模型,提出了基于Agent的DiAMETER应用结构;论述对等,开放、统一是未来接入网络AAA系统的根本要求。

关键词： ieee 802.1X Web+DHCP ieee 802.11i ieee 802.16 接入控制器 PPPoE 认证 PANA

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WLAN安全解决方案设计与实现

WLAN安全解决方案设计与实现

作者：李煜北京邮电大学

学位级别：硕士

无线局域网(WLAN)是计算机网络与无线通信技术相结合的产物，由于无线网络所特有的开放性，其安全问题一直是业界研究的重点。本论文对WLAN安全协议进行了深入的研究，提出了无线接入点(AP)中安全认证模块的具体实现，并且对实现过程中... 详细信息

无线局域网(WLAN)是计算机网络与无线通信技术相结合的产物，由于无线网络所特有的开放性，其安全问题一直是业界研究的重点。本论文对WLAN安全协议进行了深入的研究，提出了无线接入点(AP)中安全认证模块的具体实现，并且对实现过程中的一些关键问题提出了切实有效的解决方案。最后对WAPi协议提出了一点改进意见。本论文主要分为五个部分。第一部分概述了WLAN网络的应用现状以及本论文的项目背景。第二部分介绍了WLAN的基本概念、标准演进及WLAN网络中存在的安全风险。并介绍了WLAN网络在大型运动会中应用的历史以及为了使WLAN网络能顺利服务于大型运动会，所采取主要安全措施。第三部分深入分析了现有WLAN安全协议的原理和机制。包括对WEP安全缺陷的研究以及ieee 802.11i协议的原理和WAPi的安全机制分析。第四部分详细讨论了AP中安全认证模块的总体设计，并实现了ieee 802.11i和WAPi协议。最后，结合当前应用的实际情况，对WAPi提出了一点改进意见，使其更好的应用于运营级网络。第五部分对本论文进行了概要的总结。

关键词： WLAN AP ieee 802.1X ieee 802.11i WEP WAPi

基于WLAN集成认证平台的协议安全性研究与分析

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基于WLAN集成认证平台的协议安全性研究与分析

作者：赵罡西安电子科技大学

学位级别：硕士

与传统网络相比，无线局域网具有无可比拟的灵活性与便利性，并由此得到了极为广泛的应用。然而，由于无线信道固有的开放性，其通信的安全问题也越来越为人所重视。目前广泛使用的无线局域网通信协议的安全性，因其设计时的... 详细信息

与传统网络相比，无线局域网具有无可比拟的灵活性与便利性，并由此得到了极为广泛的应用。然而，由于无线信道固有的开放性，其通信的安全问题也越来越为人所重视。目前广泛使用的无线局域网通信协议的安全性，因其设计时的先天不足而不断为人所诟病，新的安全增强协议也在不断出现。在通信安全得到加强的同时，由于这些标准的不统一而造成用户无法接入运行不同协议网络的问题，则成为无线局域网发展道路上的新障碍。在对现有安全协议进行细致分析的基础之上，本项目提出了WLAN集成认证平台的概念，以期从一定程度上解决上述接入问题。本文针对项目所关注的安全相关问题，完成的主要工作如下：首先，简要分析了当前无线局域网的安全服务和安全机制，以及其所面临的安全威胁;随之，提出了WLAN集成认证平台的概念，对平台的设计原则及体系结构作了简要的介绍;最后，介绍了一种先进的安全协议形式化分析工具——串空间理论，并在对该理论进行扩展的基础上，详细分析了ieee802.1x-Kerberos和ieee 802.11i的协议安全性，籍此保证了WLAN集成认证平台安全性理念的贯彻实施。最后，对中国标准WPAi协议的安全性也进行了一定的分析说明。在协议分析的同时，还针对用来进行WLAN安全增强的Kerberos协议的缺陷，通过对串空间理论应用方法的扩展，基于公钥证书对其进行了改进，并给出了改进后的安全性证明。

关键词： WLAN集成认证平台串空间理论协议分析 ieee802.1x-Kerberos ieee 802.11i WAPi

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无线网状网认证协议ETAM研究

无线网状网认证协议ETAM研究

作者：王东洋大连理工大学

学位级别：硕士

无线Mesh网络是一种具有容量大、速率高、组网灵活、覆盖范围广等优点的新型无线宽带接入网络,广泛应用于智能交通,军事通信等领域,是未来无线局域网较理想的方式之一。但是无线Mesh网络同样存在各类基础安全问题,同时,Mesh网络具有自... 详细信息

无线Mesh网络是一种具有容量大、速率高、组网灵活、覆盖范围广等优点的新型无线宽带接入网络,广泛应用于智能交通,军事通信等领域,是未来无线局域网较理想的方式之一。但是无线Mesh网络同样存在各类基础安全问题,同时,Mesh网络具有自组织和多跳的特性,有其故有的安全问题。所以研究有效的安全机制,解决无线Mesh网络的安全问题非常重要。论文对目前常用的无线Mesh网络的认证机制进行了详细的研究和对比分析,提出了一种基于EAP-TLS的无线Mesh网络认证协议ETAM。该协议适用于混合结构无线Mesh网络,分别对混合结构的Mesh网络的骨干区域和客户端区域提出了不同的认证策略。在客户端区域,在新节点入网时附加了节点的邻居关系进行双向认证,而且首次认证成功后,在服务器端建立客户会话iD列表,以便完成快速认证。在骨干区域认证中也附加了骨干路由器的邻居关系进行双向认证,该协议实现了客户端与服务器,客户端节点之间的双向认证,实现了多跳端到端数据通信的机密性和完整性保护,大大增强了无线Mesh网络接入的安全性。然后对该认证协议的性能做了具体的分析,包括安全性分析和计算量分析,完成了对该协议的仿真,分析了该协议的时延和丢包率,并且比较了协议的通信量和误码率。最后,对全文进行总结,本论文中提出的认证方案大大提升了网络的安全性和可靠性,会话iD列表的加入也在一定程度上提升了认证的效率,可它还不完善,但对进一步推进无线Mesh网络的发展,提高无线Mesh网络安全性和可靠性有借鉴价值。

关键词：无线网状网 ieee 802.11i 认证 EAP-TLS

iPv6下有线无线宽带统一接入控制器的软件架构与实现

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IPv6下有线无线宽带统一接入控制器的软件架构与实现

作者：万程兰州大学

学位级别：硕士

人们在使用宽带iP网的时候，网络运营商必须通过认证计费系统对用户进行身份验证和计费。而目前的认证计费系统都是单一针对有线宽带接入或者单一针对无线宽带接入进行认证计费，还没有能够同时针对有线宽带和无线宽带接入进行认证计费... 详细信息

人们在使用宽带iP网的时候，网络运营商必须通过认证计费系统对用户进行身份验证和计费。而目前的认证计费系统都是单一针对有线宽带接入或者单一针对无线宽带接入进行认证计费，还没有能够同时针对有线宽带和无线宽带接入进行认证计费的系统，这样造成资源的严重浪费，所以我们提出了一种新的认证计费系统来把有线宽带和无线宽带接入统一起来进行认证和计费;同时因为将来iPv6协议必将代替iPv4协议，所以我们选择直接将系统建立在iPv4／iPv6双栈协议下。本文基于CNGi(China Next Generation internet，中国下一代互联网)“有线无线宽带统一接入控制器”项目，首先研究了iPv6的体系结构和路由协议，然后深入研究了PPPoE、Web+DHCP和ieee 802．1X等主流的有线宽带接入认证标准，以及ieee 802.11i无线宽带接入认证标准。因为ieee 802.11i标准中将接入认证功能都定义在无线接入点(Access Point，AP)上，不适合大规模架设网络，所以我们针对ieee 802.11i标准进行补充，提出了一种集中式无线接入的认证方案，并且使用该认证方案，本文又提出了一种支持多种认证技术的统一接入控制器(integrated Broadband Access Controller，iBAC)，从而实现了有线宽带和无线宽带的统一接入。最后在本文中，给出了基于Linux的iBAC的软件架构设计和实现方案。

关键词： iPv6 ieee 802.1X Web+DHCP ieee 802.11i 接入控制器 PPPOE 认证统一接入

无线Mesh网络中基于ieee802.11i的安全方案研究与实现

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无线Mesh网络中基于IEEE802.11i的安全方案研究与实现

作者：纪长国防科学技术大学

学位级别：硕士

无线Mesh网络是一种新兴的无线组网技术,具有组网简单、方便和可扩展等优点。在军事通信网、公共移动数据网以及智能交通系统等领域,无线Mesh网络有着广泛的应用,是未来无线城域网最理想的方式之一。同传统的无线网络一样,无线Mesh网... 详细信息

无线Mesh网络是一种新兴的无线组网技术,具有组网简单、方便和可扩展等优点。在军事通信网、公共移动数据网以及智能交通系统等领域,无线Mesh网络有着广泛的应用,是未来无线城域网最理想的方式之一。同传统的无线网络一样,无线Mesh网络也遭遇了安全问题的挑战。而且由于多跳、自组织等特性,无线Mesh网络安全问题更为严重,已经成为了无线Mesh网络大规模应用的最大瓶颈。为解决无线Mesh网络安全问题,TroposNeworks公司开发了无线Mesh网络多层安全模型,但由于在接入控制和安全传输方面使用WEP协议,使得该模型的安全性备受怀疑。另外,Nortel公司的无线Mesh网络安全方案使用WPA协议进行用户认证和数据加密,但WPA协议只是一个过渡标准,不可能作为解决无线Mesh网络安全问题的长久之计。研究更可靠的安全机制,解决无线Mesh网络的安全问题十分迫切。ieee 802.11i协议被公认为下一代无线网络安全标准,是保障网络安全的最有效方法之一,如何将ieee 802.11i协议有效地移植到无线Mesh网络是各方研究的重点。针对此问题,本论文进行了系统而深入的研究,并提出了安全增强的认证优化方案、快速认证优化方案以及安全增强的四次握手优化方案,对无线Mesh网络中基于ieee 802.11i的安全方案进行了优化。本文具体工作如下: 1)分析了ieee 802.11i协议应用于无线Mesh网络的适应性,也对技术难点进行了归纳和总结;2)提出了安全增强的认证优化方案,使用数字证书技术,加强了认证过程的安全可靠性,对无线Mesh网络中ieee 802.11i认证方案进行了安全增强优化。 3)提出了快速认证优化方案,在安全增强的认证优化方案基础之上,简化了认证过程,降低了客户在切换AP时的认证延时,对无线Mesh网络中ieee 802.11i认证方案进行了低延时优化。 4)提出了安全增强的四次握手优化方案,在密钥协商和更新的过程中,增加了客户端对AP的认证功能,提高了四次握手过程的安全性,对无线Mesh网络中ieee 802.11i密钥管理方案进行了优化。 5)使用NS2分别对上述各优化方案进行了模拟和分析,并通过无线Mesh网络原型系统对有关策略进行了验证。本文结果为提高无线Mesh网络的安全性和可靠性,进一步推进无线Mesh网络的发展具有重要的参考与指导意义。

关键词：无线Mesh网络网络安全 ieee 802.11i 认证四次握手