مقاله کامل در مورد امنیت در شبکه ها

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه: 45

امنیت در شبکه ها

همانند بسیاری از حوزه هایی که تاکنون مورد مطالعه قرار داده ایم. طرح ریزی می تواند قدرتمندترین کنترل باشد. خصوصاً هنگامیکه سیستم های مبتنی بر کامپیوتر را ایجاد کرده و یا تغییر می دهیم، می توانیم معماری کلی آنها را مورد بررسی قرارداده و امنیت” توکار“ را بعنوان یکی از سازه های کلیدی، طرح ریزی نماییم. به همین ترتیب، معماری یا طراحی یک شبکه نیز میتواند تاثیر قابل ملاحظه ای بر روی امنیت آن داشته باشد.

تقسیم بندی

     تقسیم بندی (Segmentation) همانطور که در سیستم های عامل یک کنترل امنیتی قدرتمند بود، می تواند از دو طریق احتمال آسیب در یک شبکه را محدود نماید : تقسیم بندی باعث کاهش تعداد تهدیدها شده و میزان خسارتی که از طریق یک آسیب پذیری واحد امکانپذیر است را محدود می سازد.

     فرض کنید که شبکه شما، تجارت الکترونیک را برای کاربران اینترنت اجرا می نماید. بخشهای بنیادی شبکه شما می توانند عبارت باشند از:

یک سرور وب، برای اداره نشست های (Sessions) HTTP کاربران.کد نرم افزار کاربردی، برای قرار دادن کالاها و سرویس های شما در معرض خرید.یک بانک اطلاعاتی از کالاها و احتمالاً یک فهرست ضمیمه موجودی کالا برای شمارش اقلامی که در دسترس هستند و آنهایی که بایستی از تامین کنندگان درخواست شوند.یک بانک اطلاعاتی از سفارش های دریافت شده.

    اگر قرار است تمام این فعالیت ها بر روی یک ماشین انجام شوند، شبکه شما دچار مشکل میشود : هر گونه نقصان و یا خطایی در این ماشین می تواند تمام قابلیت های تجاری شما را به نابودی بکشاند.

     همانطور که در شکل (1) نمایش داده شده است، یک طراحی امن تر از بخش های متعددی استفاده می کند. فرض کنید یکی از بخش های سخت افزاری، یک سیستم سرور وب است که برای دسترسی عمومی در معرض دید قرار گرفته است ( کاربران می توانند بصورت الکترونیکی به آن دسترسی داشته باشند). برای کاهش خطر حمله ازخارج سیستم، این سیستم نبایستی وظایف حساستر دیگری نظیر تعیین اعتبار کاربران و یا دسترسی به مخزن داده های حساس را برعهده داشته باشد.تفکیک سرورها وبخش های جداگانه(مطابق با اصول حداقل اولویت وEncapsulation) احتمال آسیبی که هر سیستم فرعی در معرض آن قرار می گیرد را کاهش می دهد.

     تفکیک دسترسی نیز یکی دیگر از راه های تقسیم بندی شبکه است. برای مثال، فرض کنید که یک شبکه برای استفاده جهت سه منظور درنظر گرفته شده است : استفاده از سیستم تولید “live” ، آزمایش نسخه بعدی تولید و توسعه سیستم های ثانویه. اگر شبکه به خوبی تقسیم بندی شده باشد، کاربران خارجی تنها می توانند به سیستم “live” دسترسی داشته باشند. آزمایش کنندگان تنها باید به سیستم آزمایش دسترسی پیدا کنند و برنامه نویسان نیز تنها به سیستم توسعه دسترسی خواهند داشت. تقسیم بندی به این سه گروه اجازه می دهد که بدون ریسک با یکدیگر همزیستی داشته باشند. برای نمونه یک برنامه نویس سهواً باعث تغییر در سیستم تولید نخواهد شد .

افزونگی (Redundancy  )

     ” افزونگی“ یکی دیگر از کنترل های کلیدی در معماری است : ایجاد امکان برای یک تابع بصورتی که بر روی بیش از یک گره اجرا شود تا از گذشتن تمام تخم مرغ ها در یک سبد اجتناب شود. برای مثال، طراحی شکل (1) تنها دارای یک سرور وب است. کافی است این سرور وب را از دست بدهید تا تمام ارتباط از دست برود . یک طراحی بهتر دارای دو سرور وب خواهد بود که از چیزی به نام “Mode Failover” استفاده می کنند. در حالت Failover ، سرورها بطور متناوب با یکدیگر ارتباط برقرار کرده و هر یک از آنها تشخیص می دهد که دیگری هنوز در حال فعالیت است. اگر یکی از آنها تشخیص می دهد که دیگری هنوز در حال فعالیت است. اگر یکی از آنها از کار بیفتد، دیگری مسئولیت پردازشی هر دو را  بر عهده می گیرد. با وجود آنکه در هنگام بروز یک خسارت، عملکرد تا حدود نصف کاهش می یابد، اما برخی از کارها همچنان انجام می شوند.

نقاط واحد خرابی

     بطور ایده آل، معماری بایستی موجب مصونیت شبکه در برابر خرابیها گردد . درواقع، معماری حداقل باید اطمینان پیدا کند که سیستم به شیوه قابل قبولی خرابی ها را تحمل خواهد

نمود ( برای مثال کاهش سرعت بدون متوقف نمودن پردازش، یا بازیابی و شروع مجدد تعاملات ناتمام). یکی از راه های ارزیابی تحمل خطا توسط معماری شبکه، جستجوی نقاط واحد خرابی است . به عبارت دیگر، ما باید بررسی کنیم که آیا یک نقطه واحد در شبکه وجود دارد که در صورت خرابی ( از کار افتاد ) آن، امکان قطع دسترسی به تمام یا بخش قابل ملاحظه از شبکه وجود داشته باشد. پس برای مثال، یک بانک اطلاعاتی دریک محل نسبت به تمام خساراتی که می تواند بر آن محل تاثیر بگذارد، آسیب پذیر است. یک طراحی شبکه مناسب، نقاط واحد خرابی را برطرف می سازد. توزیع بانک اطلاعاتی (قرار دادن کپی هایی از آن بر روی بخش های مختلف شبکه، احتمالاً حتی در مکان های فیزیکی متفاوت) می تواند باعث کاهش خطر آسیب های جدی از خرابی یک نقطه واحد گردد. غالباً سربار قابل توجهی در پیاده سازی چنین طراحی وجود دارد. برای مثال، بانک های اطلاعاتی مستقل بایستی با یکدیگر هماهنگ شوند. اما معمولا سروکار داشتن با ویژگی های تحمل خطا از مواجه شدن با آسیب های ایجاد شده بخاطر خرابی در یک لینک واحد، آسانتر است .

     معماری، نقش مهمی را درپیاده سازی بسیاری از کنترل های دیگر بازی می کند. ما ویژگی های معماری را همزمان با معرفی سایر کنترل ها در ادامه مقاله، مورد بحث قرار خواهیم داد .

رمزگذاری(Encryption  )

     ” رمزگذاری“ احتمالاً مهمترین و فراگیرترین ابزار برای یک متخصص امنیت شبکه است . همانطور که در قسمتهای قبل دیدیم، رمزگذاری در تامین حریم، اعتبار، سلامت و دسترسی محدود شده به داده بسیار قدرتمند است. از آنجائیکه شبکه ها با ریسک های بزرگتری سروکار دارند، غالباً امنیت داده ها را از طریق رمزگذاری تامین می کنند، احتمالاً در ترکیب با سایر کنترل ها.

     درکاربردهای شبکه، رمزگذاری می تواند مابین دو میزبان(رمزگذاری لینک) ومابین دو نرم افزار کاربردی (رمزگذاریend-to-end) اعمال شود. ما درادامه به بررسی هردو مورد خواهیم پرداخت. در هر دو شکل رمزگذاری، توزیع کلید همیشه مشکل سازاست. کلیدهای رمزگذاری بایستی در یک وضعیت امن به فرستنده و گیرنده تحویل داده شوند. در این بخش ما به بررسی تکنیک های امن توزیع کلید در شبکه ها نیز خواهیم پرداخت.

Link Encryption  

     در ”رمزگذاری لینک“ ، داده ها درست پیش از آنکه سیستم آنها را بر روی لینک ارتباطی فیزیکی قرار دهد، رمزگذاری می شوند. در این حالت، روزگذاری در لایه های 1 یا2 در مدل OSI روی می دهد ( همانند وضعیتی که درمورد پروتکل های TCP/IP روی می دهد) به همین ترتیب،

رمزگشایی نیز درست هنگام رسیدن ارتباط و ورود آن به کامپیوتر گیرنده، روی می دهد. مدلی از رمزگذاری لینک در شکل (2) نمایش داده شده است. 

شکل(2)رمزگذاری لینک

رمزگذاری از پیغام در حال انتقال مابین دو کامپیوتر محافظت می کند. اما پیام در داخل کامپیوترهای میزبان بصورت متن عادی (Plaintext)  نگهداری می شود. توجه داشته باشید از آنجائیکه روزگذاری در لایه های پروتکل تحتانی اضافه شده است، پیام برای تمام لایه های دیگر میزبان های فرستنده و گیرنده، آشکار است. اگر از امنیت فیزیکی خوبی برخوردار باشیم، نباید نگرانی زیادی در مورد این آشکاری داشته باشیم. برای مثال، این آشکاری بر روی کامپیوترهای فرستنده یا گیرنده ای روی می دهد که توسط آژیر و یا دربهای قفل شده، محافظت می شوند. با اینحال باید توجه داشته باشید که پیام در دو لایه از تمام میزبان های میانجی که پیام از آنها عبور نموده است، آشکار می شود. پیام در داخل میزبان های میانجی آشکار می شود و این امکان وجود دارد که یکی از این میزبانهای میانجی قابل اعتماد نباشد.

     رمزگذاری لینک از دید کاربر پنهان است. رمزگذاری به یک سرویس انتقال تبدیل می شود که توسط یک لایه پروتکل سطح پائین از شبکه انجام می پذیرد. درست همانند هدایت پیام و یا تشخیص خطای انتقال.

     رمزگذاری لینک خصوصاً هنگامی مناسب است که خط انتقال دارای بیشترین آسیب پذیری باشد. اگر تمامی میزبانهای موجود بر روی یک شبکه دارای امنیت قابل قبولی باشد، اما رسانه ارتباطی با سایر کاربران به اشتراک گذاشته شده و یا امن نباشد، می توان از رمزگذاری لینک به عنوان یک کنترل آسان استفاده نمود.  

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید

مقاله کامل در مورد امنیت در شبکه های بی سیم

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه: 36

محدوده عملکرد:

محدوده عملکرد (از لحاظ مسافت) در شبکه‌های بی‌سیم تحت استاندارد (802.11) بستگی به عوامل مختلفی از جمله نرخ انتقال داده مورد نیاز، محیط فیزیکی، اتصالات و آنتن مورد استفاده بستگی دارد.

مقدار تئوری ساخت قابل پشتیباین برای محیطهای بسته 29m و برای محیطهای باز 485m است (با نرخ انتقال 11Mbps). در صورت استفاده از آنتنهای قوی این مسافت یعنی به چند مایل هم می‌رسد. می‌توان در LANها از خاصیت bridging استفاده کرد که به معنی اتصال دو یا چند WLAN به یکدیگر به منظور تبادل اطلاعات بین آنها است. در صورت استفاده از این خاصیت می‌توان مسافت تحت پوشش WLAN را افزایش داد.

مزایای WLANها:

1- امکان جابجایی کاربر: کاربری می‌تواند به فایلها و امکانات شبکه دسترسی داشته باشد بدون اینکه نیاز باشد به جایی به صورت فیزیکی متصل شود. کاربر می‌تواند در محدوده WLAN حرکت کند بدون اینکه وقفه‌ای در ارتباطش پدید آمد.

2- نصب سریع: نصب WLANها به کابل‌کشی و کارهایی از این قبیل نیاز ندارد. بنابراین در جاهاییکه نمی‌توان از کابل کشی استفاده کرد (مثل اماکن تاریخی) می‌توان از

WLAN استفاده کرد.

3- انعطاف پذیری: از آنجا که نصب WLAN به موقعیت ساختمان بستگی ندارد می‌توان WLAN را از مکانی به مکان دیگر انتقال داد بدون نیاز به کابل کشی و یا تغییر نوپولوژی

4- قابلیت تغییر اندازه و مقیاس: می‌توان نوپولوژی یک WLAN را از «دو به دو» به مقیاس وسیعی تغییر اندازه داد تا ناحیة بزرگتری را شامل شود.

بررسی امنیت در 802.11 WLAN

امنیت در WLAN‌ها از چند جنبة مختلف قابل بررسی است. تحت استاندارد 802.11 در اینجا به عنوان مقدمة این مبحث نیازها و مسائل امنیتی یک WLAN و همچنین تهدیداتی که برای یک WLAN متصور است مورد بحث قرار می‌گیرند. سپس جنبه‌های یاد شده بررسی می‌شود.

امنیت در WLAN:

در این بخش به امنیت در شبکه‌های WLAN تحت استاندارد 802.11 اشاره می‌شود.

در اینجا امنیت ذاتی و بالفطره 802.11 مورد بررسی قرار می‌گیرد تا نقاط ضعف آن آشکار شود. در بخشهای بعدی به راهکارهای مناسبی اشاره خواهد شد که این نقاط

ضعف را می‌پوشانند و امنیت را در WLANهای تحت 802.11 ارتقاء‌ می‌دهد.

11 سرویسهای مختلفی را برای ایجاد یک محیط امن ارائه کرده است. این بررسیها اغلب تحت پروتکلی بنام (Wireless eyiuralent privaly) WEP ارائه شده‌اند و از داده‌ها در لایة دینالینک در حین انتقال حفاظت می‌کنند.

WEP امنیت را به صورت انتها به انتهای (EndioEnd) پیاده سازی می‌کند بلکه سایتها امنیتی خود را تنها در بخش بی‌سیم شبکه اعمال می‌کند. در بخشهای دیگر یک شبکه بی‌سیم تحت 802.11 یا سایت امنیتی اعمال نمی‌شود یا پروتکل دیگری عهده‌دار این وظیفه است.

جنبه‌هایی از امنیت که در استاندارد 802.11 برای WLAN‌ها لحاظ شده است:

اعتبارسنجی: هدف اولیه WEP ارائه سرویس بود که هویت clientها را شناسایی و تأیید کند. به این ترتیب با رد کردن client‌هایی که بی اعتبار هستند می‌توان دسترسی به شبکه را کنترل کرد.

محرمانگی: حفظ محرمانگی هدف دوم WEP بود. در واقع WEP طراحی شده بود تا به حدی از محرمانگی دست یابد که با یک شبکه باسیم برابری کند. هدف جلوگیری از شنود اطلاعات بود.

جامعیت: هدف دیگر WEP جلوگیری از تغییر (دستکاری حذف ایجاد) پیام در حین انتقال از client به AP و یا بر عکس بود.

اعتبارسنجی:

11 دو روش را برای اعتبارسنجی کاربر تعریف کرده است.

1- opewsys Authentication یا اعتبارسنجی سیستم باز

2- share key Authentication یا اعتبارسنجی کلید مشترک

روش اعتبارسنجی کلید مشترک بر خلاف روش «اعتبارسنجی سیستم باز» بر اساس اصول نهانسازی طراحی شده است و برای نهانسازی و رمزگذاری از الگوریتم Rlk استفاده می‌کند.

روش «اعتبارسنجی سیستم باز» در واقع اعتبارسنجی نمی‌باشد AP یک ایستگاه کاری متحرک را بدون شناسایی هویتش (و صرفاً با دریافت آدرس MAC درست از سوی آن می‌پذیرد. از طرف دیگر این اعتبارسنجی یکسویه می‌باشد. بدین معنی که AP به هیچ وجه اعتبارسنجی نمی‌شود. ایستگاه کاری بی‌سیم باید بپذیرد که به یک AP واقعی متصل شده است. با توجه به مشخصات ذکر شده روش «opensys Auth» دارای نقاط ضعف امنیتی بسیاری می‌باشد و در عمل از دسترسی‌های غیر مجاز استفاده می‌کند.

«در روش کلید مشترک» روشی بر اساس رمزنگاری می‌باشد و بر اساس اینکه client پاسخ سوال مطرح شده از سوی AP (کلید مشترک) را می‌داند باند عمل می‌کند. client پاسخ سوال را رمزگذاری نموده به AP ارسال می‌کند. هم AP و هم client از الگوریتم RC4 برای رمزگذاری استفاده می‌کنند. در اینجا هم AP client را اعتبارسنجی نمی‌کند.

محرمانگی:

برای حفظ محرمانگی در 802.11 از رمزگذاری استفاده می‌شود. همچنین WEP از کلید متقارن RC4 برای این منظور استفاده می‌کند، این کلید تنها با داده X.OR می‌شود. تکنیک WEP در لایة دیتالیتک عمل می‌کند.

کلید مورد استفاده در WEP حداکثر می‌تواند 40 بیت طول داشته باشد. بعضی از عرضه کنندگان طول کلید WEP را در نسخه‌های غیر استاندارد خود تا 104 بیت گسترش داده‌اند (104 بیت طول کلید + 24 بیت طول بردار مقداردهی اولیه = کلید 128 بیتی RC4)

افزایش طول کلید WEP عمل رمزگشایی را پیچیده و طولانی می‌کند اما آنرا غیر ممکن نمی‌سازد. برنامه Airsnort که اخیراً انتشار یافته است می‌تواند با گوشدادن به 10 تا 100 ترافیک یک WLAN آنرا هک کند. شکل زیر بیانگر روش WEP برای حفظ محرمانگی است.

جامعیت

در 802.11 به منظور حفظ جامعیت پیام از الگوریتم سادة(cycleredundancy chek) CRX 32 استفاده می‌شود که پیامهای دستکاری شده (طی حملات فعال) را باطل می‌کند.

همانطور که در شکل قبل نشان داده شده است یک CRC-32 هر هر مرحله از ارسال محاسبه می‌شود سپس packet بدست آمده با استفاده از کلید RC4 نهانسازی می‌شود تا متن رمز شده بدست آید.

در سمت دیگر پیام رمزگشایی شده و CRC-32 دوباره محاسبه می‌شود. CRC بدست آمده با CRC پیام اصلی که در سمت فرستنده بدست آمده مقایسه می‌شود که در صورت عدم برابری نشاندهنده دستکاری شدن پیام است.

در 802.11 روشی برای مدیریت کلید پیش بینی نشده است (برای تعیین مدت زمان مصرف کلید) بنابراین مسائلی مانند تولید، انتشار، ذخیره سازی، بارگذاری، بایگانی و ملغی کردن کلید به صورت لاینحل باقی مانده است که نقاط ضعفی را در WLAN ایجاد می‌کند. برای مثال:

1- کلیدهای WEP که با هم ناسازگاری دارند.

2- کلیدهای WEP هرگز تغییر نمی‌کنند.

3- کلیدهای WEP به صورت تنظیم پیش فرض کارخانه رها می‌شوند.

4- کلیدهای WEP که از لحاظ امنیتی ضعیف هستند (همة ارقام صفر یا 1)

این مشکلات در مورد WLAN ‌های بزرگ بیشتر چهره می‌نمایند.

جمع بندی مشکلات امنیتی IEEE 802.11

در این بخش به جمع‌بندی مشکلاتی در رابطه با امنیت در WLAN‌های تحت استاندارد 802.11 می‌پردازیم که ارائه راهکارهای برای حل آنها هدف این پروژه می‌باشد:

نقاط ضعف WEP به طور کلی شامل موارد زیر است:

1- استفاده از کلید است.

اغلب کاربران در یک WLAN از یک کلید مشترک به مدت طولانی استفاده می‌کنند.

2- طول کم بردار اولیه

بردار 24 بیتی IV در پیام به صورت واضح ارسال می‌شود (یعنی 24 بیت از کلید برای همه قابل دسترسی است)

3- بردار اولیه بخشی از کلید رمزگذاری RC4 می‌باشد.

از آنجا که 24 بیت از کلید قابل دستیابی است (بخش IV) از طرف دیگر مدیریت کلید RC4 ضعیف است با تجزیه و تحلیل مقدار کمی از ترافیک شبکه می‌توان کلید را کشف کرد.

4- عدم ارائه روش مناسب برای حفظ جامعیت پیام

روش حفظ جامعیت پیام در WEP بر اساس رمزنگاری نمی‌باشد.

انواع حملاتی علیه WLAN

حملات در شبکه‌های کامپیوتری به دو دسته passive (غیر انفعالی) و Active (انفعالی) تقسیم می‌شوند.

1) حملات passive (غیر انفعالی):

به حمله‌ای که در آن فرد مهاجم به منبع اطلاعاتی و یا دادة در حال عبور دسترسی پیدا می‌کند ولی در آن دخل و تصرف و یا تغییر ایجاد نمی‌کند (برای مثال جاسوسی) این نوع حمله خود شامل دو دسته حمله زیر است:

- جاسوسی (exresdropping)

فرد مهاجم به محتویات پیامهای در حال عبور گوش می‌دهد. مثلاً به داده‌هایی که بین دو ایستگاه کاری رد و بدل می‌شوند گوش می‌دهد.

- آنالیز ترافیک (Traffic analysis)

فرد مهاجم در روشی بسیاری مکارانه‌تر، با در نظر گرفتن عبور الگوهای داده‌ها اطلاعات مهم را کسب می‌کند.

2) حملات فعال (Active attack)

حمله‌ای که در آن فرد مهاجم تغییراتی (مثل حذف، جایگزینی، اضافه و یا کسر) در پیام ایجاد می‌کند. اینگونه حملات قابل تشخیصی هستند اما در بعضی شرایط ممکن است قابل پیشگیری نباشند. اینگونه حملات شامل 4 دسته می‌باشد.

- Massguerding (نقش بازی کردن)

فرد مهاجم خود را به جای یک فرد قانونی جا می‌زند و از امتیازات وی سوء استفاده می‌کند.

- Replay (تکرار)

فرد مهاجم روال انتقال پیامها را زیر نظر می‌گیرد. پس از کسب اطلاعات مورد نیاز مثل آدرس MAC و … خود مانند یک کاربر قانونی اقدام به ارسال اطلاعات می‌کند.

- دستکاری پیام Message Madification

فرد مهاجم یک پیام واقعی را با ایجاد تغییراتی مثل حذف اضافه و یا کسر کردن محتویات دستکاری می‌کند.

- انکار سرویس (Denial of service)

فرد مهاجم با روشهایی overload کردن کارآیی سیستم را پایین آورده و باعث می‌شود تا سرویس‌های شبکه به کاربران قانونی نرسد یا به طور ناقص وضعیت برسد. حملات یاد شده در بالا به یکی از نتایج ناگوار زیر منتهی می‌شوند.

1) فقدان محرمانگی:

محرمانگی اصلی نوین هدف شرکتها در مبحث امنیت می‌باشد. علی الخصوص در WLANها این فاکتور بیشتر مورد توجه قرار می‌گیرد (به خاطر محیط فیزیکی رسانه که هوا می‌باشد خاصیت این نوع از LANها که اطلاعات را در واقع انتشار می‌دهند.)

با توجه به عرضه برنامه‌هایی چون Aixsnort  و WEPcrack ، WEP دیگر قادر به ارائه و حفظ محرمانگی لازم برای یک WLAN نیست. Airsnort  برای کشف کلید رمزنگاری نیاز دارد تا به حداکثر 100MB داده عبوری شبکه گوئی کند. Airsnort نیاز به سخت افزار و نرم افزار پیچیده‌ای ندارد و به راحتی بر روی کامپیوتر که دارای سیستم عامل لینوکسی و کارت شبکه است اجرای شود.

جمع آوری و گوش دادن به 100MB ترافیک در یک شبکه با ترافیک بالا سه یا 4 ساعت طول می‌کشد در صورت سبک بودن ترافیک شبکه این زمان ممکن است به 10 ساعت افزایش یابد. بعنوان مثال در یک AP که با سرعت 11Mbps در حال ارسال اطلاعات است. از بردار اولیه 24 بیتی استفاده می‌کند. پس از 10 ساعت مقدار بردار اولیه تکرار خواهد شد. بنابراین فرد مهاجم می‌تواند پس از گذشت 10 ساعت دو را رمزگشایی کند. در نتیجه هم جامعیت و هم محرمانگی در شبکه به خطر می‌افتد.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید