VoIP解決企業(yè)無線局域網(wǎng)安全問題

過去幾年中，VoIP系統(tǒng)在企業(yè)及住宅兩個市場的普及率都得到了很大的提高。VoIP將數(shù)據(jù)和語音兩項(xiàng)業(yè)務(wù)融合進(jìn)一個統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)中，使企業(yè)IT部門或家庭用戶能極大地節(jié)省成本。我們還看到各服務(wù)提供商開始少量部署VoIP系統(tǒng)，能夠?qū)⒕W(wǎng)關(guān)連接到DSL或有線調(diào)制解調(diào)器等寬帶接入設(shè)備上。

當(dāng)前一代的住宅網(wǎng)關(guān)提供了一種針對數(shù)據(jù)WLAN連接的機(jī)制。今天，大多數(shù)WLAN都是針對數(shù)據(jù)應(yīng)用，用于替代以太網(wǎng)，與筆記本電腦或臺式電腦連接。一些設(shè)備，例如打印機(jī)、相機(jī)或WLANIP電話等，由于本身沒有充足的用戶接口，從而限制了它們的部署。一般地講，與WLAN有關(guān)的安全問題牽扯到所有和它相連的設(shè)備。WLANIP電話或復(fù)合式蜂窩/WLAN電話在這方面所面臨的挑戰(zhàn)更大。

WLAN系統(tǒng)中的安全

802.11i標(biāo)準(zhǔn)是一種支持?jǐn)?shù)據(jù)包安全與認(rèn)證安全的MAC層增強(qiáng)型標(biāo)準(zhǔn)。前幾代基于密碼的802.11安全機(jī)制都是圍繞WEP協(xié)議制定的。但WEP所提供的認(rèn)證不是雙向認(rèn)證，例如用戶不能認(rèn)證網(wǎng)絡(luò)。WEP中密鑰的重復(fù)使用也使黑客很容易就能破解密鑰。最后，在靜態(tài)WEP實(shí)現(xiàn)中，網(wǎng)管員實(shí)際上不可能更改接入點(diǎn)(AP)上的密鑰，因?yàn)檫@需要更改每個站點(diǎn)上的密鑰。所以在大多數(shù)情況下，WEP并沒有得到貫徹。

通過以下兩個步驟，802.11i可解決WEP中安全不足的問題：首先是提供一種可對目前產(chǎn)品進(jìn)行軟件升級的機(jī)制;其次是創(chuàng)建一個可能需要硬件改動的新型魯棒安全網(wǎng)絡(luò)(RSN)。第一個措施已被Wi-Fi聯(lián)盟采納為無線保護(hù)接入(WPA)，而且經(jīng)過批準(zhǔn)的802.11i規(guī)范已被采用為WPA2。

WPA實(shí)際上相當(dāng)于為WEP所使用的RC4加密方案添加了一個安全殼，可提供用戶與網(wǎng)絡(luò)之間的相互認(rèn)證、進(jìn)行自動安全的密鑰交換以及提供對語音(及數(shù)據(jù))包的保護(hù)。通過用高級加密標(biāo)準(zhǔn)(AES)代替RC4作為加密引擎，WPA2增強(qiáng)了WPA的安全性。而且，通過采用類似的自動密鑰交換機(jī)制，WPA2可保護(hù)用戶在WPA上的基礎(chǔ)設(shè)施投資。

雖然標(biāo)準(zhǔn)制定機(jī)構(gòu)在解決802.11MAC層的安全性方面花費(fèi)了大量的精力，但實(shí)際上并未解決家庭用戶(或熱點(diǎn))應(yīng)用中的安全問題。安全的缺乏與終端用戶大多不能正確理解有關(guān)技術(shù)術(shù)語及配置步驟有關(guān)，而理解這些術(shù)語和配置步驟對于建立足夠的安全性來說非常關(guān)鍵。

WLAN安全設(shè)置

從安全設(shè)置的需要出發(fā)，與無線網(wǎng)絡(luò)連接的設(shè)備可分成以下三類：

1、帶有充足用戶接口的客戶端，例如可連接到顯示器的筆記本電腦及媒體適配器;

2、帶有有限用戶接口的固定設(shè)備，例如打印機(jī)等;

3、帶有有限用戶接口的移動設(shè)備，例如WLANIP電話(其中可能包括復(fù)合式蜂窩與WLAN設(shè)備)等。

WLANIP電話具有目前有繩與無繩電話所沒有的重要特性——移動性。要充當(dāng)無繩電話的替代設(shè)備，WLANIP電話的移動性必須具有像“拿起電話就打”這樣的方便性。

此外，WLANIP電話還必須使用戶可以接駁他們的“家庭”電話并使用相同的電話可以在任何地方接入寬帶網(wǎng)絡(luò)。因此，除傳統(tǒng)使用情況外，安全還必須包括以上這些使用情況。早期開發(fā)的專用方案，主要是解決家庭網(wǎng)絡(luò)中具有充足用戶接口的設(shè)備的安全問題。這些專用解決方案包括像SecureEZ設(shè)置這樣的安全機(jī)制，其所提供的安全類型一般僅限于建立一個與一臺或多臺計算機(jī)相連的接入點(diǎn)或STA設(shè)備，且這種安全機(jī)制還擴(kuò)展不到能滿足“B”或“C”類設(shè)備的需求。

其后開發(fā)的專用方案，如按鍵式方案等，則是為了能在前面提到的三類產(chǎn)品中使用。這些方案仍不能提供任何互操作性，以及對外部接入點(diǎn)無縫認(rèn)證的能力。WiFi聯(lián)盟目前正在著手提供便于安全使用的互操作性。
WLANIP電話系統(tǒng)的安全設(shè)置

作為RSN構(gòu)架一部分的802.11i規(guī)范，提供了兩種不同的認(rèn)證機(jī)制，即：預(yù)共享密鑰(PSK)模式與基于802.1x的認(rèn)證模式。

PSK實(shí)現(xiàn)意味著小型家庭網(wǎng)絡(luò)不具有企業(yè)級網(wǎng)絡(luò)這樣的認(rèn)證。在保持一個安全網(wǎng)絡(luò)，使之不易受黑客攻擊方面，PSK模式具有優(yōu)于WEP等現(xiàn)有協(xié)議的可靠性。PSK實(shí)際上是一種可取代(通過802.1x機(jī)制交換的)成對主密鑰(PMK)的用戶設(shè)置。大多數(shù)家庭網(wǎng)絡(luò)為了實(shí)現(xiàn)易使用性，都采用PSK模式作為其構(gòu)架核心。這背后的含意是，家庭網(wǎng)絡(luò)將沒有可為每臺設(shè)備提供PMK密鑰的認(rèn)證服務(wù)器。[NextPage]

按定義，WLANIP電話是一種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，且能使用基于網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證。802.11i提供了一個使用802.1x的構(gòu)架來認(rèn)證網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備。

1、請求方，希望通過網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證的設(shè)備;

2、認(rèn)證方，控制接入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備，例如無線接入點(diǎn);

3、認(rèn)證服務(wù)器，最終決定請求設(shè)備能否接入網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器。

802.1x在請求方、認(rèn)證方與認(rèn)證服務(wù)器之間提供一個可擴(kuò)展架構(gòu)，來交換網(wǎng)絡(luò)上最終用于認(rèn)證設(shè)備的消息。在各組件間傳輸?shù)南㈩愋褪芸蓴U(kuò)展認(rèn)證協(xié)議(EAP)的控制(圖2)。這種消息描述了采用請求與響應(yīng)序列的認(rèn)證方法。

EAP沒有定義每條消息的內(nèi)容。網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)幾種不同類型的內(nèi)容格式，如TLS、TTLS及SIM。EAP甚至還允許網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商采用專用消息傳輸方案。802.11i規(guī)范中的802.1x的目的是為了交換用于在接入點(diǎn)與終端站之間建立安全網(wǎng)絡(luò)的成對主密鑰(PMK)。

服務(wù)提供商用802.1x機(jī)制來認(rèn)證網(wǎng)絡(luò)上的終端設(shè)備。只要由互聯(lián)網(wǎng)骨干通往認(rèn)證服務(wù)器的接入點(diǎn)上有可用路徑，同一802.1x機(jī)制可用于許多位置。

除要求服務(wù)提供商投資所需的基于網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證服務(wù)器基礎(chǔ)設(shè)施外，在網(wǎng)絡(luò)上提供IP電話的其他要求還包括確保熱點(diǎn)地區(qū)或家庭中的接入點(diǎn)具有WPA功能。

蜂窩手機(jī)與WLAN的融合取決于能否從兩個不同的方向?yàn)橛脩籼峁┮苿有?。蜂窩手機(jī)提供采用認(rèn)證、授權(quán)、計費(fèi)(AAA)服務(wù)器的認(rèn)證機(jī)制。用戶識別模塊(SIM)存儲蜂窩手機(jī)當(dāng)前的認(rèn)證與網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息。

在單獨(dú)的WLANIP電話中，同樣的機(jī)制利用EAP-SIM就可以與通過802.1x攜載消息的SIM卡一起使用。在復(fù)合式GSM與WLAN電話中，用于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的SIM卡，也可以用在WLAN網(wǎng)絡(luò)上。后臺認(rèn)證服務(wù)器仍可使用利用IP管道的AAA服務(wù)器。此概念可作為非授權(quán)移動接入(UMA)計劃的一部分來實(shí)現(xiàn)蜂窩網(wǎng)絡(luò)與WLAN的融合。另外，UMA創(chuàng)建了IPSec隧道來為有線網(wǎng)絡(luò)提供安全。

結(jié)語

成功實(shí)現(xiàn)基于WLAN網(wǎng)絡(luò)的安全VoIP應(yīng)用，取決于供應(yīng)商能否提供一種更優(yōu)質(zhì)的用戶體驗(yàn)，從而超越目前的傳統(tǒng)無繩電話與蜂窩手機(jī)。這些體驗(yàn)包括：

能否提供一種無縫家庭網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證與易使用設(shè)置，可與拿起無繩電話就打這樣的便利性相比擬;

能否在熱點(diǎn)及酒店房間等地方將WLANIP電話當(dāng)作“家庭”電話使用。安全設(shè)置需要通過現(xiàn)有的由Radius服務(wù)器實(shí)現(xiàn)的WPA2及802.11i機(jī)制來實(shí)現(xiàn);

復(fù)合式電話能否在蜂窩網(wǎng)絡(luò)與WLAN之間無縫切換。安全設(shè)置仍需通過像EAP-SIM這樣的蜂窩機(jī)制來實(shí)現(xiàn)。

隨著WLAN網(wǎng)絡(luò)的日益普及，以及傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)上語音與數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的融合，這些趨勢為供應(yīng)商提供了繼續(xù)開發(fā)各種基于WLAN的VoIP解決方案的動力。