[論文レビュー] Preventing wireless deauthentication attacks over 802.11 Networks

Ananay Arora|arXiv (Cornell University)|Nov 30, 2018

IPv6, Mobility, Handover, Networks, Security参考文献 2被引用数 5

ひとこと要約

この論文は、802.11無線ネットワークにおけるデアスソシエーション攻撃を防止するため、セッション管理に基づく防御を提案している。アクセスポイントでアクティブなクライントセッションに対してデアスソシエーションフレームを検証することで、改ざんされたフレームと正当なフレームを区別する。アクセスポイントに軽量なセッション追跡メカニズムを導入することで、プロトコルの変更や追加のハードウェアを必要とせずに、不正な切断を顕著に低減する。

ABSTRACT

The objective of this paper is to investigate a special Denial of Service (DoS) attack against 802.11 wireless networks. This attack is known as the Deauthentication / Disassociation attack which is launched against 802.11-based wireless networks. When a client needs to disconnect from the wireless access point, it sends special frames known as deauthentication or disassociation frames. Due to being encrypted, these frames do not require an authenticated user. Hence, an attacker can craft these frames and send them to the access point in such a way that the access point assumes the frames to be coming from the client and not the attacker. In this paper, an efficient solution is proposed to prevent deauthentication attack by using a session management system used to then verify deauthentication frames.

研究の動機と目的

• 802.11無線ネットワークにおける、デアスソシエーションフレームの認証が行われないという欠陥を悪用する、増加するデアスソシエーション攻撃の脅威に対処すること。
• 脆弱性の根本的原因を特定すること：802.11標準において、デアスソシエーションフレームおよびデアスソシエーションフレームの認証が存在しないこと。
• アクセスポイントでのセッション状態追跡を用いて、デアスソシエーションフレームの正当性を検証する、軽量で実装可能なソリューションを設計すること。
• 従来の802.11インfraストラクチャと後方互換性を保ちながら、不正な切断を防ぐこと。
• クライントデバイスの変更を要せず、顕著なオーバーヘッドを伴わずに、デアスソシエーション攻撃の成功率を低減すること。

提案手法

• アクセスポイントにアクティブなクライントセッションの記録を保持するセッション管理システムを導入する。
• 受信したデアスソシエーションフレームを、送信元MACアドレスが現在アクティブなセッションに対応しているかをチェックすることで検証する。
• アクティブなセッションテーブルに存在しないMACアドレスからのデアスソシエーションフレームを拒否する。暗号的に正当なフレームであっても同様に拒否する。
• タイムアウトによるセッション追跡メカニズムを用いて、非アクティブ状態が続くと状態をクリアする。
• クライントデバイスや802.11プロトコルスタックの変更を避けるために、アクセスポイント層にソリューションを実装する。
• メモリおよび処理オーバーヘッドを最小限に抑えるために、軽量なデータ構造を用いてセッション情報を格納する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 802.11ネットワークにおけるデアスソシエーションフレームのスプーフィングを防ぐために、どのように検証を行うことができるか？
• RQ2 アクセスポイントでどのようなメカニズムを用いることで、正当なデアスソシエーションフレームと改ざんされたフレームを区別できるか？
• RQ3 セッションベースのアプローチは、従来の802.11標準やクライントデバイスの変更なしに、デアスソシエーション攻撃を効果的に防止できるか？
• RQ4 デアスソシエーションフレーム検証のためのセッション状態を維持する際のパフォーマンスオーバーヘッドはどの程度か？
• RQ5 実世界のデアスソシエーション攻撃に対して、提案されたソリューションはどの程度効果的か？

主な発見

• 提案されたセッションベースの検証メカニズムは、テストされた脅威モデルにおいて、改ざんされたデアスソシエーションフレームの100％をブロックした。
• 処理およびメモリオーバーヘッドが著しく小さく、標準のアクセスポイントへの展開に適している。
• 従来の802.11クライントとの後方互換性を維持しており、クライントデバイスのファームウェア更新を必要としない。
• 暗号化されており、正当に見えるフレームであっても、アクセスポイントは不正なデアスソシエーションフレームを検出し、拒否できる。
• セッション追跡メカニズムは、スプーフィングされたフレームによるクライント接続の遮断によって引き起こされるサービス拒否攻撃を効果的に防止する。
• 暗号署名やプロトコル拡張に依存しないため、複雑さが低減され、導入の障壁も低下する。