[论文解读] 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 5

一句话总结

本文提出一种基于会话管理的防御机制，通过将去认证帧与活动客户端会话进行验证，防止802.11无线网络中的去认证攻击。通过在接入点引入轻量级会话跟踪机制，系统能够区分合法帧与伪造帧，显著减少未经授权的断开连接，且无需协议更改或额外硬件。

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.

研究动机与目标

• 解决802.11无线网络中日益严重的去认证攻击威胁，此类攻击利用去认证帧缺乏认证机制的漏洞。
• 识别漏洞的根本原因：802.11标准中去认证和解关联帧缺乏认证机制。
• 设计一种轻量级、可部署的解决方案，通过在接入点实施会话状态跟踪，验证去认证帧的合法性。
• 在保持与现有802.11基础设施向后兼容的同时，防止未经授权的断开连接。
• 在不引入显著开销或修改客户端设备的前提下，降低去认证攻击的成功率。

提出的方法

• 在接入点引入会话管理系统，用于维护活动客户端会话的记录。
• 通过检查源MAC地址是否对应当前活动会话，验证接收到的去认证帧。
• 拒绝来自未在活动会话表中注册的MAC地址的去认证帧，即使这些帧在密码学上有效。
• 采用基于时间的会话跟踪机制，确保在不活动后及时清理状态。
• 在接入点层实现该解决方案，避免对客户端设备或802.11协议栈进行修改。
• 采用轻量级数据结构存储会话信息，最大限度减少内存和处理开销。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何验证去认证帧以防止802.11网络中的欺骗攻击？
• RQ2 接入点可采用何种机制来区分合法去认证帧与伪造帧？
• RQ3 基于会话的方法是否能在不修改现有802.11标准或客户端设备的前提下，有效防止去认证攻击？
• RQ4 维护会话状态用于去认证帧验证的性能开销如何？
• RQ5 所提出的解决方案在缓解现实世界去认证攻击方面的有效性如何？

主要发现

• 所提出的基于会话的验证机制在测试威胁模型下成功阻止了100%的伪造去认证帧。
• 该解决方案引入的处理和内存开销可忽略不计，适合在标准接入点上部署。
• 该系统与现有802.11客户端保持向后兼容，且无需对客户端设备进行固件更新。
• 即使去认证帧经过加密并呈现为合法，接入点仍能检测并拒绝此类未经授权的帧。
• 会话跟踪机制能有效防止通过伪造帧破坏客户端连接的拒绝服务攻击。
• 该方法不依赖于密码学签名或协议扩展，降低了复杂性与部署门槛。