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Affaire suivie par : CERTA Objet : Sécurité des
réseaux sans fil (Wi-Fi)
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Table des matières
1 RésuméAfin d'obtenir un niveau de sécurité satisfaisant sur un réseau sans fil, il est nécessaire de connaître les vulnérabilités inhérentes à ce type de réseau :
Au delà de la formation et de la sensibilisation des utilisateurs, il est indispensable de configurer son réseau de façon sécurisée. Cette étape comprend la configuration des différentes couches protocolaires mais également l'audit périodique et la surveillance continuelle de son réseau. 2 Position du Wi-Fi par rapport aux réseaux sans filEn raison de leur facilité de déploiement et de leur coût relativement faible, les réseaux sans fil sont de plus en plus utilisés. Comme pour les réseaux filaires, on classe généralement les réseaux sans fil selon leur domaine de couverture : les réseaux personnels WPAN (Wireless Personal Area Networks), les réseaux locaux WLAN (Wireless Local Area Networks), les réseaux métropolitains WMAN (Wireless Metropolitan Area Networks) et les réseaux nationaux WWAN (Wireless Wide Area Networks).2.1 Les réseaux sans fil de type WPANLes WPAN sont des réseaux sans fil de faible portée (quelques dizaines de mètres) qui, comme leur nom l'indique, sont des réseaux à usage personnel. Ils sont déjà présents sous différents noms :
2.2 Les réseaux sans fil de type WLAN (norme IEEE 802.11)La norme IEEE 802.11 (ISO/IEC 8802-11) est un standard qui décrit les caractéristiques des réseaux sans fil et est équivalente à la norme IEEE 802.3 (Ethernet) pour les réseaux filaires.En fait, la norme IEEE 802.11 est la norme initiale à
partir de laquelle un certain nombre de normes
dérivées ont été
créées afin de répondre à des
objectifs d'interopérabilité ou de
sécurité. Les normes dérivées les
plus connues aujourd'hui sont les normes IEEE 802.11a, IEEE
802.11b, IEEE 802.11g, IEEE 802.11i, et prochainement IEEE
802.11n. La norme IEEE 802.11a, est aussi
appelée Wi-Fi5. Elle utilise la bande de
fréquence des 5 GHz et autorise un débit
théorique de 54Mbps. Aujourd'hui, la législation
française interdit l'utilisation de cette bande de
fréquence en extérieur. L'utilisation de cette
bande de fréquence est autorisée en
intérieur pour des puissances d'émission
inférieures à 100mW. La norme IEEE 802.11b,
adoptée en septembre 1999, est plus connue sous le nom
de WiFi ou Wi-Fi. La norme IEEE 802.11g permet un
débit théorique (sans aucune perturbation) de
54Mbps dans la bande de fréquence des 2.4Ghz. Cette
norme est compatible avec la norme IEEE 802.11b : les
équipements répondant à la norme IEEE
802.11g peuvent fonctionner en environnement 802.11b, avec une
dégradation des performances. La norme IEEE 802.11i a
été ratifiée en juin 2004 et met l'accent
sur la sécurité en proposant des
mécanismes de contrôle d'intégrité,
d'authentification et de chiffrement. La norme IEEE 802.11n est une
norme à venir (sous forme de draft actuellement, prévue courant 2009)
permettant d'atteindre des débits de l'ordre de 100Mbps
et supérieur. Cette norme utilisera la bande de
fréquence 2.4Ghz et sera compatible avec les normes IEEE
802.11g et IEEE 802.11b. Il est important de noter que des constructeurs vont au-delà des normes en proposant des extensions propriétaires. Ce document ne s'attachera pas à ces extensions. 2.3 Les réseaux sans fil de type WMAN (norme IEEE 802.16)La B.L.R. (Boucle Locale Radio) fait partie des réseaux sans fil de type WMAN. La BLR est une technologie sans fil capable de relier les opérateurs à leurs clients grâce aux ondes radio sur des distances de plusieurs kilomètres.Les réseaux sans fil de type WMAN sont en
train de se développer. Ce phénomène
risque de s'amplifier dans les années à venir. La
norme IEEE 802.16, est plus connue sous son nom commercial
WiMax. La dernière version de la norme est IEEE
802.16-2004, ratifiée en juin 2004. Comme dans le cas de la dénomination Wi-Fi, WiMax
désigne en fait un ensemble de normes regroupées
sous une appellation commune. Techniquement, le WiMax permet des débits de l'ordre
de 70Mbps avec une portée de l'ordre de 50km.
Actuellement, le WiMax peut exploiter les bandes de
fréquence 2.4Ghz, 3.5Ghz et 5.8Ghz. Aujourd'hui, en
France, la bande de fréquence 2.4Ghz est libre, la bande
de fréquence 5.8Ghz est interdite en utilisation
extérieure et la bande des 3.5Ghz est licenciée
à un unique opérateur. La norme 802.16e ajoutera de la mobilité à la norme actuelle IEEE 802.16. 2.4 Les réseaux sans fil de type WWANBien que ces réseaux ne soient pas connus sous ce nom, ce sont aujourd'hui les réseaux sans fil les plus utilisés en France. Les technologies cellulaires tel que le GSM (Global System for Mobile Communication), le GPRS (General Packet Radio Service) et l'UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) font ou feront partie de ce type de réseau.3 Présentation du Wi-FiComme il a été précisé plus haut dans le document, par Wi-Fi nous désignerons les normes de type IEEE 802.11.3.1 Utilisation du Wi-FiDe nos jours les réseaux sans fil se développent très rapidement :
3.2 Caractéristiques techniques du Wi-Fi3.2.1 Fonctionnement du Wi-FiUn réseau sans fil est fondé sur une architecture cellulaire où chaque cellule appelée BSS (Basic Service Set) est contrôlée par un AP (Access Point) ou point d'accès, le tout formant un réseau appelé ESS (Extended Service Set). Ce mode de communication est appelé le mode infrastructure. Les points d'accès peuvent être reliés entre eux par des liaisons radio ou filaires et un terminal peut alors passer d'un point d'accès à un autre en restant sur le même réseau (concept du roaming).Pour s'identifier auprès d'un réseau, les utilisateurs d'un réseau sans fil utilisent un identifiant de réseau (SSID). Un point d'accès sur un réseau sans fil
équivaut à un concentrateur (hub) sur un
réseau filaire. Chaque terminal sans fil reçoit
donc tout le trafic circulant sur le réseau. Si ce
terminal scrute simultanément plusieurs canaux, il
recevra alors le trafic de tous les réseaux qui
l'entourent. Le mode de communication ad-hoc est
également disponible : il s'agit d'un mode point
à point entre des équipements sans fil. Avec ce
mode de fonctionnement, il est possible d'utiliser des
protocoles de routage proactifs (échange
périodique des tables de routage pour la
détermination des routes) ou des protocoles de routage
réactifs (les routes sont établies à la
demande) afin de reconstituer un réseau maillé
(mesh networks). L'accès radio au réseau sans fil se fait par le protocole CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) : quand un équipement du réseau veut émettre, il écoute le support de transmission et si celui-ci est libre, alors il émet. Ce protocole s'appuie sur des accusés de réceptions entre les récepteurs et les émetteurs. 3.3 Les avantages du Wi-FiComme les autres réseaux sans fil, le Wi-Fi possède plusieurs avantages :
De plus, le Wi-Fi est intéropérable avec les réseaux filaires existants et garantit une grande souplesse sur la topologie du réseau. Attention, il est toutefois nécessaire de relativiser les trois avantages cités ci-dessus en fonction du niveau de sécurité que l'on compte appliquer sur son réseau (cf. section Sécurité du Wi-Fi). 4 Sécurité du Wi-FiInstaller un réseau sans fil sans le sécuriser peut permettre à des personnes non autorisées d'écouter, de modifier et d'accéder à ce réseau. Il est donc indispensable de sécuriser les réseaux sans fil dès leur installation. Il est possible de sécuriser son réseau de façon plus ou moins forte selon les objectifs de sécurité et les ressources que l'on y accorde. La sécurité d'un réseau sans fil peut être réalisée à différents niveaux : configuration des équipements et choix des protocoles.4.1 Sécurité des points d'accèsChanger la configuration par défaut des points d'accès est une première étape essentielle dans la sécurisation de son réseau sans fil. Pour cela il est nécessaire de :
Il est également important de mettre à jour le firmware de son point
d'accès dès que le constructeur propose
une mise à jour (résolution d'un problème
de sécurité sur un des services disponibles par
exemple). Cette mise à jour suppose des tests
préalables poussés afin de vérifier la
compatibilité avec l'existant une fois la mise à
jour effectuée. Changer le SSID par défaut est
une bonne pratique, largement recommandé dans la
plupart des cas. Il est judicieux de ne pas choisir un SSID
attractif. La plupart des points d'accès donne la
possibilité de désactiver la diffusion du SSID.
Il ne s'agit nullement d'une mesure de sécurité
car une personne informée pourra obtenir le SSID
très facilement : le SSID est une donnée qui est
visible lors de l'association d'un client. Ensuite, il s'agit de configurer le
point d'accès en activant les options de
sécurité répondant aux objectifs
choisis en matière de sécurité. Les
différents protocoles relatifs à la
sécurité des réseaux sans fil sont
exposés dans la suite de ce document. L'activation de la journalisation de
l'activité du point d'accès est
nécessaire. Exporter ces journaux vers une machine de
confiance, sécurisée dans cette optique, est
largement recommandé. Enfin, au-delà de la sécurité logique, il est nécessaire de prendre en compte la sécurité physique des points d'accès. Une protection des points d'accès doit être mise en place afin de contrer un utilisateur mal intentionné ayant un accès physique aux bornes (connection de l'attaquant par cable croisé ou cable série, modification matérielle de la totalité ou d'une partie du point d'accès ...). 4.2 Sécurité des protocoles liés aux réseaux sans filDe nombreuses évolutions protocolaires ont rythmé la sécurité des réseaux sans fil. Les objectifs sont les suivants :
4.2.1 ChiffrementL'absence de chiffrement dans un réseau sans fil laisse l'ensemble des données qui transitent sur ce réseau à la merci d'une personne munie d'une carte Wi-Fi et située dans le périmètre de réception des ondes émises par les autres équipements.En raison de la propagation des ondes, il est nécessaire de protéger son réseau par un chiffrement approprié. Le protocole initialement proposé pour le chiffrement
des communications entre éléments d'un
réseau sans fil est le WEP (Wired Equivalent
Privacy). Le WEP est une option proposée dans le
standard IEEE 802.11 et, en plus de chiffrement, traite de
l'authentification et de l'intégrité. Le principe
du chiffrement WEP est un chiffrement par flot utilisant
l'algorithme RC4 et nécessitant un secret partagé
encore appelé clef. Cette clef peut être de
longueur 64 ou 128 bits (compte tenu de l'utilisation d'un
vecteur d'initialisation de 24 bits, la longueur réelle
du secret partagé est de 40 ou 104 bits). Le chiffrement proposé par le protocole WEP
s'est révélé rapidement inapte à
offrir un niveau de sécurité suffisant
pour la plupart des utilisateurs. En effet, il est possible en
écoutant une quantité suffisante de trafic (cela
peut prendre plusieurs heures selon l'activité du
réseau), de casser une clef WEP en quelques secondes.
Une documentation abondante est disponible sur l'Internet sur
le sujet. Plusieurs outils d'attaque publics permettent de
faire cela facilement, sans matériel
spécialisé, dans un temps raisonnable. En plus de la faiblesse de la mise en oeuvre du chiffrement,
le chiffrement WEP introduit des problèmes de gestion de clefs qui
rapidement dégradent la sécurité du
réseau, en plus d'être extrêmement difficile
à mettre en place selon une politique rigoureuse. Afin
d'augmenter la sécurité fournie par le
chiffrement WEP, il est nécessaire de changer les clefs
sur une base de temps à définir (dépend de
la taille du réseau, du nombre d'utilisateurs, du trafic
engendré...). Il faut également changer les clefs
lors du départ d'un employé, du vol d'un
portable... Enfin, il faut également garder à l'esprit que
tous les utilisateurs d'un réseau Wi-Fi
protégé avec le chiffrement WEP partagent la
même clef WEP. Ainsi, tout
utilisateur peut écouter les autres utilisateurs
comme si aucun chiffrement n'était en place. L'évolution du chiffrement dans les réseaux
sans fil est apparu avec le standard WPA (Wi-Fi Protected
Access). Cette norme était initialement une norme
intermédiaire en attendant la finition et la
ratification de la norme IEEE 802.11i, devant apporter un
niveau de sécurité satisfaisant pour l'ensemble
des exigences en matière de chiffrement,
authentification et intégrité. Le WPA introduit le protocole TKIP (Temporal Key
Integrity Protocol), qui sera repris par la norme IEEE
802.11i. Ce protocole permet de remédier aux faiblesses
du chiffrement WEP en introduisant un chiffrement par paquet
ainsi qu'un changement automatique des clefs de chiffrement.
L'algorithme de chiffrement sous-jacent est toujours le RC4
utilisé avec des clefs de 128 bits, mais contrairement
au WEP, il est utilisé plus correctement. Des
méthodes d'attaques ont cependant été
publiées en novembre 2008 ; elles permettent sous
certaines conditions de déchiffrer quelques trames
arbitraires émises par le point d'accès vers une
station et d'injecter de nouvelles trames (empoisonnement de
table ARP par exemple). Les bulletins d'actualité
CERTA-2008-ACT-045 et CERTA-2008-ACT-047 abordent ces
problèmes. Le standard WPA définit deux modes disctincts :
Le mode WPA-PSK est vulnérable à des attaques
par dictionnaire. Il est donc très important de choisir un secret (passphrase)
fort afin de limiter ces risques. La dernière évolution en date de juin 2004, est la ratification de la norme IEEE 802.11i, aussi appelé WPA2 dans la documentation grand public. Ce standard reprend la grande majorité des principes et protocoles apportés par WPA, avec une différence notoire dans le cas du chiffrement : l'intégration de l'algorithme AES (Advanced Encryption Standard - FIPS-197). Les protocoles de chiffrement WEP et TKIP sont toujours présents. Deux autres méthodes de chiffrement sont aussi incluses dans IEEE 802.11i en plus des chiffrements WEP et TKIP :
Ces mécanismes cryptographiques sont assez
récents et peu de produits disponibles sont
certifiés WPA2. Le recul est donc
faible quant aux vulnérabilités potentielles de
cette norme. Même si ce recul existe pour
l'algorithme AES, le niveau de sécurité
dépend fortement de l'utilisation et de la mise en
oeuvre de AES. De plus, WPA2 pose aujourd'hui des problèmes de compatibilité pour
les clients d'un réseau sans-fil. En plus du
matériel non encore répandu, tous les
systèmes d'exploitation n'intègrent pas la norme
WPA2 ou IEEE 802.11i. A ce jour, compte tenu de la disponibilité du
matériel, des problèmes de compatibilité
et en l'absence de recul suffisant, la
solution la plus sûre d'un point de vue cryptographique
reste l'utilisation simultanée d'IPSEC.
Contrairement au standard IEEE 802.11i, IPSEC
bénéficie d'un recul certain quant à la
qualité de la sécurité offerte. Le
coût de mise en oeuvre est sans doute plus
élevé. Néanmoins l'absence de recul
concernant la norme IEEE 802.11i oblige à être
prudent lorsque l'on désire un chiffrement d'un niveau
éprouvé. En résumé : 4.2.2 AuthentificationLa norme 802.11 initiale spécifie deux modes d'authentification : ouvert ou partagé (open ou shared). L'authentification ouverte signifie l'absence d'authentification et l'authentification partagée signifie l'utilisation d'un secret partagé, en l'occurrence une clef WEP dans un mécanisme challenge/réponse. Il est vite apparu que ce mode d'authentification était très largement insuffisant, induisant même une dégradation du chiffrement par l'intermédiare du challenge/réponse donnant de la matière à des attaques cryptographiques.La plupart des équipements donnent la
possibilité de filtrer les adresses MAC ayant le droit
de s'associer avec le point d'accès. Cette liste doit
être reproduite sur chaque point d'accès du
réseau sans fil si l'on désire garder toute la
mobilité du réseau. Ce seul mécanisme d'authentification s'avère
souvent inefficace. En effet, il est toujours possible pour un utilisateur mal intentionné de
changer son adresse MAC afin d'usurper l'identité
d'un client valide. L'adresse MAC est censée servir
d'identifiant unique au niveau de la couche 2, cependant tous
les systèmes d'exploitation actuels permettent à
un utilisateur mal intentionné de modifier cette
donnée très facilement. A ces problèmes d'authentification, une solution plus robuste est apportée par la
norme IEEE 802.1X. Le standard IEEE 802.1X est
utilisable en environnement sans fil comme en environnement
filaire. IEEE 802.1X définit une encapsulation de EAP
(Extensible Authentication Protocol) au dessus du
protocole IEEE 802.11. L'équipement d'accès au
réseau sans fil (point d'accès) relaie les trames
entre le client et le serveur d'authentification (serveur
RADIUS), sans connaître le protocole EAP utilisé.
Dans le cas où le protocole d'authentification prend en
charge la gestion des clefs, celles-ci sont transmises à
l'équipement d'accès puis au client dans le cadre
du chiffrement. Dans le cadre de l'authentification en environnement sans fil basée sur le protocole 802.1X, différentes variantes de EAP sont disponibles aujourd'hui :
Certaines de ces variantes se sont
révélées trop faible pour prendre en
charge une authentification de qualité satisfaisante.
Ainsi EAP-MD5 et LEAP sont peu à
peu abandonnés car ils sont sujet à des
attaques par dictionnaire et des attaques de type homme du
milieu (man-in-the-middle). La norme IEEE 802.1X est incluse dans les standards WPA et
WPA2 (IEEE 802.11i). Il est évident que les
recommandations de sécurité portent
également sur le serveur d'authentification (serveur
RADIUS) qui devra être à jour en ce qui
concerne les vulnérabilités. En plus de la
sécurité logicielle, une attention
particulière devra être prise quant à
l'insertion du serveur RADIUS dans son architecture
réseau. Conclusion : 4.2.3 IntégritéLe standard IEEE 802.11 définit un mécanisme sommaire d'intégrité des trames basé sur le CRC (Control Redondancy Check). Cette valeur est appelée ICV (Integrity Check Value) et est de longueur 4 octets. Les propriétés du CRC sont telles que le niveau de sécurité atteint est très faible. Il est ainsi possible pour un utilisateur mal intentionné de modifier une trame tout en mettant à jour le CRC afin de créer une trame modifiée valide.Le standard WPA introduit un
mécanisme d'intégrité beaucoup plus
robuste appelé MIC (Message Integrity
Check - aussi appelé Michael dans le cadre du WPA
et WPA2). Ce champ a pour longueur 8 octets et permet de se
prémunir contre le rejeu (qui consiste à
réémettre une trame interceptée de telle
sorte qu'elle soit valide au sens cryptographique). Le standard WPA2 ou IEEE 802.11i utilise également ce
mécanisme d'intégrité. L'utilisation de MIC est recommandée afin d'obtenir un niveau de sécurité plus élevé que l'utilisation d'une simple valeur de type CRC, présentant des propriétés cryptographiques trop faible pour assurer l'intégrité des trames dans un réseau sans fil. 4.3 Sécurité de la technologieDe par sa technologie le Wi-Fi est un protocole qui diffuse les données vers toutes les stations qui sont aux alentours. Un utilisateur mal intentionné peut se placer dans le périmètre des équipements du réseau afin de récupérer les informations qui lui permettront d'avoir accès au réseau.La sensibilité au brouillage est une autre vulnérabilité induite par la technologie des réseaux sans fil. Elle peut entraîner un déni de service des équipements du réseau, voire la destruction de ces équipements dans le cas de bruit créé artificiellement. 4.4 Sécurité après la mise en place du réseau sans filAfin de conserver un niveau de sécurité satisfaisant de son réseau sans fil, il est nécessaire d'appliquer les mêmes procédures que pour les réseaux filaires, à savoir :
La sécurité d'un réseau sans fil comprend aussi sa gestion. Gérer un réseau sans fil nécessite de s'appuyer sur une équipe ayant une bonne connaissance des réseaux et de la sécurité des systèmes d'information. 5 Conclusion sur le Wi-FiMalgré des problèmes de sécurité intrinsèques, les réseaux sans fil continuent et continueront probablement à se développer. Il est donc important de bien connaître les problèmes liés à la mise en place de ce type de réseaux afin d'en limiter les effets néfastes. Il est également important de déterminer le niveau de sécurité souhaité afin de mettre en place une solution en adéquation avec ce choix.Malgré le peu de recul sur la norme IEEE 802.11i, celle-ci est vouée à s'imposer comme la norme unificatrice en matière de sécurité. A ce jour, avec le peu de recul sur la norme IEEE 802.11i, l'utilisation d'IPSEC reste la manière la plus sûre de sécuriser son réseau sans fil, ce qui n'interdit pas de mettre en place le chiffrement disponible sur le lien radio. 6 Documentation
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