Seguridad en Wi-Fi José Manuel Huidobro Las redes Wi-Fi, en concreto las materializadas en las empresas y en los hot spots, están tomando un gran protagonismo por las innumerables ventajas que aportan, pero también tienen algunos inconvenientes, el mayor de los cuales -que presentan todas las redes inalámbricas, incluidas las celulares- es su escasa seguridad (escuchas ilegales, acceso no autorizado, usurpación y suplantación de identidad, interferencias aleatorias, denegación de servicio, amenazas físicas, etc.), algo inherente a la utilización del aire como medio de transmisión ya que el canal aéreo tiene una posibilidad de acceso intrínsecamente más sencilla que el tradicional cable. Aunque el estándar IEEE 802.11, aprobado en 1999, para las WLAN contiene varias características de seguridad, tales como los modos de autenticación del sistema abierto y de clave compartida, el Identificador del Juego de Servicios (SSID/Service Set Identifier) y el Equivalente a Privacidad Cableada (WEP/Wired Equivalent Privacy), no son suficientes para aplicaciones empresariales y se implementa WPA (Wi-Fi Protected Access) a la espera de la aparición comercial de productos compatibles 802.11i que, desarrollado por el Grupo de Trabajo TGi del IEEE y aprobado a mediados de 2004, resuelve definitivamente sus deficiencias al implementar AES (Advanced Encryption Standard), un mecanismo extremadamente seguro aprobado por el NIST, que viene a ocupara el papel de 3DES con claves de 128, 192 o 256 bits, una solución válida tanto para redes punto a punto (ad-hoc) como con punto de acceso (AP), pero que consume mayores recursos. Cada una de estas características provee diferentes grados de seguridad que serán expuestos a continuación. También se aporta información de cómo las antenas se pueden utilizar para limitar y, en algunas circunstancias, darle forma a la propagación en el medio inalámbrico, contribuyendo así a mejorar la seguridad. A causa de estos problemas de seguridad, hay cierto recelo a desplegar redes Wi-Fi, especialmente en vista de la vulnerabilidad de las claves WEP que se utilizan para encriptar y desencriptar los datos transmitidos. En varios documentos y artículos de investigación se han resaltado las vulnerabilidades potenciales de las claves WEP estáticas. Además, los hackers tienen acceso en Internet a numerosas herramientas para descifrar claves WEP, que les permite monitorizar y analizar de forma pasiva paquetes de datos y después utilizar esta información para descifrar la clave. PROPAGACIÓN DE RF Antes de que se implemente cualquier otra medida de seguridad es importante considerar las implicaciones de la propagación de RF (Radio Frecuencia) por los puntos de acceso (AP) en una red inalámbrica. Escogidas de una forma inteligente, la combinación adecuada de transmisor/antena puede ser una herramienta efectiva que ayudará a limitar el acceso a la red inalámbrica al área única pretendida de cobertura. Escogidas de forma poco inteligente, pueden extender la red más allá del área pretendida hacia puntos fuera de todo control. Principalmente, las antenas se caracterizan por dos de sus parámetros: directividady ganancia. Las antenas omnidireccionales tienen un área de cobertura de 360 grados, mientras que las antenas direccionales limitan la cobertura a áreas mejor definidas. La ganancia de la antena típicamente se mide en dBi (dBi está definida en referencia a una antena teóricamente isotrópica con propagación perfectamente esférica) y está definida como el incremento de la potencia que la antena agrega a la señal RF. Debido a que los productos actuales 802.11 hacen uso de la banda de uso común que no necesita licencia ISM (Industrial, Scientific, and Medical) de 2,4 GHz y 5 GHz, están sujetas a las reglas promulgadas por la FCC en 1994 para uso de espectro distribuido. Estas reglas especifican que cualquier antena vendida con un producto debe ser probada y aprobada por un laboratorio homologado y. para evitar que los usuarios utilicen de forma incorrecta o ilegal antenas con productos 802.11, también se requiere que cualquier AP (Punto de Acceso) capaz de utilizar antenas removibles deberá utilizar conectores no estandarizados. En los Estados Unidos la FCC definió el máximo de PIRE (Potencia Efectiva Isotrópica Radiada) de una combinación transmisor/antena como 36 dBm (4W), donde PIRE = potencia del transmisor + ganancia de la antena - pérdida del cable. En España, esta potencia, según la UN- 85 de la CNAF, es de 20 dBm (100 mW), bastante menos. Esencialmente, esto significa que si la potencia del transmisor aumenta, la ganancia de la antena debe disminuir para permanecer por debajo del máximo legal de 36 dBm. Por ejemplo, un transmisor del 100 mW equivale a 20 dBm y éste transmisor combinado con una antena de 16 dBi produce un total de 36 dBm, que es el límite legal. Para incrementar la ganancia de la antena, estaríamos legalmente obligados a reducir la potencia del transmisor. En la práctica, la mayor parte de las combinaciones transmisor/antena que se venden juntas están por debajo del máximo permitido de 36 dBm. En todos los casos, el usuario deberá asegurarse de que esto es así. Las implicaciones de todo esto son que las combinaciones del poder del transmisor/ganancia de la antena están estrictamente reguladas y limitan el área que legalmente puede ser cubierta por un solo AP. Cuando se está diseñando una WLAN, es importante llevar a cabo un reconocimiento a fondo del lugar y considerar los patrones de propagación RF de las antenas que se vayan a usar y la potencia efectiva de la combinación transmisor/antena. También, como la banda ISM está esencialmente abierta para ser usada por cualquier persona sin necesidad de licencia, es importante considerar la posibilidad de la denegación de servicio (Denial Of Service) de otras fuentes benignas. DEFENSA EN ENTORNOS INALÁMBRICOS Lo mismo que en otras redes, la seguridad para las redes WLAN se concentra en el control y la privacidad de los accesos: un control de accesos fuerte impide a los usuarios no autorizados comunicarse a través de los AP (Access Points), que son los puntos finales que en la red Ethernet conectan a los clientes WLAN con la red. Por otra parte, la privacidad garantiza que sólo los usuarios a los que van destinados los datos transmitidos los comprendan. Así, la privacidad de los datos transmitidos sólo queda protegida cuando los datos son encriptados con una clave que sólo puede ser utilizada por el receptor al que están destinados esos datos. Por tanto, en cuanto a seguridad, las redes Wi-Fi incorporan dos servicios: de autenticación y privacidad. Autenticación:Los sistemas basados en 802.11 pueden operar como sistemas abiertos (inseguros), de forma que cualquier cliente inalámbrico (estación móvil con su ID) puede asociarse a un punto de acceso si la configuración lo permite, o como sistemas cerrados, que requieren autenticación por clave compartida. También, existen listas de control de acceso basadas en la dirección MAC (Media Access Control) exclusivas de los clientes, disponiendo los AP de una lista con todos los autorizados para rechazar a los que no lo están. Si se utiliza autenticación WEP, el punto de acceso queda configurado con una clave, de manera que sólo los clientes que intenten asociarse usándola puedan hacerlo. Privacidad: Por defecto los datos se envían sin utilizar ningún cifrado. Si se utiliza la opción WEP, los datos se encriptan (cifran) antes de ser enviados mediante el algoritmo RC4 (se genera un flujo de claves al cual se le aplica un OR exclusivo con el texto en claro para lograr el texto cifrado), con claves de 64 bits (débil) o 128 bits (fuerte) compartidas estáticas. Para realizar el cifrado se emplea la misma clave que se usa para la autenticación WEP. También se pueden utilizar otros mecanismos más potentes, entre los que se encuentra WPA o AES. SSID (SERVICE SET IDENTIFIER) El estándar Wi-Fi define un mecanismo por el cual se puede limitar el acceso: el SSID, que es un nombre de red que identifica el área cubierta por uno o más AP. Así, una estación inalámbrica que desee asociarse a un AP puede escuchar y escogerle basándose en su SSID, que se transmite periódicamente. El SSID puede utilizarse como una medida de seguridad configurando el AP para que no lo transmita. En este modo, la estación inalámbrica que desee asociarse con un AP debe tener ya configurado el SSID para ser el mismo que el del AP. Si los SSID son diferentes, las tramas administrativas enviadas al AP desde el estación inalámbrica serán rechazadas porque contienen un SSID incorrecto y la asociación no se llevará a cabo. Una estación inalámbrica puede disponer de varios SSID, para conectarse a distintas redes, en diferentes localizaciones. Desafortunadamente, debido a que las tramas de administración en las WLAN 802.11 siempre se envían de forma abierta, este modo de operación no provee seguridad adecuada. Un atacante fácilmente puede escuchar en el medio inalámbrico buscándolas y descubrir el SSID del AP. Muchas organizaciones confían en el SSID para obtener seguridad sin considerar sus limitaciones. Esto es, por lo menos parcialmente, responsable de la facilidad con la que las WLAN pueden ser atacadas. WEP (WIRED EQUIVALENT PRIVACY) Cuando el IEEE comenzó el desarrollo del estándar 802.11 para redes inalámbricas, era consciente de la vulnerabilidad de usar un medio de propagación radioeléctrico, por lo que incluyó un sencillo mecanismo para proteger la comunicación entre los dispositivos de los usuarios y los puntos de acceso, al que denominó WEP, que con el paso del tiempo se ha demostrado fehacientemente que es insuficiente para entornos empresariales. WEP es el algoritmo opcional de seguridad para dotar de protección a las redes inalámbricas, incluido en la primera versión del estándar IEEE 802.11, mantenido sin cambios en las nuevas 802,11a, 802.11b y 802.11g. El algoritmo WEP es esencialmente el algoritmo criptográfico de cifrado de flujo RC4 de Data Security Inc., que es simétrico porque utiliza el mismo código para cifrar y para descifrar el texto plano que se intercambia entre la estación inalámbrica y el AP. El proceso para descifrarlo es el inverso y para proteger el mensaje frente a modificaciones no autorizadas, mientras está en tránsito, se aplica el algoritmo de comprobación de integridad CRC- 32 al texto plano, una especie de huella digital, que no es del todo fiable. WEP utiliza claves estáticas, secretas, compuestas por 64 ó 128 bits -utilizando un vector de inicialización (IV) fijo de 24 bits, generado de manera aleatoria- que define el administrador de red en el AP y en todos los clientes que se comunican con él. Es un sistema muy débil ya que la clave de cifrado se puede obtener monitorizando las tramas. Cuando se utilizan claves WEP estáticas, el administrador de red debe realizar la tediosa y lenta tarea de introducir las mismas claves en cada dispositivo existente en la red WLAN. Este tipo de clave es poco segura (el conocimiento de la de un usuario, porque la pierda, se la roben o sufra un ataque de hackers, implica el conocimiento de las de toda la organización, incluso sin que se sea consciente de ello) y obliga a cambiar todas porque la de un único usuario se haya visto comprometida; por tal motivo se deberían utilizar claves dinámicas (rotación de claves), aunque el proceso de distribución sea mucho más complicado, pues es la única manera de garantizar la fiabilidad del sistema a largo plazo. Para solventar los agujeros de WEP, en junio de 2004, el IEEE aprobó el estándar de seguridad 802.11i, que utiliza una forma de encriptación ampliamente aceptada, como es el potente AES para poder disfrutar con tranquilidad de todas las ventajas que nos ofrecen las redes locales inalámbricas, aunque para implementar 802.11i, deberán realizarse cambios al nivel de chip, lo que significa que los productos comerciales actuales ni tienen ni, probablemente, tendrán la capacidad necesaria para soportarla. Interinamente, hasta la aprobación del 802.11i, se ha estado utilizando WPA (Wi-Fi Protected Access) que representa una mejora sobre WEP puesto que utiliza claves dinámicas, de manera que hace prácticamente casi invulnerables las redes inalámbricas. WPA (WI-FI PROTECTED ACCESS) WPA es un pre-estándar, anunciado en noviembre de 2002 y soportado por la industria, en concreto por la Wi-Fi Alliance, de 802.11i (compatible con él mediante actualización) que utiliza una encriptación mejorada mediante TKIP (Temporal Key Integrity Protocol), lo cual soluciona los problemas inherentes a WEP, ampliando la longitud de la clave e incluyendo el uso de claves dinámicas para cada usuario, para cada sesión y para cada paquete enviado, además de añadir un eficaz mecanismo para la autenticación de los usuarios. A partir de la clave principal generada por EAP y conocida por los extremos, genera un conjunto de claves que se emplean en el cifrado. Diseñado para funcionar sobre el hardware actual, solamente es necesaria una actualización del software. Una vez implementado, proporciona a los usuarios de una WLAN un alto nivel de seguridad, garantizando que solo los usuarios autorizados podrán tener acceso a los datos. La autenticación se consigue mediante 802.1X, un protocolo orientado a la autenticación de puertos, para restringir el acceso a los servicios de una red hasta ser autenticado, que permite utilizar diversos métodos a través del protocolo de autenticación extensible (EAP), del que existen variantes, como EAP-TLS, PEAP, LEAP (Cisco) y EAP-MD5. Posibilita la autenticación de los usuarios y la distribución de claves. Además de todo lo anterior, se utiliza MIC (Message Integrity Check) o Michael, un mecanismo que retoma el CRC empleado por WEP y le añade otra capa de verificación que mejora la comprobación de la integridad de los paquetes enviados. También, el diseño WPA se ha realizado pensando en que se puede utilizar en dos entornos diferente: en las empresas (enterprise mode) y en el hogar (home mode). Para las empresas y grandes corporaciones se utilizan sofisticados mecanismos de autenticación: 802.1X junto con un servidor AAA de red (por ejemplo RADIUS/Remote Authentication Dial-In User Service, o LDAP) que facilita el control de acceso centralizado y la gestión) y distribución automatizada de claves especiales, llamadas “master keys”, a partir de las cuales se generan automáticamente las claves de trabajo. Con este mecanismo establecido, la necesidad de establecer una VPN (Virtual Private Network) no es necesaria, al menos por razones exclusivas de seguridad. Para las empresas que requieran una seguridad WLAN total, de extremo- a-extremo, y no dispongan de WPA, ésta se puede garantizar utilizando una VPN, accedan sus usuarios desde la propia empresa, su hogar o desde un hot spot, ya que crean un camino seguro (túnel) sobre un medio inseguro, como puede ser Internet. Aunque la mayoría de las empresas no necesitan implementar una WLAN con seguridad especial dentro de sus intranets, algunas pocas, como son las instituciones financieras, requieren amplias medidas de seguridad, y pueden tener necesidad de implementar una solución especializada (propietaria), incluyendo firewalls, tunelado IPSec y autenticación reforzada. En el entorno del hogar o en pequeñas empresas (SOHO y PYMES), en donde no suelen existir servidores ni se precisa llevar a cabo una compleja gestión de usuarios, WPA corre en un modo especial que permite la entrada de claves manualmente. Este modo, llamado PSK (Pre- Shared Key) se ha diseñado pensando en el usuario residencial (sin servidor de autenticación), por lo que resulta muy sencillo de implementar; todo lo que éste necesita hacer es entrar la clave (también llamada clave maestra) en el punto de acceso o router Wi-Fi y en cada uno de los PC que van a estar conectados a la WLAN, para que WPA entre en servicio y se ocupe de todo el proceso posterior. Esta PSK nunca se transmite por el aire ni se utiliza para encriptar el flujo de datos, sino, simplemente, para iniciar el proceso de claves dinámicas TKIP, por lo que es mucho más seguro que WEP.
