ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑ: ΑΤΤΙΚΗΣ ΣΧΟΛΕΙΟ: 1 Ο ΤΕΕ Νέας Σμύρνης

Transcript

1 ΕΘΝΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΝΕΟΤΗΤΑΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ «Δ Α Ι Δ Α Λ Ο Σ» Πράξη ια «Ανάπτυξη και Εφαρμογή Προγραμμάτων Επίδειξης και Βράβευσης Εκπαιδευτικών Έργων ΤΕΕ & ΣΕΚ» Συγχρηματοδότηση του Προγράμματος 1.Ευρωπαϊκή Κοινότητα 75% 2. Εθνικούς Πόρους 25% ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑ: ΑΤΤΙΚΗΣ ΣΧΟΛΕΙΟ: 1 Ο ΤΕΕ Νέας Σμύρνης ΤΙΤΛΟΣ ΕΡΓΟΥ Μελέτη και υλοποίηση ασύρματου δικτύου (και εφαρμογή στη διασύνδεση του εργαστηρίου υπολογιστών με το κτίριο διοίκησης) 1. Ε. Παπαπαναγιώτου 2. Α. Μαρμαρινός Καθηγητές Μαθητές 1. Αποστολόπουλος Σάββας 9. Λυγερός Θεοφάνης 2. Βοσνάκης Χρυσόστομος 10. Οικονόμου Γεώργιος 3. Γιάφαλης Κωνσταντίνος 11. Συμπάρδης Μιχαήλ 4. Δασκαλόπουλος Παναγιώτης 12. Τασόπουλος Αναστάσιος 5. Δημήτρη Σοφιόν 13. Τριγώνης Φίλιππος 6. Θεοδώρου Ανδρέας 14. Τσάμη Ευάγγελος 7. Καζάκος Παναγιώτης 15. Χαϊντίνι Οσιόλ - Δημήτριος 8. Κοσμόπουλος Γεώργιος

2 1 ο ΤΕΕ Νέας Σμύρνης Μελέτη και υλοποίηση ασύρματου δικτύου σελ 1 1 Ο ΤΕΕ Νέας Σμύρνης Μελέτη και υλοποίηση ασύρματου δικτύου (και εφαρμογή στη διασύνδεση του εργαστηρίου υπολογιστών με το κτίριο διοίκησης) Περιγραφή του έργου Πρόκειται για τη μελέτη και την πλήρη εγκατάσταση μιας ασύρματης ζεύξης μεταξύ δύο κτιρίων σε απόσταση περίπου 100 μέτρων, με σκοπό την διασύνδεσή τους και τη δημιουργία δικτύου υπολογιστών χωρίς τη χρήση καλωδίων. Για την ασύρματη ζεύξη χρησιμοποιήθηκαν κατευθυντικές κεραίες και πομποδέκτες. Έγινε ρύθμιση όλων των παραμέτρων για την επικοινωνία των Η/Υ του δικτύου και την παροχή πρόσβασης στο Internet. Η ζεύξη πραγματοποιήθηκε μεταξύ των σημείων 1 και 2 του παρακάτω σχήματος: Internet Router Κτίριο 1 (Γραφεία) Κτίριο 2 (Εργαστήρια) 2 ISDN Κεραία 1 Κεραία 2 1 Access Point 1 Access Point 2 HUB HUB Δίκτυο Κτιρίου 1 Δίκτυο Κτιρίου 2 Χαρακτηριστικά Απόσταση ζεύξης : ~100m Συχνότητες λειτουργίας : 2,4 GHz (Ζώνη ISM) Πρωτόκολλο επικοινωνίας : g Ρυθμός Μετάδοσης : 108Μbps Λεπτομέρειες για το έργο Αρχικά έγινε μελέτη των δικτύων υπολογιστών. Για το σκοπό αυτό έγινε έρευνα από την ομάδα του έργου στο διαδίκτυο και στη βιβλιογραφία και συγκεντρώθηκε πληθώρα πληροφοριών για τα πρωτόκολλα επικοινωνίας υπολογιστών και τις ρυθμίσεις που απαιτούνται. Στη συνέχεια έγινε έρευνα για τα ασύρματα δίκτυα, τις δυνατότητες και τις προδιαγραφές τους. Επιλέχθηκε η χρήση τεχνολογίας g. Επειδή, λόγω της απόστασης, ήταν απαραίτητη η χρήση εξωτερικών κατευθυντικών κεραιών, μελετήθηκαν τα χαρακτηριστικά τους και έγινε έρευνα αγοράς για τις υπάρχουσες κεραίες. Αποφασίστηκε η χρήση κεραιών μέσης κατευθυντικότητας, με κεντρικό λοβό 60 ο, για τους εξής λόγους: Μεγάλη κατευθυντικότητα των κεραιών (π.χ. κεραίες Yagi) συνεπάγεται δυσκολία στην ζεύξη (ευθυγράμμιση κεραιών) Μικρή κατευθυντικότητα των κεραιών, ή χρήση πανκατευθυντικών κεραιών, σημαίνει διασπορά του σήματος σε μεγάλη ακτίνα, με αποτέλεσμα την υποβάθμισή του στην επιθυμιτή κατεύθυνση, αλλά και την πιθανή λήψη του σήματος εκπομπής από ανεπιθύμητους/κακόβουλους χρήστες

3 1 ο ΤΕΕ Νέας Σμύρνης Μελέτη και υλοποίηση ασύρματου δικτύου σελ 2 Μετά την προμήθεια του εξοπλισμού, έγιναν οι απαραίτητες δοκιμές χρησιμοποιώντας τα Access Points τοπικά στο εργαστήριο, για την ανάπτυξη ενός ασύρματου δικτύου, συνδέοντας τους υπολογιστές με ασύρματες κάρτες USB. Έτσι έγιναν οι πρώτες ρυθμίσεις και εξοικειώθηκε η ομάδα του έργου με τη χρησιμοποιούμενη τεχνολογία, σε πραγματικές συθήκες. Στη συνέχεια τοποθετήθηκαν οι κεραίες σε ιστό στην ταράτσα του κτιρίου με τέτοιο τρόπο ώστε να υπάρχει οπτική επαφή μεταξύ τους. Για την αποφυγή υποβάθμισης του σήματος τοποθετήθηκαν και οι πομποδέκτες (Access Points Σημεία Πρόσβασης) στην ταράτσα, σε ειδικά αδιάβροχα κουτιά, ενώ έγινε πλήρης εγκατάσταση περίπου 15m καλωδίων UTP και καλωδίων ρεύματος από το κάθε ένα Access Point - στην ταράτσα - μέχρι το σημείο που συνδέεται με το HUB του κάθε δικτύου. Μετά την εγκατάσταση όλων των συσκευών ήρθε η ώρα της πρώτης δοκιμής, η οποία στέφθηκε με απόλυτη επιτυχία, αφού υπήρχε πλήρης επικοινωνία μεταξύ των δύο Access Points. Σε ότι αφορά το τμήμα του δικτύου, αφού έγιναν οι απαραίτητες ρυθμίσεις (διευθύνσεις IP, κλπ), διαπιστώθηκε (με εντολές ping) η επικοινωνία μεταξύ των υπολογιστών, αλλά και η πρόσβαση στο Internet από το εργαστήριο υπολογιστών. Ιδιαίτερη προσοχή δόθηκε στο θέμα της ασφάλειας του δικτύου. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκε κρυπτογράφηση WEP (βλ. ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Α), αλλά και κλείδωμα των συσκευών ώστε να μπορούν να συνδέονται μόνο οι υπολογιστές με συγκεκριμένες φυσικές διευθύνσεις (MAC addresses). Έτσι αποκλείστηκε η χρήση του από μη εξουσιοδοτημένους χρήστες, η οποία θα μπορούσε να αποβεί ιδιαίτερα ζημιογόνα Παρατηρήσεις 1. Πολλαπλά οφέλη προέκυψαν για τους μαθητές από τη συμμετοχή τους στη ομάδα του έργου, αφού τους δόθηκε η ευκαιρία να: αναπτύξουν ομαδικό πνεύμα εργασίας αναπτύξουν ικανότητες έρευνας συλλογής, αξιολόγησης και ορθής χρήσης της πληροφορίας. έρθουν σε επαφή με τις μεθόδους έρευνας και αναζήτησης τρόπων επίλυσης προβλημάτων έρθουν σε επαφή με τεχνολογίες αιχμής, να τις χρησιμοποιήσουν, να εξοικειωθούν μ αυτές. γνωρίσουν μεθόδους οργάνωσης εργασίας σε πραγματικές συνθήκες να συμμετάσχουν ενεργά σε όλη τη διαδικασία εγκατάστασης και ρύθμισης δικτύου αξιοποιώντας τις γνώσεις τους, τα ταλέντα τους, τις ιδιαίτερες κλίσεις τους να αναπτύξουν τις επικοινωνιακές τους ικανότητες, παρουσιάζοντας το έργο στους συμμαθητές τους, αλλά και στην έκθεση 2. Επιπρόσθετα οφέλη προκύπτουν και για τους μαθητές που δε συμμετείχαν στην ομάδα του έργου, αφού το έργο παρέχει πρόσβαση στο Internet στο εργαστήριο υπολογιστών, το οποίο χρησιμοποιούν όλοι, με ανάλογα οφέλη και για τους επόμενους μαθητές

4 1 ο ΤΕΕ Νέας Σμύρνης Μελέτη και υλοποίηση ασύρματου δικτύου σελ 3 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Α: Λίγα λόγια για τα ασύρματα δίκτυα Τα ασύρματα δίκτυα έχουν φέρει αλλαγή στον τρόπο επικοινωνίας των υπολογιστών, αλλά και των χρηστών τους. Με την αύξηση του αριθμού των συσκευών που αλληλεπιδρούν με τους υπολογιστές, τα ασύρματα δίκτυα μπορούν να προσφέρουν λύσεις, οι οποίες θα βελτιώσουν την επικοινωνία και θα αυξήσουν την αποδοτικότητα π.χ. σε ένα εργασιακό χώρο όπως μια εταιρεία, μια τράπεζα αλλά και μια σχολική μονάδα ή σε ένα νοσοκομείο. Με τη χρήση των ασύρματων δικτύων η επικοινωνία γίνεται πιο άμεση, το δίκτυο παρέχει κάλυψη χωρίς περιορισμούς και η επέκταση του γίνεται πολύ πιο εύκολα και με αμελητέο κόστος. Ο εξοπλισμός που χρησιμοποιείται είναι εντελώς ακίνδυνος για τον ανθρώπινο οργανισμό. Η ακτινοβολία είναι μη ιονίζουσα και τα επίπεδα ακτινοβολίας είναι πολύ πιο χαμηλά από τα επιτρεπτά για τον ανθρώπινο οργανισμό όρια. Αρκεί να αναφερθεί ότι μια ασύρματη κάρτα δικτύου (802.11b) ακτινοβολεί ισχύ mwatt, ενώ ένα κινητό τηλέφωνο φτάνει και τα 2000 mwatt. Επιπλέον, τα ασύρματα δίκτυα προσφέρουν διασύνδεση τοπικών δικτύων μεταξύ τους, όπως των καταστημάτων της επιχείρησης ή των εργαστηρίων ενός σχολικού εργαστηριακού κέντρου, επιτρέποντας τα ακόλουθα: Επικοινωνία των υπολογιστών συνολικά και ανεξάρτητα από την τοποθεσία Φωνητική επικοινωνία μεταξύ των δικτύων χωρίς κόστος Μείωση των τηλεπικοινωνιακών εξόδων με το μοίρασμα μιας σύνδεσης με το Διαδίκτυο προς όλα τα υποδίκτυα Ακόμα και επισκόπηση χωρών χρησιμοποιώντας ασύρματες κάμερες Ενδεικτικά, τα ασύρματα δίκτυα μπορούν να χρησιμοποιηθούν μέσα στο χώρο μιας επιχείρησης, μιας σχολικής μονάδας, μιας δημόσιας υπηρεσίας, κ.λ.π., για: Επικοινωνία των υπολογιστών χωρίς τη χρήση και το κόστος της δομημένης καλωδίωσης Επέκταση του ήδη υπάρχοντος δικτύου με αμελητέο κόστος και υποδομή Χρήση ασύρματης τηλεφωνίας μέσα από το ήδη υπάρχον ασύρματο δίκτυο Επισκόπηση χώρων χρησιμοποιώντας ασύρματες κάμερες Ως hotspot. Το hotspot είναι ένα ασύρματο σημείο πρόσβασης στο internet. Στην πραγματικότητα, δεν είναι απλώς ένα σημείο, αλλά μια περιοχή η οποία καλύπτεται από συσκευές που επιτρέπουν και διαχειρίζονται την ασύρματη πρόσβαση των χρηστών στο internet. Ένα hotspot μπορεί να έχει εμβέλεια από μερικά μέτρα και να φτάσει ακόμη και το ένα χιλιόμετρο κάλυψης, αν αυτό είναι επιθυμητό. Ένας χρήστης, εκμεταλλευόμενος τις δυνατότητες που του παρέχει η ασύρματη σύνδεση του με το hotspot, είναι σε θέση να πραγματοποιήσει στον υπολογιστή του οποιαδήποτε εργασία έχει σχέση με το internet σαν να ήταν στο σπίτι του ή στο γραφείο του. Αυτό σημαίνει ότι ο χρήστης του hotspot μπορεί να το χρησιμοποιήσει για τις ακόλουθες εργασίες: Πλοήγηση στο Διαδίκτυο (web surfing) Ανταλλαγή αρχείων και online επικοινωνία μεταξύ των χρηστών Πρόσβαση σε εφαρμογές πολυμεσικού περιεχομένου (multimedia), για τη λήψη εικόνων, διαδραστικού βίντεο και μουσικής Λήψη ενημερωτικού ή εκπαιδευτικού περιεχομένου Η πρόσβαση στο ασύρματο δίκτυο είναι δυνατή από ένα σύνολο συσκευών συμβατών με τα κατάλληλα πρωτόκολλα επικοινωνίας, όπως φορητοί υπολογιστές (laptops), έξυπνες συσκευές χειρός (handheld pdas, τηλέφωνα κλπ), ασύρματες κάμερες και οθόνες τηλεπροβολής κ.α. Η ευκολία με την οποία μπορεί κανείς να "στήσει" ένα ασύρματο τοπικό δίκτυο, ήταν ένας από τους βασικούς παράγοντες που συνέβαλαν στη ραγδαία εξάπλωση τους. Τα στοιχεία τα οποία χρειάζεται ένα WLAN για να λειτουργήσει, καθώς και για να συνδεθεί στο ευρύτερο δίκτυο, είναι:

5 1 ο ΤΕΕ Νέας Σμύρνης Μελέτη και υλοποίηση ασύρματου δικτύου σελ 4 Προσαρμογείς: που λειτουργούν ως συνδετικά στοιχεία μεταξύ του τελικού εξοπλισμού του χρήστη και του σημείου ασύρματης πρόσβασης του δικτύου. Σημεία πρόσβασης: που είναι πομποδέκτες με μία ή δύο κεραίες. Συνδέονται με το ενσύρματο τοπικό δίκτυο (ή με την ευρυζωνική σύνδεση). Μέσω αυτών, επικοινωνεί ο προσαρμογέας του τελικού χρήστη με το υπόλοιπο δίκτυο. Γέφυρες: Παρέχουν την από σημείο σε σημείο ασύρματη σύνδεση μεταξύ δύο WLANs, όπως μεταξύ δύο ορόφων. Κόμβοι Διανομής: Συγκεντρώνουν και συνδέουν πολλαπλά σημεία ασύρματης πρόσβασης με το ενσύρματο ή ασύρματο δίκτυο κορμού. Κόμβοι κορμού: Διασυνδέουν τους κόμβους διανομής. Καλύπτουν πολλούς χρήστες, λόγω του μεγάλου αριθμού των σημείων πρόσβασης που είναι συνδεδεμένα μέσω των κόμβων διανομής με αυτά. Σχεδόν πάντα επικοινωνούν μεταξύ τους, με περισσότερες από μία συνδέσεις, για να μειωθούν περιπτώσεις απώλειας επαφής. Με τον τρόπο αυτό, και χωρίς τη χρήση καλωδίων, επιτυγχάνεται η διασύνδεση όλων των υπολογιστικών συστημάτων του χώρου. Για την επέκταση του δικτύου απαιτείται απλά η εγκατάσταση ενός επιπλέον σημείου ασύρματης πρόσβασης. Ένα δίκτυο WLAN υλοποιείται ως εξής: Πολυκατευθυντικές κεραίες τοποθετούνται σε σημεία πρόσβασης ή σε κόμβους διανομής / κορμού, ενώ κατευθυντικές στους τελικούς χρήστες. Οι κεραίες αυτές είναι εξωτερικές και συνήθως βρίσκονται στις κορυφές κτιρίων στο κέντρο της περιοχής χρήσης. Ένας απλός χρήστης που θέλει μόνο να συνδεθεί, αλλά να μη διευκολύνει την ευρύτερη δικτύωση, χρειάζεται μία κατευθυντική κεραία. Με αυτή, μπορεί να εξασφαλίσει πρόσβαση από ένα σημείο πρόσβασης, ώστε να έχει σύνδεση στο τοπικό δίκτυο και ενδεχομένως και στο διαδίκτυο (αν το σημείο πρόσβασης παρέχει τέτοια δυνατότητα). Ένας πιο ενεργός χρήστης μπορεί να χρησιμοποιεί δύο κατευθυντικές κεραίες, ώστε να φροντίζει για τη συνέχιση του δικτύου ή και μια πολυκατευθυντική για να λειτουργεί ο ίδιος σαν σημείο πρόσβασης άλλων χρηστών. Αν κάποιος κόμβος έχει πάνω από δύο κατευθυντικές κεραίες, μπορεί να διευκολύνει και την πολλαπλή δρομολόγηση. Με τον τρόπο αυτό μπορεί να δημιουργηθεί ένα δίκτυο που να καλύπτει μία πύλη. Τέλος, συνδέοντας ο χρήστης μία δική του γραμμή DSL με το WLAN, θα μπορούσε να γίνει "πύλη" για το Διαδίκτυο και να επιτρέπει την πρόσβαση γειτονικών χρηστών σε αυτό. Ένα ασύρματο τοπικό δίκτυο είναι αυτό στο οποίο ένας κινούμενος χρήστης μπορεί να συνδεθεί σε ένα τοπικό δίκτυο μέσω μια ασύρματης σύνδεσης. Το πρότυπο ΙΕΕΕ περιγράφει τις τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται στα ασύρματα τοπικά δίκτυα. Το είναι μια οικογένεια προδιαγραφών για ασύρματα τοπικά δίκτυα που αναπτύχθηκαν από ομάδες εργασίας του ινστιτούτου ηλεκτρολόγων και ηλεκτρονικών μηχανικών, το γνωστό institute of electrical and electronics engineers (IEEE). Όλα τα πρότυπα που περιλαμβάνει το , χρησιμοποιούν το πρωτόκολλο ethernet και μέθοδο πολλαπλής πρόσβασης με ανίχνευση φέροντος και αποφυγή συγκρούσεων, το carrier sense multiple access with collision avoidance (CSMA/CA). Η μέθοδος διαμόρφωσης που χρησιμοποιήθηκε αρχικά ήταν το κλείδωμα μεταλλαγής φάσης ή διαμόρφωση διακριτής φάσης, phase-shift keying (PSK). Σε νεότερες προδιαγραφές όμως, χρησιμοποιούνται και άλλα σχήματα ψηφιακής διαμόρφωσης, όπως το complementary code keying (CCK). Οι νεότερες μέθοδοι διαμόρφωσης παρέχουν μεγαλύτερους ρυθμούς μετάδοσης δεδομένων. Αυτή τη στιγμή υπάρχουν 4 πρότυπα στην οικογένεια : , a, b, g και μέχρι το τέλος του έτους αναμένεται να εγκριθούν τα i και e. Και τα 4 χρησιμοποιούν το πρωτόκολλο ethernet και μέθοδο πολλαπλής πρόσβασης με ανίχνευση φέροντος και αποφυγή συγκρούσεων (CSMA/CA). ΙΕΕΕ : εφαρμόζεται σε ασύρματα τοπικά δίκτυα και παρέχει ρυθμούς μετάδοσης 1 ή 2Μbps στη ζώνη ISM των 2.4GHz. ΙΕΕΕ a: είναι μια επέκταση του που εφαρμόζεται σε ασύρματα τοπικά δίκτυα και παρέχει ρυθμούς μετάδοσης έως 54Μbps στη ζώνη των 5GHz.

6 1 ο ΤΕΕ Νέας Σμύρνης Μελέτη και υλοποίηση ασύρματου δικτύου σελ 5 ΙΕΕΕ b: συνήθως το λέμε Wi-Fi και είναι συμβατό με το Η μέθοδος διαμόρφωσης που χρησιμοποιήθηκε στο ήταν το κλείδωμα μεταλλαγής φάσης ή διαμόρφωση διακριτής φάσης, phase-shift keying (psk). Η μέθοδος διαμόρφωσης που επιλέχθηκε για το b είναι γνωστή ως complementary code keying (cck) και παρέχει μεγαλύτερους ρυθμούς μετάδοσης δεδομένων ΙΕΕΕ e: το πρώτο ασύρματο πρότυπο για οικιακό ή εταιρικό δικτυακό περιβάλλον. Παρέχει χαρακτηριστικά ποιότητας υπηρεσιών και υποστήριξη πολυμέσων στα υπάρχοντα ασύρματα πρότυπα ΙΕΕΕ a και ΙΕΕΕ b ενώ ταυτόχρονα είναι και συμβατό με αυτά. Η ποιότητα υπηρεσιών και υποστήριξη πολυμέσων είναι ένας κρίσιμος παράγοντας στα ασύρματα οικιακά δίκτυα που απαιτείται να παρέχουν φωνή, video και ήχο (video on demand, audio on demand, voice over ip, υψηλής ταχύτητας πρόσβαση στο internet). ΙΕΕΕ g: εφαρμόζεται σε ασύρματα τοπικά δίκτυα και παρέχει ρυθμούς μετάδοσης άνω των 20Μbps στη ζώνη των 2.4GHz. Αυτό είναι το πρότυπο που εγκρίθηκε πιο πρόσφατα και παρέχει ασύρματη μετάδοση σε σχετικά κοντινές αποστάσεις με ταχύτητες μέχρι και 54Μbps πρόσφατα μάλιστα έφτασε και τα 108Μbps με την τεχνολογία Super G. Όπως και το b, το ΙΕΕΕ g λειτουργεί στη ζώνη των 2.4GHz οπότε είναι συμβατό με αυτό. ΙΕΕΕ i: προσθέτει στο πρότυπο ασύρματων τοπικών δικτύων, το πρωτόκολλο ασφάλειας advanced encryption standard (aes). Ασφάλεια ασυρμάτων τοπικών δικτύων Τα πλεονεκτήματα που προκύπτουν από τις τεχνολογίες WLAN είναι αναμφίβολα πολλά, με σημαντικότερο, στις περισσότερες περιπτώσεις, την ευελιξία που παρέχουν. Παρόλα αυτά, ο τρόπος με τον οποίο πραγματοποιείται η διακίνηση της πληροφορίας παρουσιάζει κάποιες αδυναμίες, κυρίως όσον αφορά στην ασφάλεια. Στο πρότυπο b, τα δεδομένα εκπέμπονται, όπως αναφέρθηκε, στη φασματική περιοχή των 2,4GHz, σε συχνότητες που μπορούν εύκολα να διαπεράσουν κάποια τυπική τοιχοποιία και μεταλλική κατασκευή. Το γεγονός ότι τα δεδομένα που διακινούνται ανά πάσα στιγμή στο δίκτυο, διαχέονται "ελεύθερα" στον περιβάλλοντα χώρο, επιτρέπει σε κάθε περαστικό, με ένα laptop να συνδεθεί στο δίκτυο και να το χρησιμοποιήσει με καλούς ή κακούς σκοπούς. Γενικά, οι "επιθέσεις" που είναι πιθανόν να δεχτεί ένα ασύρματο δίκτυο, χωρίζονται σε δύο βασικούς τύπους. Ο πρώτος αποτελείται από επιθέσεις που έχουν βασικό σκοπό την υποκλοπή των πληροφοριών που διακινούνται. Στόχος των παραπάνω επιθέσεων είναι τις περισσότερες φορές τα εταιρικά δίκτυα, στα οποία ανταλλάσσονται αρκετά "ευαίσθητες", τόσο για την εταιρεία όσο και τους ανταγωνιστές της, πληροφορίες. Ο δεύτερος τύπος περιλαμβάνει επιθέσεις, με τις οποίες ένας "κακόβουλος" επισκέπτης προσπαθεί να αποκτήσει πρόσβαση και να χρησιμοποιήσει "προσωρινά" ένα ασύρματο δίκτυο. Δεδομένων των παραπάνω κινδύνων και έχοντας ως στόχο την αύξηση της ασφάλειας των ασύρματων δικτύων, το IEEE έχει ενσωματώσει στο πρότυπο μεθόδους, που συντελούν στην αύξηση της ασφάλειας του ασυρμάτου δικτύου (Basic Industry Standard Security). H πρώτη και λιγότερο ασφαλής, είναι η χρήση του "κωδικού του δικτύου" SSID (Secure Set Identifier). Πρόκειται για το χαρακτηριστικό όνομα ενός ασύρματου δικτύου, το οποίο χρησιμοποιείται για να διαφοροποιούνται τα δίκτυα, που ενδεχομένως λειτουργούν στον ίδιο χώρο. Γενικά, όλες οι συσκευές ασύρματης σύνδεσης έχουν μια προκαθορισμένη τιμή του SSID, τυπική για κάθε μοντέλο. Για να διευκολυνθεί η διαδικασία σύνδεσης δύο συσκευών WLAN, κάθε συσκευή εκπέμπει ανά τακτά χρονικά διαστήματα το SSID της. Έτσι, όταν δύο συσκευές βρεθούν μέσα στα όρια εμβέλειας τους, αυτομάτως αναγνωρίζουν η μία την άλλη και στη συνέχεια, μπορούν, εφόσον έχουν το ίδιο SSID, να συνδεθούν. Αν και ο παραπάνω μηχανισμός απλοποιεί σημαντικά τη διαδικασία σύνδεσης δύο ή περισσότερων "φιλικών" υπολογιστών, εγκυμονεί κινδύνους, διότι βοηθά σημαντικά πιθανούς "εχθρούς" να εντοπίσουν το εν λόγω δίκτυο. Ο μόνος τρόπος με τον οποίο μπορεί να περιοριστεί ο παραπάνω κίνδυνος είναι να αποτραπεί η αυτόματη εκπομπή του SSID, μια δυνατότητα που προσφέρεται μόνο από τα Σημεία Πρόσβασης. Συνοψίζοντας, όταν χρησιμοποιείται ένα Σημείο Πρόσβασης, ένα πρώτο μέτρο ασφάλειας που μπορεί κανείς να πάρει, είναι να απενεργοποιήσει την εκπομπή του SSID και να αλλάξει το όνομα του δικτύου, με κάποιο δύσκολα προβλεπόμενο.

7 1 ο ΤΕΕ Νέας Σμύρνης Μελέτη και υλοποίηση ασύρματου δικτύου σελ 6 Πιστοποίηση xpήστn Το πρότυπο ενσωματώνει δυο μεθόδους πιστοποίησης: Open System και Shared Key. Η πρώτη δεν παρέχει ουσιαστικά καμία πιστοποίηση, εκτός από την αναγνώριση της διεύθυνσης MAC των συσκευών. Έτσι, η συγκεκριμένη μέθοδος επιτρέπει σε όσες συσκευές έχουν το ίδιο SSID να επικοινωνήσουν μεταξύ τους. Η μέθοδος Shared Key επιτρέπει την ανταλλαγή δεδομένων, μόνο ανάμεσα στις συσκευές που έχουν το ίδιο SSID και το ίδιο κλειδί κρυπτογράφησης (WEP Key). Όταν μια συσκευή προσπαθήσει να συνδεθεί με μια άλλη, τότε αυτή, θα απαντήσει στέλνοντας της ένα απλό αρχείο κειμένου. Στη συνέχεια, η συσκευή που επιχειρεί να συνδεθεί, θα το κωδικοποιήσει, χρησιμοποιώντας το δικό της WEP Key και θα το στείλει πίσω. Η σύνδεση των δύο συσκευών θα είναι εφικτή, μόνο εάν το κείμενο έχει κρυπτογραφηθεί σωστά. Μολονότι η μέθοδος Shared Key δίνει την αίσθηση ότι προσφέρει μεγαλύτερη ασφάλεια από την Open System, η εφαρμογή της εγκυμονεί σοβαρούς κινδύνους. Το αδύνατο σημείο της Shared Key, είναι η αποστολή του απλού κειμένου. Αν, για παράδειγμα, κάποιος καταγράψει με κατάλληλο εξοπλισμό την επικοινωνία μεταξύ ενός σημείου πρόσβασης και των συσκευών που συνδέονται σε αυτά, θα καταφέρει να συγκεντρώσει έναν ικανοποιητικό αριθμό δεδομένων (απλό και κωδικοποιημένο κείμενο), από τα οποία είναι δυνατόν να υπολογίσει το WEP Key που χρησιμοποιείται. Εύλογα συμπεραίνει κανείς, ότι παρόμοιες μέθοδοι πιστοποίησης δεν διακρίνονται για το υψηλό επίπεδο ασφάλειας που προσφέρουν. Κρυπτογράφηση δεδομένων Το πρότυπο b περιλαμβάνει, εκτός από τις δύο μεθόδους πιστοποίησης που αναφέρθηκαν παραπάνω και μια μέθοδο κρυπτογράφησης δεδομένων, που ονομάζεται WEP (Wireless Equivalent Privacy). H WEP βασίζεται στον αλγόριθμο κρυπτογράφησης RC4, ο οποίος χρησιμοποιεί ένα κλειδί μεγέθους 40bit ή 104bit και έναν τυχαίο αριθμό, που ονομάζεται "διάνυσμα έναρξης" Initialization Vector και έχει μήκος 24bit. Οι συσκευές μάλιστα που ακολουθούν το πρότυπο b+ της Texas Instruments, υποστηρίζουν κωδικοποίηση με κλειδί μήκους 256bit (τυχαίος αριθμός 24bit και κλειδί 232bit). Λόγω όμως κάποιων εγγενών αδυναμιών του αλγορίθμου RC4, η υποκλοπή του χρησιμοποιούμενου κλειδιού είναι εφικτή. Μια τακτική που μπορεί να δυσκολέψει τους πιθανούς "εισβολείς" είναι να χρησιμοποιείται κλειδί μεγάλου μεγέθους (128bit ή 256bit), το οποίο πρέπει να αλλάζει αρκετά συχνά. Ένας οργανωμένος cracker, μπορεί, χρησιμοποιώντας τα κατάλληλα εργαλεία λογισμικού, όπως το AirSnort (airsnort.shmoo.com), να συλλέξει μερικά εκατομμύρια πακέτα κλειδιών και να "σπάσει" το WEP. Βλέποντας τη μάλλον απαράδεκτη κατάσταση, οι εταιρείες προχώρησαν στην ενίσχυση της ασφάλειας, σχεδιάζοντας το WiFi Protected Access (WPA), το οποίο βελτιώνει το WEP. Η βελτίωση έχει δύο πυλώνες. Ο πρώτος συνίσταται στην αύξηση του μήκους του διανύσματος έναρξης σε 48bit (από 24), αυξάνοντας εκθετικά το χρόνο που απαιτείται για την παραβίαση του. Ο δεύτερος είναι η αλλαγή του αλγόριθμου κρυπτογράφησης από τον πεπαλαιωμένο και αδύναμο πλέον RC4, στον ΤΚΙΡ (Temporal Key Integrity Protocol). O ΤΚΙΡ επιτρέπει το συχνό μετασχηματισμό των κλειδιών κρυπτογράφησης, με χρήση μιας συνάρτησης κατακερματισμού (hash function). Στη συνέχεια, διασφαλίζει ότι τα κλειδιά αυτά είναι αυθεντικά και όχι κάποια που προσπάθησε να "βάλε" στο κανάλι κάποιος "κακόβουλος". Παράλληλα, η πιστοποίηση όσων έχουν πρόσβαση στο δίκτυο, γίνεται με ένα σύστημα δημόσιου κλειδιού, ανάλογου με αυτό που χρησιμοποιείται στην κινητή τηλεφωνία. To WPA είναι αρκετά πιο ασφαλές από το διάτρητο WEP, αλλά σχετικές έρευνες έδειξαν ότι έχει και αυτό τις αδυναμίες του, ιδιαίτερα όταν χρησιμοποιείται συνθηματική φράση με λιγότερους από 20 χαρακτήρες. Η ασφάλεια σε απαιτητικά εταιρικά περιβάλλοντα, βελτιώνεται με τη χρήση κεντρικού διακομιστή ελέγχου της πρόσβασης. Η διαδικασία είναι περίπλοκη και περιγράφεται από την προδιαγραφή ασφαλείας RADIUS. Δυστυχώς, τέτοιοι μηχανισμοί δεν μπορούν εύκολα να προσαρμοσθούν σε μικρά "οικιακά" ασύρματα δίκτυα.