【摘 要】
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无线组网技术使联网设备摆脱了线缆的束缚,从根本上改变了人们访问因特网的方式。无线局域网(WLAN)是一种广泛使用的低成本无线组网技术。相较于蜂窝网络等其他组网技术,WLAN还具有高带宽,低时延和高稳定的特点。大量由个人部署的WLAN使得这项技术成为了应用最为广泛的无线组网技术之一。而伴随着这些优点的是覆盖范围较小的不足,个人部署的WLAN只能在有限的范围内使用。超出自己能够部署WLAN的覆盖范围的
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无线组网技术使联网设备摆脱了线缆的束缚,从根本上改变了人们访问因特网的方式。无线局域网(WLAN)是一种广泛使用的低成本无线组网技术。相较于蜂窝网络等其他组网技术,WLAN还具有高带宽,低时延和高稳定的特点。大量由个人部署的WLAN使得这项技术成为了应用最为广泛的无线组网技术之一。而伴随着这些优点的是覆盖范围较小的不足,个人部署的WLAN只能在有限的范围内使用。超出自己能够部署WLAN的覆盖范围的使用需求往往要求助于所在地的WLAN拥有者。绝大多数个人部署的WLAN通过WPA2-Personal保护安全并通过预共享密钥(WPA2-PSK)的方式进行身份认证,而在此方案下的分享行为需要拥有者泄露WLAN的口令。口令的泄露使得该WLAN产生了容易被窃听,evil twin攻击和资源滥用的安全问题。目前有一些工作试图部分解决上述三个问题。但只能解决部分问题时,攻击者仍然可以使用泄露的口令实施其他的攻击。本文通过分析个人WLAN分享中应用最广泛的WPA2-Personal的特点和受影响设备的升级难度,设计了针对不同设备类型的两种方案来同时解决上述三个问题。本文给出的第一种方案是针对难以升级的设备的“基于多信息完整性校验码”方案。该方案是对WLAN的标准IEEE Std 802.11中四步握手过程的修改。通过改变其中密钥管理协议的状态机流程,达成现有的用户设备无需做任何改变即可抵御上述威胁的目的。这种修改现有协议的方式也可以避免攻击者对新协议实施降级攻击带来的风险。本文提出的另一个方案是针对易于升级的新设备。该方案通过“基于属性的身份认证”技术在解决三个安全问题的同时提供匿名性和细粒度的访问控制。为了解决仅通过基于属性的身份认证技术难以认证拥有者身份的问题,本文提出了基于“相信第一次使用”思路的双向认证方法。为了解决属性凭证的分发问题,本文提出了一种基于用户和拥有者之间的社交信息的存在性的属性分发方案。本文假设提供属性分发服务的属性权威机构拥有大量的社交网络信息,从而使拥有者可以根据这些信息方便的制定细粒度的访问控制策略。但该方案中的属性权威机构并不能从此服务中获得用户和拥有者包括何时何地使用WLAN在内的更多私人信息。本文的第一个方案修改了 hostapd的源代码并在一台MIPS架构的无线路由器和x86架构的PC上进行了性能测试。结果表明该方案与WPA2-Personal等其他方案相比并没有显著的增加计算时间。本文的第二个方案在前述路由器和PC上验证了基于身份的加密技术和混淆电路技术的运算时间。结果表明该方案的运行时间虽然较长但仍处于可以接受的范围。随着设备性能的提升其实用性会进一步提升。
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