- Subject : Metode enskripsi pada WPA
- Writer : Kitt99
- Contact : kitt_99 [at] ymail [dot] com
- 28 April 2012
- Index.
- 1. Introduction
- 2. 802.11 Packets
- 3. Authentication
- 3.1 WPA-PSK
- 3.2 WPA-enterprise
- 4. TKIP
- 4.1 TKIP encapsulation
- 4.2 TKIP decapsulation
- 5. Attack
- 6. Kesimpulan
- 7. Referensi
- ---[ 1. Introduction
- WPA (Wi-Fi Protected Access) merupakan sistem yang diterapkan untuk
- pengamanan jaringan nirkabel. WPA diciptakan untuk melengkapi sistem
- pengamanan sebelumnya WEP yang terdapat banyak celah keamanan. WPA
- mengimplementasikan layer dari IEEE (Institute of Electrical and
- Electronics Engineers).
- Metode enskripsi yang digunakan WPA masih sama dengan WEP menggunakan
- alogaritman RC4. Pada artikel ini akan dibahas mengenai jenis-jenis WPA,
- authentication server pada saat koneksi ke jaringan yang menggunakan WPA
- dan juga mengenai proses enkapsulasi dan dekapsulaasi paket dan yang
- terakhir adalah beberapa metode attacking pada WPA.
- ---[ 2. 802.11 Paket
- Standar 802.11 mendefinisikan protokol link-layer wireless yang
- dikembangkan IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers).
- Standar 802.11 membagi paket menjadi tiga kategori atau tiga
- tipe paket yaitu data, menagement, dan control. Paket data digunakan
- untuk membawa data seperti IP address, paket mangement untuk mengontrol
- manajemen dari jaringan, dan paket control digunakan untuk media akses
- media sharing. Sebagai contoh paket beacons dan deauthentication
- merupakan subtipe dari paket management.
- Paket 802.11 mempunyai tiga alamat yaitu source address, destination
- address, dan Basic Service Set ID (BSSID). Tiga alamat ini menentukan
- paket ketempat tujuan, memberi tahu paket siapa yang mengirim, dan
- melalui AP yang mana paket akan dilewati. Namun tidak semua paket
- punyai alamat tersebut karena meminimalisir dari mengirim control frame
- ini penting karena bits yang digunakan minim.
- Ada dua perbedaan teknik enskripsi untuk melindungi jaringan 802.11
- yaitu wired Equivalent Privacy (WEP) dan Wi-Fi Protected Access (WPA),
- WEP merupakan metode enskripsi yang lebih tua dari WPA dan sangat
- dianjurkan untuk meninggalkan penggunaaan WEP yang mempunyai banyak
- celah keamanan. WEP mengandalkan key static 40 - 104 bit yang dikenal
- pada setiap client, key ini digunakan untuk menginisialisasi aliran
- chipper RC4. Untuk artikel ini lebih dikhususkan untuk proteksi WPA.
- ---[ 3. Authentication
- WPA dapat dikonfigurasikan menjadi dua mode yang berbeda yaitu
- pre-shared key atau passphrase dan enterprise mode masing-masing mode
- mempunyai cara otentikasi yang berbeda.
- -----[ 3.1. WPA-PSK
- WPA Pre-Shared Key (WPA-PSK) didesain untuk penggunaan di rumah atau
- kantor berskala kecil, WPA-PSK berkerja mirip dengan WEP yang tidak
- membutuhkan koneksi autentifikasi server yang kompleks. Proses
- ontentikasi WPA-PSK dikenal juga dengan four-way handshake. Pre-Shared
- Key atau passphrase key panjangnya bisa berupa antara 8 sampai 63
- karakter ASCII. Enskripsi yang digunakan oleh WPA tergantung pada
- pairwase master key (PMK) yang merupakan perhitungan dari passphrase key
- dan SSID. Key sementara atau temporary key disebut pairwise transient
- key (PTK). Sebuah nomor random yang diberikan AP disebut A-nonce dan
- nomor random dari client disebut S-nonce dan MAC Address dari client.
- Client AP
- -------------- --------------
- | Passphrase | | Passphrase |
- | (PSK) | | (PSK) |
- -------------- --------------
- | |
- | PMK = PBKDF(Passphrase, |
- | SSID, ssidLength, |
- | 4096, 256) |
- | |
- v v
- -------------------- --------------------
- | 256-bit pairwise | | 256-bit pairwise |
- | Master key | | Master key |
- | (PMK) | | (PMK) |
- -------------------- --------------------
- |
- -------------- |
- | Dapat PMK |<--------------------------| (1)
- | | A-nonce
- --------------
- | --------------
- (2) |---------------------------> | Dapat PTK |
- S-nonce | Cek MIC |
- --------------
- -------------- |
- | cek MIC |<--------------------------| (3)
- | | Ok, Install the key, MIC
- --------------
- |
- (4) |---------------------------------|
- Key installed, MIC |
- v
- ------------------ ------------------
- | Install key | | Install key |
- | Mulai enskripsi| | Mulai enskripsi|
- ------------------ ------------------
- WPA: Four-way handshake
- Sebenarnya AP memverifikasi client yang memiliki PMK dengan mengecek
- Message Integrity Code (MIC) pada saat otentifikasi terjadi. MIC
- merupakan hash kriptografi yang digunakan untuk mencegah terjadinya
- penyalahgunaan dan memverifikasi key client.
- -----[ 3.2. WPA-Enterprise
- Pada saat otentikasi ke jaringan dalam mode WPA-based, PMK dibuat secara
- dinamik setiap kali user melakukan koneksi. Dalam WPA Enterprise PMK
- dihasilkan pada saat otentikasi server dan dikirimkan ke client. AP dan
- server berkomunikasi melalui protokol RADIUS. Pada saat otentikasi AP
- berfungsi sebagai pelantara antara server dan client pada saat melakukan
- pertukaran pesan. Komputer server membuat keputusan untuk menerima atau
- menolak user sedangkan AP adalah memfasilitasi koneksi berdasarkan
- keputusan otentikasi server. Karena AP bersifat sebagai pelantara, maka
- paket normal akan diteruskan hanya kepada client yang telah melakukan
- autentikasi.
- ketika otentikasi telah sukses. Client dan Server otentikasi mempunyai
- PMK yang sama. Detail bagaimana PMK dibuat bervariasi tergantung dengan
- tipe otentikasi. tetapi hal terpentingnya adalah kekuatan acak nomor
- pada cryptography yang kedua pihak dapat menghitungnya.
- Server otentikasi akan memberitahu AP untuk membiarkan user connect dan
- juga mengirim PMK kepada AP. Karena PMK dibuat secara dinamis, AP harus
- mengingat PMK yang sesuai dengan user. setelah semua pihak mempunyai PMK
- AP dan client terlibat four way handshake yang sama dengan otentikasi
- pada WPA-PSK
- ---[ 4. TKIP
- WPA mengimplementasikan banyak dari standar IEEE 802.11i. Secara khusus
- Temporal Key Integrity Protocol (TKIP) diapdosi WPA untuk pengamanan
- paket dari peruban, tabrakan, dan pemalsuan otentikasi dari attacker.
- TKIP menggantikan enskripsi WEP dengan alogaritma baru yang lebih kuat
- dari alogaritma WEP. TKIP menggunakan key per-paket artinya secara
- dinamis menghasilkan sebuah key 128 bit yang baru untuk setiap paket.
- -----[ 4.1. TKIP encapsulation
- Pada proses enkapsulasi paket pada TKIP, tahap pertama TKIP menghasilkan
- key perpaket yang terbagi dalam dua fase, Fase pertama terdapat tiga
- input yaitu: alamat AP, MAC station address dan 32 most significant bits
- (MSBs) dari TKIP sequence counter (TSC). Pada tahap ini menghasilkan
- output 80 bit TKIP-mixed Transmit Address and Key (TTAK). Pada fase
- kedua TTAK dan temporary key 128 yang didapat dari handshake dan 16
- Least Significant Bits (LSBs) dari TSC digabung menjadi key yang
- mepresentasikan 24 bit WEP initialization vector (IV) dan 104-bit key
- RC4. Alasan menggabungkan key dipisah menjadi dua fase untuk membuat
- komputasi key lebih intensif. pada fase pertama paket akan dihitung jika
- sudah terdapat 2^16 = 65536 paket, karena menggunakan 32 MSBs dari
- urutan counter TKIP.
- ----------
- TK --+---> | fase 1 | TTAK ---------- RC4 key |----------------|
- | | key |--------> | fase 2 |---------> | |
- TA ------> | mixing | | key | | |
- | | | +--> | mixing |---------> | |
- | ---------- | | | WEP IV | |
- | ^ | ---------- | WEP |
- +----------|---------+ ^ | |
- | | | Encapsulation |
- TSC ------------+-----------+----+ | |
- | | |
- DA + SA + | | |
- Priority + | ---------- | |
- MSDU Data --------- +-----> | | | |
- -----------> | | |Fragment|----> | |
- |Michael|--------> | | | |
- MIC key -------> | | MSDU + ---------- | |
- --------- MIC |--------+-------|
- |
- +------->
- MPDU Chippertext
- TKIP enscapsulation block diagram.
- TKIP diperkenalkan integritas baru yaitu Message Integrity Code (MIC)
- yang dihasilkan oleh alogaritma Michael yang menghitung 8-byte MIC pada
- plaintext MSDU. Algoritma Michael menerima inputan seperti pada TKIP
- enscapsulation block diagram yaitu Destination Address (DA), Source
- Address (SA), MSDU, dan MIC key. MAC service data unit (MSDU) didapat
- dari link control logis (LLC) sub-lapisan yang terletak di atas kontrol
- akses media (MAC) lapisan sub-dalam protokol stack. MAC protocol data
- unit (MPDU) merupakan pertukaran komunikasi antar MAC bedarsarkan OSI
- Layer.
- -----[ 4.2 TKIP decapsulation
- Pada saat menerima paket enkapsulasi TKIP, proses dekapsulasi dilakukan
- yang pertama adalah ekstrak dari TSC dan key identifier dari WEP IV,
- Paket yang tidak sesuai dengan urutan akan dibuang. Paket yang tidak
- lebih besar dari TSC sebelumnya juga akan dibuang. Konstruksinya yang
- dilakukan masih sama dengan dua fase pada saat enkapsulasi. Output dari
- WEP dekapsulasi kemudian disatukan kembali jika merupakan bagian dari
- MSDU. Kemudian disatukan kembali plaintext MSDU, DA, SA dan field utama
- yang melalui proses enskripsi alogaritma Michael, Jika sama maka paket
- diterima, Jika tidak penanggulangan TKIP akan diaktifkan.
- ---[ 5. Attack
- Pada pembahasan attack pada enskripsi WPA/TKIP tidak dibahas mengenai
- teknik secara langsung tetapi beberapa metode yang dapat dilakukan untuk
- eksploitasinya. Pada november 2008 Martin Beck dan Erick Tews merilis
- paper Practical attacks against WEP and WPA [4] Paper ini menjelaskan
- attacking bisa dilakukan pada jaringan non-QoS (Quality of Service), ini
- menandakan bahwa ada metode lain untuk penyerangan secara khusus pada
- WPA/TKIP, Karena sebelumnya serangan langsung umumny tergantung pada
- dictionary attack.
- Penyerangan melalui TKIP memungkinkan attacker untuk decrypt AP-to-STA
- (Station) ARP Request dengan melakukan ini attacker akan memperoleh key
- stream dan MIC key for the packet, yang mana dapat digunakan untuk
- create dan inject custom AP-to-STA, attack terdiri dari beberapa metode:
- [+] Serangan memungkinkan attacker untuk mendepkripsi 802.11 wireless
- frame mirip dengan serangan chipchop karena mengungkapkan keystream
- (PRGA) yang digunakan untuk enskripsi wireless frame.
- [+] Serangan memungkinkan attacker melakukan injeksi frame baru
- menggunakan info dari keystream atau trik lainnya.
- [+] Serangan memungkinkan untuk mendekripsi frame pada laju rata-rata
- satu bit permenit sangat efektif untuk paket-paket kecil seperti
- ARP, DNS, atau TCP-SYN.
- [+] Serangan memungkinkn untuk mendekripsi dan menyuntikkan frame
- hanya dari AP ke Client.
- ---[ 6. Kesimpulan
- WPA diperkenalkan sekitar tahun 2003 untuk mengganti WEP yang memiliki
- celah keamanan yang banyak, Namun bukan berarti metode enskripsi WPA
- aman sepenuhnya masih terdapat beberapa kelemahan didalamnya, Jika hanya
- sekedar untuk menghindari pencurian bandwith maka WPA msih relevan untuk
- digunkan, tetapi jika ingin keamanan yang lebih dapat menggunakan WPA2
- yang menggunakan enskripsi AES yang lebih kuat dibandingkan WPA. Semakin
- tinggi enskripsi dapat menyebabkan jaringan lambat karena proses
- enskripsi dan deskripsi paket.
- ---[ 7. Referensi
- [1] Hacking Exposed Wireless, 2nd Edition
- [2] http://en.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11i-2004
- [3] Cryptanalysis of IEEE 802.11i TKIP by Finn Michael Halvorsen and
- Olav Haugen
- [4] Practical attacks against WEP and WPA
- http://dl.aircrack-ng.org/breakingwepandwpa.pdf
- [5] http://www.radajo.com/2008/11/wpatkip-chopchop-attack.html
- [6] http://arstechnica.com/security/news/2008/11/wpa-cracked.ars