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IEEE 802.11w 무선 보안 표준 기술 원문보기

정보와 통신 : 한국통신학회지 = Information & communications magazine, v.33 no.3, 2016년, pp.74 - 79  

송왕은 (숭실대학교) ,  정수환 (숭실대학교)

초록
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IT기술의 발전으로 인하여 스마트 폰, 테블릿 PC, 노트북 등의 고사양을 가진 모바일 단말의 보급률이 증가하고 있으며, 모바일 단말이 사용하는 IEEE 802.11 표준 기술 또한 지속적인 보완작업과 개정작업을 통해 지원하는 주파수 대역 확장 되었으며, 데이터 전송속도도 빨라지고 있다. 하지만 기술이 발전하고 있음에도 불구하고, Management Frame의 무결성 확인 과정의 부재로 인한 보안 취약성이 아직 남아 있으며, 이를 악용하는 악성행위자의 ARP Spoofing 공격, AP DoS(Denial of Service) 공격, Mac Spoofing 을 기반한 Rouge AP 공격 등에 취약하다. 공공기관, 회사에서는 위 같은 취약점으로부터 무선네트워크를 보호하기 위해 WIPS 시스템을 도입하였지만, 이 또한 Management Frame의 취약성을 근본적으로 해결 할 수 없었다. 때문에 IEEE 802.11 워킹그룹은 Management Frame 보안성을 향상시킨 IEEE 802.11w-2009 표준 기술이 제안 하였으며, 이로 인해 Management Frame의 무결성을 확인하지 않아 발생하는 취약성으로 인한 보안 위협을 근본적으로 방지 할 수 있게 되었다. 하지만 IEEE 802.11w 표준 환경을 적용함으로써 새로운 유형의 보안 위협이 발생되었다. 따라서 본고에서는 IEEE 802.11w 표준에 대하여 살펴보며, IEEE 802.11w 표준 환경에서의 보안 기술에 대한 동향 알아본다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본고에서 IEEE 802.11w 표준에 대하여 분석하고 IEEE 802.11w 표준 환경에서의 보안 기술 동향에 대해 살펴보았다. 1997년에 시작된 IEEE 802.

가설 설정

  • <그림 3>은 모바일 단말과 AP 간의 키 핸드 세이크 과정을 보여준다. PMK는 키 핸드 세이크 과정이 일어나기 전 AP와 모바일 단말에 공유된 상태로 가정했다. 핸드 세이크 과정 이 후 생성된 암호 키들은 모바일 단말과 AP에 각각 저장된다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
무선랜은 언제 시작되었나? 흔히 무선랜 (Wireless Local Area Network), Wi-Fi 라고 명칭되는 IEEE 802.11 표준 기술은 1997년 802의 11번째 워킹 그룹으로 시작되었다. 이 후 지속적인 보완 및 개정을 통해 데이터 전송속도는 <표 1>과 같이 2Mbps에서 7Gbps까지 증가 하였으며, 지원 주파수 대역은 <그림 1>과 같이 기존 2.
WIPS 솔루션이 Management Frame의 취약점에 대한 근본적인 해결책이 될 수 없는 이유는? 따라서 공공기관, 기업에서는 악성행위자의AP DoS, Rouge AP 같은 공격을 방어하기 위해 WIPS 시스템을 이용하여사내 무선 네트워크의 보안을 관리하고 있다. 하지만 WIPS 솔루션은 WIPS Senser를 이용하여 무선네트워크의 악성행위를 감시하기 때문에 서비스가 범위가 제한적이며, WIPS 시스템 자체가 Management Frame의 무결성을 확인 하지 않는 취약점을 이용하여 악성행위자의 단말과 보호대상의 연결을 차단하는 보안 솔루션이다. 따라서 Management Frame의 취약점에 대한 근본적인 해결책이 될 수 없기 때문에 IEEE 802.
4-Way 핸드쉐이크 과정은 어떻게 진행되는가? 모바일 단말과 AP의 키 생성 및 공유를 위해서는 EAPOL(EAP over LAN) 메시지를 교환하는 4-Way 핸드쉐이크 과정이 필요하다. 1단계, AP는 랜덤 변수 ANonce를 생성하여 모바일 단말에 전송한다. 2 단계, AP로 전송받은 ANonce와 자신이 생성한 랜덤변수 SNonce를 사전에 AP와 공유된 PMK를 사용하여 PTK를 생성한다. 이 후 MIC를 생성하여 SNonce와 함께 AP에 전송한다. 3 단계, AP는 모바일 단말과 마찬가지로 전송받은 SNonce, ANonce, PMK를 사용하여 PTK를 생성하며, MIC를 확인하여 자신과 모바일 단말이 생성한 PTK와 동일한지 확인하다. 이 후 PTK가 일치할 경우 GTK와 IGTK를 PTK로 암호화하여 모바일 단말에 전송한다. 4 단계, 모바일 단말은 MIC를 AP에 전송하며 과정을 4-Way 핸드 세이크 과정을 맞친다. 이후 AP가 새로운 GTK와 IGTK를 다수의 모바일 단말에 배포하기 위해서는 추가적으로 그룹 키 핸드 세이크 과정이 필요하다[5][8].
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참고문헌 (8)

  1. Jonghyun Baek, SoonTai Park, "국내 무선랜(WiFi) 보안 운영 현황 및 정책 방향", Korea Institute Of Information Security And Cryptology, REVIEW OF KIISC 21(1), 2011.2, 44-50 (7 pages) 

  2. R. Housley, D. Whiting and N. Ferguson, "Counter with CBC-MAC (CCM) : AES Mode of Operation,Proposed to NIST,June 2002. 

  3. S.H. Kim, S. Lee, H.C. Kwon, G.I. An, and H.S Cho, "Technologies for Next Generation Wireless LAN Security," 2013 Electronics and Telecommunications Trends pp. 100-109 

  4. D. Inoue, R. Nomura, and M. Kuroda, "Transient MAC address scheme for untraceability and DOS attack resiliency on wireless network," in Proc. Wireless Telecommun. Symp., pp. 15-23, Pomona, U.S.A., Apr. 2005 

  5. IEEE, "IEEE Standard for Information technology- Telecommunications and information exchange between systems - Local and metropolitan area networks - Specific requirements Part 11: Wireless LAN Medium Access Control(MAC) and Physical Layer(PHY) specifications Amendment 6: Medium Access Control (MAC) Security Enhancements", IEEE Std 802.11i, July 2004. 

  6. AirTight Network, "Airtight network wireless security," AirTight White Paper, 2012. 

  7. HP,"802.11w's Impacts on WIPS" HP White Paper, 2014. 

  8. IEEE 802.11, "Standard for Information Technology Telecommunications and Information Exchange between Systems Local and Metropolitan area Networks-Specific Requirements Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications, Amendment 4: Protected Management Frames" 2009. 

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