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密钥加密!数据加密在无线网络中的应用

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张志东,马建芬

(太原理工大学计算机与软件学院,山西 太原 030024)

摘 要:随着无线技术的发展,以其安装的便利性,高带宽等方面的优势,迅速占有了大量的市场份额,并走进了千家万户.无线网络不仅成为企事业单位的必备,而且也成为家庭网络的首选.如何确保无线网络的安全,这一问题已成为当前科学研究的重点.现在已有许多确保网络安全的方法,文章着重从数据加密这一角度来探讨如何确保无线网络的安全.

关键词:无线网络;加密技术;安全

中图分类号:TP301 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2010)08-0150-01

随着计算机技术、通信技术和网络技术的发展,无线网络被广泛应用于众多领域.其标准从早期的802.11b到802.11g,以及现在的802.11n,从网络带宽到安全等各方面都标志着无线技术已经逐渐走向成熟.但是如何确保其安全已经成为当今研究的重点.未经授权的用户非法接入网络、用户在无线链路上传递的数据容易被截获等等都是无线网络安全性的最大危险.文章从数据加密的角度提出了进一步提高网络安全性的方法.

1.数据加密的工作原理

加密,就是把数据信息即明文转换为不可辨识的形式即密文的过程,目的是为了防止未授权的用户通过非法手段截获数据后识别.将明文转变为密文的过程就是加密,反之就是解密.加密和解密过程形成加密系统,明文与密文统称为报文.通常情况下加密系统包括如下4个部分:

  (1)明文:需要加密的报文.

  (2)密文:加密以后形成的报文.

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  (3)算法:加密、解密的装置或算法.

  (4)密钥:用于加密和解密的钥匙.可以是数字、词汇或者语句.

报文加密后,发送方就要将密文通过传输介质传输给接受方.传输过程中,即密文在通信介质传输过程中是不安全的,可能被非法用户即第三方截取和窃听,但由于是密文,只要第三方没有密钥,只能得到一些无法理解其真实意义的密文信息,从而达到保密的目的.

2.数据加密在无线网络中的应用

WPA全名为Wi-Fi Protected Access,是一种保护无线电脑网络(Wi-Fi)安全的系统,它是应研究者在前一代的系统有线等效加密(WEP)中找到的几个严重的弱点而产生的.WPA在认证和数据加密方面做了很大的改进.其中在数据加密方面,WPA定义了TKIP(Temporal Key Integrity Protocol)、CCMP(Counter-Mode/

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CBC-MAC Protocol)和WRAP(Wireless Robust Authenticated Protocol)3种加密机制.

TKIP采用WEP机制里的RC4作为核心加密算法,可以通过在现有的设备上升级固件和驱动程序的方法达到提高WLAN安全的目的.TKIP是包裹在已有WEP 的一层“外壳”.TKIP中 使用的密钥长度为128位.通过增加密钥长度进一步增强网络安全.另一个重要特性是它变化每个数据包所使用的密钥.密钥通过将多种因素混合在一起生成,包括基本密钥(即TKIP中所谓的成对瞬时密钥)、发射站的MAC地址以及数据包的序列号,使它具有足够的 强度,不能被轻易破译.

CCMP机制基于AES加密算法和CCM认证方式,使得WLAN的安全程度大大提高,是实现RSN的强制性要求.

WRAP(无线健壮安全认证协议)位于802.11重传功能体系结构之上,基于128位AES OCB模式的加密算法.其加密过程包括:密钥产生进程、数据封装进程以及数据解封进程.

(1)密钥产生进程:通过802.1X协议建立链接,构建临时密钥,然后802.11媒体访问控制由连接请求、应答和临时密钥一起通过密钥产生算法生成加密密钥.

(2)数据封装进程:一旦加密密钥被生成,802.11媒体访问控制就会使用WRAP数据封装算法,利用加密密钥对所有即将发送的数据单元进行保护.

(3)数据解封进程:加密密钥生成,连接状态初始化后,802.11媒体访问控制就会使用WRAP数据解封算法,利用加密密钥对所有接收来的数据单元进行解封,丢弃任何发送端接收来的未经过数据封装算法保护的数据单元.

在确保无线网络安全方面,数据加密是必不可少的一个重要环节.数据加密技术的发展对无线网络的发展做出了重大的贡献.

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