WLAN網(wǎng)絡(luò)VoIP是怎樣解決安全性問(wèn)題的

當(dāng)前一代的住宅網(wǎng)關(guān)提供了一種針對(duì)數(shù)據(jù)WLAN連接的機(jī)制。今天，大多數(shù)WLAN都是針對(duì)數(shù)據(jù)應(yīng)用，用于替代以太網(wǎng)，與筆記本電腦或臺(tái)式電腦連接。一般地講，與WLAN有關(guān)的安全問(wèn)題牽扯到所有和它相連的設(shè)備。WLANIP電話(huà)或復(fù)合式蜂窩/WLAN電話(huà)在這方面所面臨的挑戰(zhàn)更大。

過(guò)去幾年中，VoIP系統(tǒng)在企業(yè)及住宅兩個(gè)市場(chǎng)的普及率都得到了很大的提高。VoIP將數(shù)據(jù)和語(yǔ)音兩項(xiàng)業(yè)務(wù)融合進(jìn)一個(gè)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)中，使企業(yè)IT部門(mén)或家庭用戶(hù)能極大地節(jié)省成本。我們還看到各服務(wù)提供商開(kāi)始少量部署VoIP系統(tǒng)，能夠?qū)⒕W(wǎng)關(guān)連接到DSL或有線(xiàn)調(diào)制解調(diào)器等寬帶接入設(shè)備上。

當(dāng)前一代的住宅網(wǎng)關(guān)提供了一種針對(duì)數(shù)據(jù)WLAN連接的機(jī)制。今天，大多數(shù)WLAN都是針對(duì)數(shù)據(jù)應(yīng)用，用于替代以太網(wǎng)，與筆記本電腦或臺(tái)式電腦連接。一些設(shè)備，例如打印機(jī)、相機(jī)或WLANIP電話(huà)等，由于本身沒(méi)有充足的用戶(hù)接口，從而限制了它們的部署。一般地講，與WLAN有關(guān)的安全問(wèn)題牽扯到所有和它相連的設(shè)備。WLANIP電話(huà)或復(fù)合式蜂窩/WLAN電話(huà)在這方面所面臨的挑戰(zhàn)更大。

WLAN系統(tǒng)中的安全

802.11i標(biāo)準(zhǔn)是一種支持?jǐn)?shù)據(jù)包安全與認(rèn)證安全的MAC層增強(qiáng)型標(biāo)準(zhǔn)。前幾代基于密碼的802.11安全機(jī)制都是圍繞WEP協(xié)議制定的。但WEP所提供的認(rèn)證不是雙向認(rèn)證，例如用戶(hù)不能認(rèn)證網(wǎng)絡(luò)。WEP中密鑰的重復(fù)使用也使黑客很容易就能破解密鑰。最后，在靜態(tài)WEP實(shí)現(xiàn)中，網(wǎng)管員實(shí)際上不可能更改接入點(diǎn)（AP）上的密鑰，因?yàn)檫@需要更改每個(gè)站點(diǎn)上的密鑰。所以在大多數(shù)情況下，WEP并沒(méi)有得到貫徹。

通過(guò)以下兩個(gè)步驟，802.11i可解決WEP中安全不足的問(wèn)題：首先是提供一種可對(duì)目前產(chǎn)品進(jìn)行軟件升級(jí)的機(jī)制;其次是創(chuàng)建一個(gè)可能需要硬件改動(dòng)的新型魯棒安全網(wǎng)絡(luò)（RSN）。第一個(gè)措施已被Wi-Fi聯(lián)盟采納為無(wú)線(xiàn)保護(hù)接入（WPA），而且經(jīng)過(guò)批準(zhǔn)的802.11i規(guī)范已被采用為WPA2。

WPA實(shí)際上相當(dāng)于為WEP所使用的RC4加密方案添加了一個(gè)安全殼，可提供用戶(hù)與網(wǎng)絡(luò)之間的相互認(rèn)證、進(jìn)行自動(dòng)安全的密鑰交換以及提供對(duì)語(yǔ)音（及數(shù)據(jù)）包的保護(hù)。通過(guò)用高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)（AES）代替RC4作為加密引擎，WPA2增強(qiáng)了WPA的安全性。而且，通過(guò)采用類(lèi)似的自動(dòng)密鑰交換機(jī)制，WPA2可保護(hù)用戶(hù)在WPA上的基礎(chǔ)設(shè)施投資。

雖然標(biāo)準(zhǔn)制定機(jī)構(gòu)在解決802.11MAC層的安全性方面花費(fèi)了大量的精力，但實(shí)際上并未解決家庭用戶(hù)（或熱點(diǎn)）應(yīng)用中的安全問(wèn)題。安全的缺乏與終端用戶(hù)大多不能正確理解有關(guān)技術(shù)術(shù)語(yǔ)及配置步驟有關(guān)，而理解這些術(shù)語(yǔ)和配置步驟對(duì)于建立足夠的安全性來(lái)說(shuō)非常關(guān)鍵。

WLAN安全設(shè)置

從安全設(shè)置的需要出發(fā)，與無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接的設(shè)備可分成以下三類(lèi)：

1、帶有充足用戶(hù)接口的客戶(hù)端，例如可連接到顯示器的筆記本電腦及媒體適配器;

2、帶有有限用戶(hù)接口的固定設(shè)備，例如打印機(jī)等;

3、帶有有限用戶(hù)接口的移動(dòng)設(shè)備，例如WLANIP電話(huà)（其中可能包括復(fù)合式蜂窩與WLAN設(shè)備）等。

WLANIP電話(huà)具有目前有繩與無(wú)繩電話(huà)所沒(méi)有的重要特性——移動(dòng)性。要充當(dāng)無(wú)繩電話(huà)的替代設(shè)備，WLANIP電話(huà)的移動(dòng)性必須具有像“拿起電話(huà)就打”這樣的方便性。

此外，WLANIP電話(huà)還必須使用戶(hù)可以接駁他們的“家庭”電話(huà)并使用相同的電話(huà)可以在任何地方接入寬帶網(wǎng)絡(luò)。因此，除傳統(tǒng)使用情況外，安全還必須包括以上這些使用情況。早期開(kāi)發(fā)的專(zhuān)用方案，主要是解決家庭網(wǎng)絡(luò)中具有充足用戶(hù)接口的設(shè)備的安全問(wèn)題。這些專(zhuān)用解決方案包括像SecureEZ設(shè)置這樣的安全機(jī)制，其所提供的安全類(lèi)型一般僅限于建立一個(gè)與一臺(tái)或多臺(tái)計(jì)算機(jī)相連的接入點(diǎn)或STA設(shè)備，且這種安全機(jī)制還擴(kuò)展不到能滿(mǎn)足“B”或“C”類(lèi)設(shè)備的需求。

其后開(kāi)發(fā)的專(zhuān)用方案，如按鍵式方案等，則是為了能在前面提到的三類(lèi)產(chǎn)品中使用。這些方案仍不能提供任何互操作性，以及對(duì)外部接入點(diǎn)無(wú)縫認(rèn)證的能力。WiFi聯(lián)盟目前正在著手提供便于安全使用的互操作性。

WLANIP電話(huà)系統(tǒng)的安全設(shè)置

作為RSN構(gòu)架一部分的802.11i規(guī)范，提供了兩種不同的認(rèn)證機(jī)制，即：預(yù)共享密鑰（PSK）模式與基于802.1x的認(rèn)證模式。

PSK實(shí)現(xiàn)意味著小型家庭網(wǎng)絡(luò)不具有企業(yè)級(jí)網(wǎng)絡(luò)這樣的認(rèn)證。在保持一個(gè)安全網(wǎng)絡(luò)，使之不易受黑客攻擊方面，PSK模式具有優(yōu)于WEP等現(xiàn)有協(xié)議的可靠性。PSK實(shí)際上是一種可取代（通過(guò)802.1x機(jī)制交換的）成對(duì)主密鑰（PMK）的用戶(hù)設(shè)置。大多數(shù)家庭網(wǎng)絡(luò)為了實(shí)現(xiàn)易使用性，都采用PSK模式作為其構(gòu)架核心。這背后的含意是，家庭網(wǎng)絡(luò)將沒(méi)有可為每臺(tái)設(shè)備提供PMK密鑰的認(rèn)證服務(wù)器。

按定義，WLANIP電話(huà)是一種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，且能使用基于網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證。802.11i提供了一個(gè)使用802.1x的構(gòu)架來(lái)認(rèn)證網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備?；?02.1x認(rèn)證的關(guān)鍵組件（圖2）如下：

1、請(qǐng)求方，希望通過(guò)網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證的設(shè)備;

2、認(rèn)證方，控制接入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備，例如無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn);

3、認(rèn)證服務(wù)器，最終決定請(qǐng)求設(shè)備能否接入網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器。

802.1x在請(qǐng)求方、認(rèn)證方與認(rèn)證服務(wù)器之間提供一個(gè)可擴(kuò)展架構(gòu)，來(lái)交換網(wǎng)絡(luò)上最終用于認(rèn)證設(shè)備的消息。在各組件間傳輸?shù)南㈩?lèi)型受可擴(kuò)展認(rèn)證協(xié)議（EAP）的控制（圖2）。這種消息描述了采用請(qǐng)求與響應(yīng)序列的認(rèn)證方法。

EAP沒(méi)有定義每條消息的內(nèi)容。網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)幾種不同類(lèi)型的內(nèi)容格式，如TLS、TTLS及SIM。EAP甚至還允許網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商采用專(zhuān)用消息傳輸方案。802.11i規(guī)范中的802.1x的目的是為了交換用于在接入點(diǎn)與終端站之間建立安全網(wǎng)絡(luò)的成對(duì)主密鑰（PMK）。

服務(wù)提供商用802.1x機(jī)制來(lái)認(rèn)證網(wǎng)絡(luò)上的終端設(shè)備。只要由互聯(lián)網(wǎng)骨干通往認(rèn)證服務(wù)器的接入點(diǎn)上有可用路徑，同一802.1x機(jī)制可用于許多位置。

除要求服務(wù)提供商投資所需的基于網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證服務(wù)器基礎(chǔ)設(shè)施外，在網(wǎng)絡(luò)上提供IP電話(huà)的其他要求還包括確保熱點(diǎn)地區(qū)或家庭中的接入點(diǎn)具有WPA功能。

蜂窩手機(jī)與WLAN的融合取決于能否從兩個(gè)不同的方向?yàn)橛脩?hù)提供移動(dòng)性。蜂窩手機(jī)提供采用認(rèn)證、授權(quán)、計(jì)費(fèi)（AAA）服務(wù)器的認(rèn)證機(jī)制。用戶(hù)識(shí)別模塊（SIM）存儲(chǔ)蜂窩手機(jī)當(dāng)前的認(rèn)證與網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息。

在單獨(dú)的WLANIP電話(huà)中，同樣的機(jī)制利用EAP-SIM就可以與通過(guò)802.1x攜載消息的SIM卡一起使用。在復(fù)合式GSM與WLAN電話(huà)中，用于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的SIM卡，也可以用在WLAN網(wǎng)絡(luò)上。后臺(tái)認(rèn)證服務(wù)器仍可使用利用IP管道的AAA服務(wù)器。此概念可作為非授權(quán)移動(dòng)接入（UMA）計(jì)劃的一部分來(lái)實(shí)現(xiàn)蜂窩網(wǎng)絡(luò)與WLAN的融合。另外，UMA創(chuàng)建了IPSec隧道來(lái)為有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)提供安全。

結(jié)語(yǔ)

成功實(shí)現(xiàn)基于WLAN網(wǎng)絡(luò)的安全VoIP應(yīng)用，取決于供應(yīng)商能否提供一種更優(yōu)質(zhì)的用戶(hù)體驗(yàn)，從而超越目前的傳統(tǒng)無(wú)繩電話(huà)與蜂窩手機(jī)。這些體驗(yàn)包括：

能否提供一種無(wú)縫家庭網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證與易使用設(shè)置，可與拿起無(wú)繩電話(huà)就打這樣的便利性相比擬;

能否在熱點(diǎn)及酒店房間等地方將WLANIP電話(huà)當(dāng)作“家庭”電話(huà)使用。安全設(shè)置需要通過(guò)現(xiàn)有的由Radius服務(wù)器實(shí)現(xiàn)的WPA2及802.11i機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn);

復(fù)合式電話(huà)能否在蜂窩網(wǎng)絡(luò)與WLAN之間無(wú)縫切換。安全設(shè)置仍需通過(guò)像EAP-SIM這樣的蜂窩機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)。

隨著WLAN網(wǎng)絡(luò)的日益普及，以及傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)上語(yǔ)音與數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的融合，這些趨勢(shì)為供應(yīng)商提供了繼續(xù)開(kāi)發(fā)各種基于WLAN的VoIP解決方案的動(dòng)力。

編輯：jq