Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского»
(ННГУ)
Арзамасский филиал
Физико-математический факультет
Кафедра прикладной информатики
Выполнила:
Пушкова К.С.,
студентка 4 курса
очной формы обучения,
направление подготовки
«Прикладная информатика»
направленность (профиль) Прикладная информатика в экономике
________________________
(подпись студента)
Курсовая работа
Анализ методов защиты беспроводных сетей
Научный руководитель:
К.б.н, доцентШирокова Н.П.
Арзамас
Содержание
Введение………………………………………………………………
Глава I Основные сведения о беспроводных сетях и их защите……
1.1 Типы сетей и их характеристика…………………………………………
1.2 Области применения беспроводных сетей………………………………
1.3 Преимущества беспроводной сети………………………………………..
Глава II
Заключение………………………………………………………
Список используемой литературы……………………………..
Приложения …………………………………………………...
Введение
В наше время бурно развиваются беспроводные технологии в области информатизации, так как не всегда удобен, а иногда даже не возможен монтаж проводных линий связи. Широкое использование беспроводных сетей обусловлено тем, что они могут использоваться не только на персональных компьютерах, но и телефонах, планшетах и ноутбуках их удобством и сравнительно невысокой стоимостью. Беспроводные сети должны удовлетворять ряд требований к качеству, скорости, радиусу приема и защищенности, при этом защищенность часто является самым важным фактором. Но насколько безопасна передача информации по такому виду связи, какие способы хищения и защиты существуют на сегодняшний день, всё это весьма актуально на сегодняшний день.
Обеспечения безопасности беспроводной сети обусловлено тем, что если в проводных сетях злоумышленник должен сначала получить физический доступ к кабельной системе или оконечным устройствам, то в беспроводных сетях для получения доступа достаточно обычного приемника, установленного в радиусе действия сети.
Несмотря на различия в реализации связи, подход к безопасности беспроводных сетей и их проводных аналогов идентичен. Но при реализации методов защиты информации в беспроводных сетях больше внимания уделяется требованиям к обеспечению конфиденциальности и целостности передаваемых данных, к проверке подлинности беспроводных клиентов и точек доступа.
Объектом исследования является средства защиты информации беспроводных сетей.
Предметом исследования является технология защиты информации беспроводных сетей.
Цель курсовой работы является анализ качества защиты информации беспроводных сетей.
Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:
1) Исследованы основные сведения о беспроводных сетях и их защите;
2) Исследованы виды угроз и их негативное воздействие на функционирование беспроводных сетей;
3) проанализированы программные продукты, осуществляющие защиту информации беспроводных сетей;
Глава I Основные сведения о беспроводных сетях и их защите
Беспроводные сети играют важную роль в жизни людей, где бы они ни находились — на работе, дома или в общественном месте. Даже если беспроводная сеть создается с простой целью — обеспечить связь пользователей с источниками информации без использования проводов, нужно вначале разобраться в основных концепциях беспроводных сетей, а потом уже выяснять, как они работают.
В этой главе рассмотрены основные определения, относящиеся к беспроводным сетям, и показано, какую пользу они могут принести в том или ином случае.
1.1 Типы сетей и их характеристика
Классификация беспроводных сетей
Беспроводные сети позволяют людям связываться и получать доступ к приложениям и информации без использования проводных соединений. Это обеспечивает свободу передвижения и возможность использования приложений, находящихся в других частях дома, города или в отдаленном уголке мира. Например, человек, осуществляющий из своего дома поиск информации в Internet, может делать это вдали от шумных детей или сидя перед телевизором вместе со всей семьей. Беспроводные сети позволяют людям получать электронную почту или просматривать Web- страницы там, где им удобно или нравится это делать.
Существует множество разновидностей беспроводной связи, но важнейшей особенностью беспроводных сетей является то, что связь осуществляется между компьютерными устройствами. К ним относятся персональные цифровые помощники (personaldigitalassistance, PDA), ноутбуки, персональные компьютеры (ПК), серверы и принтеры. Компьютерными устройствами считаются такие, которые имеют процессоры, память и средства взаимодействия с какой-то сетью. Обычно сотовые телефоны не относят к числу компьютерных устройств, однако новейшие телефоны и даже головные гарнитуры (наушники) уже обладают определенными вычислительными возможностями и сетевыми адаптерами. Все идет к тому, что скоро большинство электронных устройств будут обеспечивать возможность подключения к беспроводным сетям.
Как и сети, основанные на использовании проводов или оптических волокон (opticalfiber), беспроводные сети передают информацию между компьютерными устройствами. Эта информация может быть представлена в виде сообщений электронной почты, Web-страниц, записей базы данных, потокового видео или голосовых сообщений. В большинстве случаев беспроводные сети передают данные, такие как сообщения электронной почты и файлы, но по мере улучшения характеристик беспроводных сетей они способны передавать и видеосигналы, а также обеспечивать телефонную связь.
Беспроводные сети в качестве средства передачи для обеспечения взаимодействия между пользователями, серверами и базами данных используют радиоволны или инфракрасный диапазон. Эта среда передачи невидима для человека. Кроме того, действительная среда передачи (воздух) прозрачна для пользователя. Сейчас многие производители интегрируют платы интерфейса сети (networkinterfacecard, NIC), так называемые сетевые адаптеры, и антенны в компьютерные устройства таким образом, что они не видны пользователю. Это делает беспроводные устройства мобильными и удобными в применении.
В зависимости от размеров физической зоны, связь в которой они способны обеспечить, беспроводные сети подразделяются на несколько категорий:
ü беспроводная персональная сеть (wirelesspersonal-areanetwork, PAN);
ü беспроводная локальная сеть (wirelesslokal-areanetwork, LAN);
ü беспроводнаягородскаясеть (wireless metropolitan-area network, MAN);
ü беспроводная глобальная сеть (wirelesswide-areanetwork, WAN).
Эти термины являются лишь расширением обобщенных форм проводных сетей (таких как LAN и WAN), использовавшихся задолго до появления беспроводных сетей.
В табл. 1.1 дана краткая характеристика разновидностей таких сетей. Каждый тип беспроводной сети имеет дополняющие другие сети особенности, благодаря чему удовлетворяются различные предъявляемые к сетям требования.
| Тип | Сфера действия | Характеристики | Стандарты | Область применения |
| Персональная беспроводнаясеть | В непосредственной близостиот пользователя | Средние | Bluetooth, IEEE802.15,
| Замена кабелей периферийных устройств |
| Локальныебеспроводные сети | В пределахзданийи кампусов | Высокие | IEEE 802.15, Wi-Fi, HiperLAN | Мобильные расширенияпроводных сетей |
| Региональныебеспроводныесети | В пределах города | Высокие | Патентованные,ШЕЕ 802.16,WIMAX | Фиксированная беспроводныемежду проводная связьзданиями и предприятиями и Internet |
| Глобальныебеспроводные сети | По всему миру | Низкие |  и сотовые системы телефонной связи поколений 2, 2,5 и 3
| Мобильный доступк Internet вне помещений |
Таблица 1.1. Разновидности беспроводных сетей
Беспроводные персональные сети
Беспроводные персональные сети отличаются небольшими расстояниями передачи (до 17м, или 50 футов), что делает их идеальными для развертывания в небольшом помещении или в "персональной зоне" (рис. 1). Характеристики беспроводных персональных сетей средние, скорость их передачи не превышает обычно 2 Мбит/с. Во многих ситуациях они с успехом заменяют кабельные сети.
Рис.1Беспроводные персональные сети обеспечивают взаимодействие компьютерных устройств в непосредственной близости от пользователя
Такая сеть могла бы обеспечивать, например, беспроводную синхронизацию данных на PDA пользователя и на его ПК или ноутбуке. Аналогичным образом может обеспечиваться беспроводное соединение с принтером. Исчезновение путаницы проводов, связывающих компьютер с периферийными устройствами — достаточно серьезное преимущество, благодаря которому значительно облегчается начальная установка и последующее, при необходимости, перемещение периферийных устройств.
Малая потребляемая мощность и компактные размеры большинства приемопередатчиков (transceiver) беспроводных персональных сетей делают возможной эффективную поддержку небольших пользовательских устройств, снабженных микропроцессорами, а также позволяет компьютерному устройству длительное время работать от одной батареи (или аккумулятора). Это, в свою очередь, избавляет пользователя от необходимости часто подзаряжать аккумулятор. Кроме того, малая потребляемая мощность обусловила успешное внедрение беспроводных персональных сетей в сотовые телефоны, PDA и головные гарнитуры. Телефон может непрерывно взаимодействовать с адресной книгой PDA, так что все номера телефонов в менеджере контактов пользователя оказываются доступны, когда он собирается кому-нибудь позвонить. Можно также использовать наушники во время телефонного разговора или для прослушивания музыки, записанной в цифровом виде на PDA. Благодаря этому во время работы или развлечений можно не опасаться зацепиться за что-нибудь проводами.
Персональные беспроводные сети могут обеспечить взаимодействие ноутбуков и настольных ПК с целью совместного использования подключений к Internet и приложений. Это подходит для сетей, сфера действия которых ограничена одной комнатой. А беспроводные локальные сети эффективнее для организации беспроводных соединений в пределах здания.
В большинстве беспроводных персональных сетей для передачи информации используются радиоволны. Так, спецификация на технологию Bluetooth регламентирует работу беспроводных персональных сетей в диапазоне 2,4 ГГц на расстояние до 50 футов со скоростью передачи до 2 Мбит/с. Более того, Институт инженеров по электротехнике и электронике США (InstituteofElectricalandElectronicsEngineers, IEEE) включил в свой стандарт 802.15 для персональных беспроводных сеть спецификацию Bluetooth. Эта технология обеспечивает надежное и долговременное решение для соединения компьютерных устройств в небольшой зоне.
В некоторых беспроводных персональных сетях для передачи информации из одной точки в другую используется ИК-излучение. Спецификация Ассоциации передачи данных в ИК-диапазоне (InfraredDataAssociation, IrDA) регламентирует использование направленных ИК-лучей для передачи информации на расстояние до 1 м (3 футов) со скоростью до 4 Мбит/с. Преимущество такой передачи информации состоит в защищенности ее от радиопомех, но требование нахождения компьютерных устройств на расстоянии прямой видимости по отношению друг к другу накладывает существенные ограничения на размещение компонентов беспроводной сети. Офисная перегородка, например, блокирует распространение ИК-сигнала, из-за чего беспроводные устройства можно использовать лишь в непосредственной близости одно от другого.
Беспроводные локальные сети
Беспроводные локальные сети обеспечивают высокие характеристики при передаче данных внутри и вне офисов, производственных помещений и зданий. Пользователи таких сетей обычно используют ноутбуки, ПК и PDA с большими экранами и процессорами, способными выполнять ресурсоемкие приложения. Эти сети вполне удовлетворяют требованиям, предъявляемым к параметрам соединений компьютерными устройствами такого типа.
В какой-нибудь фирме, например, беспроводная локальная сеть может быть развернута с целью обеспечения доступа к корпоративным приложениям с ноутбуков. В системах такого типа служащий может использовать сетевые службы, находясь в конференц-зале или в других помещениях здания, что позволяет ему эффективно выполнять свои обязанности.
Беспроводные локальные сети легко обеспечивают характеристики, необходимые для бесперебойного выполнения высокоуровневых приложений. Так, пользователи этих сетей могут получать объемные вложения в сообщения электронной почты или потоковое видео с сервера. При скоростях передачи до 54 Мбит/с беспроводные локальные сети способны удовлетворять требования почти всех офисных или бытовых приложений.
По своим характеристикам, компонентам, стоимости и выполняемым операциям эти сети похожи на традиционные проводные локальные сети типа Ethernet.
Вследствие того, что адаптеры беспроводных локальных сетей уже встроены в большинство ноутбуков, многие провайдеры общедоступных беспроводных сетей начали предлагать беспроводные локальные сети для обеспечения мобильного широкополосного доступа к Internet. Пользователи ряда общедоступных беспроводныхсетей в "горячих" зонах доступа, таких как аэропорты или гостиницы, могут отправлять и получать сообщения электронной почты или выходить в Internet за определенную плату (если данное учреждение не обеспечивает бесплатный доступ). Быстрый рост числа общедоступных беспроводных сетей делает Internet доступным для пользователей, находящихся в зонах скопления людей.
Преобладающим для беспроводных локальных сетей является стандарт IEEE S02.ll, различные версии которого регламентируют передачу данных в диапазонах 2,4 и 5 ГГц. Основная проблема, связанная с этим стандартом, состоит в том, что в должной мере не обеспечивается взаимодействие устройств, соответствующих его различным версиям. Так, адаптеры компьютерных устройств беспроводных локальных сетей стандарта 802.11а не обеспечивают соединения с компьютерными устройствами, соответствующими стандарту 802.lib. Существуют и другие нерешенные вопросы, связанные со стандартом 802.11, например недостаточная степень безопасности.
Для того чтобы как-то разрешить проблемы, связанные с применением устройств стандарта 802.11, организация "Альянс Wi-Fi" свела все его совместимые функции в единый стандарт, названный WirelessFidelity (Wi-Fi). Если какое-то устройство беспроводных локальных сетей соответствует стандарту Wi-Fi, это практически гарантирует способность его совместной работы с другими устройствами, соответствующими стандарту Wi-Fi. Открытость стандарта Wi-Fi позволяет различным пользователям, применяющим разные платформы, работать в одной и той же беспроводной локальной сети, что чрезвычайно важно для общедоступных беспроводных локальных сетей.
Беспроводные региональные сети
Беспроводные региональные (городские) сети обслуживают зоны, по площади соответствующие городу. В большинстве случаев для выполнения приложений требуется фиксированное соединение, но иногда необходима мобильность. Например, в больнице такая сеть обеспечит передачу данных между основным корпусом и удаленными клиниками. Или энергетическая компания, используя ее в масштабах города, обеспечит доступ к нарядам на работу из различных его районов. Как результат, беспроводные региональные сети соединят существующие сетевые инфраструктуры воедино или позволят мобильным пользователям устанавливать соединения с уже существующей сетевой инфраструктурой.
Поставщики услуг беспроводного Internet (WirelessInternetServiceProvider, WISP) предоставляют в распоряжение клиентов беспроводные региональные сети в городах и сельской местности (рис.2) для обеспечения постоянных беспроводных соединений для домашних пользователей и компаний. Подобные сети имеют существенные преимущества перед обычными проводными соединениями (такими как цифровые абонентские линии (DigitalSubscriberLine, DSL) и кабельные модемы), когда последние трудно установить. Они эффективны, когда ограничения, связанные с прокладкой проводных соединений, делают невозможным или слишком дорогим их применение.
Рис 2. Беспроводные региональные сети являются альтернативой для применения в домашних условиях или в компаниях для получения доступа к Internet
Характеристики беспроводных региональных сетей различны. Соединения между строениями с использованием ИК-технологии могут обеспечивать скорость передачи данных 100 Гбит/с и более, у радиоканалов скорость передачи до 100 кбит/с, но на расстояния свыше 30 км (20 миль). Реальные же характеристики зависят от того, какой именно выбор был сделан среди многих технологий и компонентов.
Рынок предлагает множество патентованных решений для беспроводных региональных сетей, однако промышленность все же ориентируется на стандарты. Некоторые поставщики используют стандарт 802.11 в качестве основы создания беспроводных региональных сетей. Хотя системы этого стандарта оптимальны для удовлетворения требований, предъявляемым к сетям внутри зданий, они могут обеспечивать соединения и в масштабах города с использованием направленных антенн.
Сейчас все большее число компаний предпочитают системы стандарта IEEE 802.16. Это относительно новый стандарт, а соответствующие ему изделия не так давно появились на рынке. Предлагая стандартизированные решения для беспроводных региональных сетей со скоростью передачи порядка нескольких Мбит/с и на приемлемые расстояния, стандарт 802.16 со временем может стать общепринятым для беспроводных региональных сетей.
Беспроводные глобальные сети
Беспроводные глобальные сети обеспечивают работу мобильных приложений с обеспечением доступа к ним в масштабе страны или даже континента. Руководствуясь экономическими соображениями, телекоммуникационные компании будут развертывать, по-видимому, относительно дорогую инфраструктуру беспроводной глобальной сети, способной обеспечить соединения на больших расстояниях для множества пользователей. Затраты на подобное развертывание могут быть распределены среди всех пользователей, вследствие чего абонентская плата окажется невысокой.
Беспроводные глобальные сети имеют почти неограниченную сферу действия, что обеспечивается за счет кооперации многих телекоммуникационных компаний. Доступные соглашения по роумингу между телекоммуникационными операторами делают возможным установление протяженных соединений, обеспечивающих быструю передачу данных мобильным пользователем. Заплатив одному поставщику телекоммуникационных услуг, он может получить ограниченный доступ к ряду служб Internet через беспроводную глобальную сеть практически из любой точки мира.
Характеристики беспроводной глобальной сети относительно невысокие, типичная скорость передачи данных составляет 56 кбит/с, иногда до 170 кбит/с. Это аналогично уровню, обеспечиваемому при связи по коммутируемым телефонным линиям посредством модемов. Однако уже созданы специальные Web-порталы, эффективно работающие с потоковой информацией при посредстве компактных устройств и сетей с низкими характеристиками.
Скорость передачи данных в пересчете на одного пользователя беспроводных глобальных сетей относительно невысока, но в общем приемлема для небольшихустройств (сотовых телефонов, PDA), которые имеют пользователи, нуждающиеся в связи через такую сеть. Меньшие размеры экрана и ограниченные вычислительные возможности сотовых телефонов не требуют высоких характеристик от сети. Передача видеоизображения на небольшой экран сотового телефона или PDA может состояться и при меньшей скорости передачи данных.
Приложения, характерные для беспроводных глобальных сетей — это обеспечивающие доступ пользователей к Internet, передачу и прием сообщений электронной почты и доступ к корпоративным приложениям при нахождении пользователя вне дома или офиса. Абоненты могут, например, устанавливать соединения во время поездок в такси или прогулок по городу. Беспроводная глобальная сеть может осуществляться из мест, откуда нет доступа к сетям других типов, благодаря чему пользователь не регламентирован территориально.
Существует несколько конкурирующих, постепенно развивающихся стандартов по беспроводным глобальным сетям. Один из наиболее старых — это стандарт на сотовую систему передачи пакетов цифровых данных (CellularDigitalPacketData, CDPD). Эта технология обеспечивает передачу данных через аналоговую систему сотовой телефонной связи со скоростью 19,2 кбит/с. Некоторые компании США все еще предлагают услуги CDPD, но эта система уже выходит из употребления, поскольку телекоммуникационные операторы переходят на системы телекоммуникаций третьего поколения (thirdgeneration, 3G), способные передавать данные со скоростями, измеряемыми уже в Мбит/с.
Одна из проблем, связанных с внедрением технологии беспроводных глобальных сетей, состоит в том, что сама по себе она не способна обеспечить связь для пользователей, находящихся в каких-либо помещениях. Поскольку элементы инфраструктуры этих сетей находятся вне помещений, радиосигналы в зданиях значительно ослабляются. В результате пользователи беспроводных глобальных сетей, находящиеся внутри зданий, могут вообще потерять возможность установления соединения или, в лучшем случае, характеристики связи значительно ухудшатся. Некоторые телекоммуникационные компании устанавливают системы беспроводных глобальных сетей внутри зданий, но обходится это дорого и технически не всегда оправданно.
Области применения беспроводных сетей
Беспроводные сети поддерживают множество приложений, которые выгодны для пользователя тем, что обеспечивают его мобильность и высокую надежность связи в отличие от подверженных сбоям кабельных соединений. Более того, во многих случаях благодаря применению беспроводных сетей достигается существенная экономия средств за счет повышения эффективности труда и уменьшения количества периодов вынужденного бездействия, возникающих при применении проводных сетей. Для использования большинства технологий беспроводных сетей не требуется лицензия, что делает их развертывание простым и экономически выгодным.
Основные конфигурации
В большинстве случаев беспроводная сеть — это просто расширение какой-нибудь уже существующей проводной сети. В этом случае служащий может выполнять определенное задание, находясь в оптимальном для этого месте, а не там, где у него есть доступ к проводной сети. Например, работник склада может использовать беспроводное ручное устройство для сканирования предметов, разгружаемых из грузовика. Это намного эффективнее, чем записывать их номера с последующим введением их в настольный терминал, находящийся где-то в помещении, далеко от погрузочной платформы.
Другая ситуация — специализированная беспроводная сеть, полностью устраняющая необходимость в каких-то проводах. Так, спасательная команда, прибывшая на место авиакатастрофы, может быстро развернуть временную беспроводную сеть непосредственно на месте катастрофы. Все компьютерные устройства спасателей будут напрямую взаимодействовать друг с другом. Это даст им возможность иметь централизованный доступ к важной информации, касающейся катастрофы.
Приложения, доступные через беспроводные сети, могут предоставляться пользователям приватным образом или открыто. Компания или владелец дома, приобретающий и устанавливающий беспроводную сеть для частного пользования, предоставляет ограниченный доступ к такой сети. Как правило, доступ предоставляется только служащим компании или квартиросъемщикам. Для того чтобы только авторизованные пользователи могли подключиться к такой сети и воспользоваться ее услугами, компании обычно применяют меры защиты. С другой стороны, общедоступные сети обеспечивают открытый доступ к своим ресурсам. Например, бизнесмен может воспользоваться общедоступной беспроводной сетью аэропорта для выхода в Internet в ожидании посадки в самолет. Эти "горячие" зоны свободного доступа появились уже во многих аэропортах, гостиницах и даже кафе, т.е. там, где в этом есть потребность.