Protocolli di sicurezza Wi-Fi: WEP, WPA2, WPA3

Le reti wireless trasmettono i segnali nell'aria, oltrepassando i confini fisici rispettati dalle reti cablate. Chiunque si trovi nel raggio di un segnale Wi-Fi può tentare di connettersi o catturare il traffico senza accedere fisicamente a un edificio. Per questo le reti wireless sono intrinsecamente più esposte rispetto a quelle cablate. I protocolli di sicurezza — WEP, WPA, WPA2 e WPA3 — sono stati sviluppati progressivamente per risolvere le vulnerabilità riscontrate nei predecessori. Comprendere questa evoluzione è fondamentale per l'esame Security+ e per la verifica di ambienti wireless reali.

WEP (Wired Equivalent Privacy) era lo standard di sicurezza 802.11 originale, introdotto nel 1997. Utilizzava una chiave da 40 bit (successivamente da 104 bit) con il cifrario a flusso RC4 e un Initialization Vector (IV) da 24 bit. L'IV era di gran lunga troppo breve: con soli 16 milioni di valori possibili, gli IV si ripetono rapidamente nelle reti molto trafficate. Gli attaccanti potevano raccogliere un numero sufficiente di frame con IV ripetuti per recuperare la chiave segreta mediante analisi statistica. Strumenti come Aircrack-ng possono violare WEP in pochi minuti catturando appena 50.000 pacchetti. WEP è completamente compromesso e non deve mai essere utilizzato.

WPA (Wi-Fi Protected Access) è stato rilasciato nel 2003 come soluzione di emergenza mentre lo standard 802.11i era in fase di completamento. WPA ha introdotto TKIP (Temporal Key Integrity Protocol), che aggiungeva una funzione di combinazione delle chiavi per ogni pacchetto e un contatore di sequenza per risolvere il problema del riutilizzo degli IV in WEP. Ha inoltre introdotto un Message Integrity Check (MIC), denominato Michael, per rilevare la manomissione dei pacchetti. Tuttavia, TKIP utilizza ancora RC4 ed eredita alcune vulnerabilità. WPA era progettato per funzionare sull'hardware WEP esistente tramite aggiornamento del firmware ed è oggi considerato deprecato.

WPA2 implementa lo standard IEEE 802.11i completo e nel 2004 ha sostituito WPA come principale protocollo di sicurezza Wi-Fi. Il miglioramento fondamentale è CCMP (Counter Mode with CBC-MAC Protocol), che utilizza AES al posto di RC4. AES-CCMP offre sia cifratura sia protezione dell'integrità mediante una chiave da 128 bit. WPA2 dispone di due modalità: Personal (PSK) utilizza una passphrase condivisa ed è adatta a abitazioni e piccoli uffici, mentre Enterprise (802.1X/RADIUS) utilizza certificati o credenziali individuali per ogni utente negli ambienti aziendali.

La sicurezza di WPA2-PSK dipende dall'handshake a 4 vie che avviene quando un client si connette. Sia l'AP sia il client dimostrano di conoscere la Pre-Shared Key scambiandosi nonce e calcolando una Pairwise Transient Key (PTK). Un attaccante che cattura questo handshake può tentare un attacco a dizionario offline, provando milioni di password senza interagire con l'AP. Il più recente attacco PMKID (2018) estrae un singolo frame PMKID dal primo messaggio EAPOL, eliminando la necessità di catturare l'autenticazione completa di un client e rendendo non necessaria la cattura passiva per violare WPA2-PSK.

WPA3 è stato introdotto nel 2018 per risolvere le vulnerabilità di WPA2. Il miglioramento più importante consiste nella sostituzione dell'handshake a 4 vie PSK con SAE (Simultaneous Authentication of Equals), detto anche Dragonfly. SAE garantisce la segretezza in avanti: il traffico catturato non può essere decrittografato retroattivamente nemmeno se la password viene compromessa in seguito; inoltre impedisce gli attacchi a dizionario offline, perché ogni tentativo di accesso richiede l'interazione con l'AP. WPA3-Enterprise impone una suite di sicurezza a 192 bit per gli ambienti sensibili. WPA3 introduce anche Enhanced Open (OWE), che cifra le reti aperte senza richiedere una password.

PMF (Protected Management Frames), definito nello standard 802.11w, fornisce la protezione dell'integrità per i frame di gestione, come quelli di deautenticazione e disassociazione. Senza PMF, questi frame non sono autenticati e possono essere falsificati da chiunque si trovi nel raggio radio, consentendo attacchi di deautenticazione che espellono i client dalla rete. PMF è facoltativo in WPA2 ma obbligatorio in WPA3. Abilitare PMF nelle reti WPA2 blocca la maggior parte degli attacchi basati sulla deautenticazione, compreso il passaggio preliminare di molti attacchi evil twin e di cattura dell'handshake.

WPS (Wi-Fi Protected Setup) è stato progettato per semplificare la connessione dei dispositivi alle reti WPA2 tramite un PIN di 8 cifre o un pulsante. Il metodo con PIN presenta una vulnerabilità critica: il PIN di 8 cifre è in realtà costituito da due PIN indipendenti di 4 cifre, verificati separatamente, riducendo lo spazio delle chiavi da 100 milioni a 11.000 combinazioni. Gli strumenti Reaver e Bully possono forzare un PIN WPS in poche ore. Anche dopo il blocco, alcuni AP reimpostano il timer di blocco. WPS basato su PIN deve essere completamente disabilitato; WPS tramite pulsante offre una finestra di attacco più limitata, ma comporta comunque dei rischi.

La scelta di una cifratura forte per la rete wireless richiede la selezione del protocollo e della configurazione corretti. La gerarchia consigliata, dalla più forte alla più debole, è: WPA3-Enterprise > WPA3-Personal > WPA2-Enterprise > WPA2-Personal. Per WPA2/3-Personal, utilizzi una passphrase di almeno 20 caratteri casuali per resistere agli attacchi a dizionario offline. Eviti completamente TKIP e utilizzi esclusivamente CCMP/AES. Configuri esplicitamente le suite di cifratura invece di consentire la modalità mista, che potrebbe negoziare cifrari più deboli per garantire la compatibilità con i dispositivi meno recenti.

L'esame Security+ verifica spesso la capacità di confrontare i protocolli wireless. Differenze fondamentali: WEP utilizza RC4 con un IV breve e compromesso, quindi è sempre la scelta sbagliata. WPA/TKIP è deprecato e utilizza anch'esso RC4. WPA2/CCMP utilizza AES ed è l'attuale standard minimo accettabile. WPA3/SAE aggiunge la segretezza in avanti ed elimina gli attacchi a dizionario offline. La modalità Enterprise (802.1X/RADIUS) è sempre più sicura della modalità Personal/PSK per le organizzazioni. Memorizzi queste differenze e il motivo per cui ciascuna è stata introdotta.

Molti framework di conformità impongono controlli specifici per la sicurezza wireless. PCI-DSS richiede WPA2 o versioni successive con cifratura AES per qualsiasi rete wireless che rientri nell'ambito dei dati dei titolari di carta. Le organizzazioni devono inoltre censire tutti gli access point wireless ogni trimestre e verificare la presenza di AP non autorizzati. HIPAA richiede la cifratura dei dati wireless contenenti PHI. Gli auditor verificano la documentazione di rete, gli standard di cifratura, i programmi di rilevamento degli AP non autorizzati e le valutazioni periodiche delle vulnerabilità wireless. Non aggiornare WEP o WPA/TKIP in un ambiente soggetto a PCI può comportare sanzioni significative.

Verifichi la Sua comprensione dei concetti di CompTIA Security+ (SY0-701) trattati in questa lezione.

In questa lezione ha imparato che WEP è completamente compromesso a causa del suo IV breve e delle vulnerabilità di RC4 e non deve mai essere utilizzato; WPA2/CCMP utilizza AES, ma WPA2-Personal è vulnerabile agli attacchi a dizionario offline sugli handshake a 4 vie catturati; infine, WPA3/SAE garantisce la segretezza in avanti e impedisce il cracking offline, poiché richiede l'interazione attiva con l'AP. Prossimamente analizzeremo alcuni attacchi wireless specifici, tra cui evil twin e le tecniche di deautenticazione.