Wi-Fi无线局域网安全机制的研究

论文摘要

无线局域网(WLAN)因其灵活的移动能力和较高的数据速率被人们广泛地应用于各个领域。然而,由于信号通过无线信道传输,容易被攻击者截获和利用,因此无线局域网的安全问题主要体现在身份认证和数据保密两个方面。在理想的双重安全保障机制下,身份认证确保非授权用户无法接入网络,数据保密则确保网络中的数据不被非法利用。本文研究无线局域网的数据保密机制。本文在全面分析无线局域网的结构、标准及其安全领域研究现状的基础上,深入研究了当前无线局域网中普遍采用的WEP和TKIP数据保密机制,总结了这两种机制的安全性;针对当前无线局域网中安全性最高的CCMP数据保密机制,本文详细分析了CCMP的加密算法AES、操作模式CCM及其封装与解封装过程。基于上述理论研究,针对Block Ack和Frame Aggregation机制对CCMP的新要求,本文综合顺序和并行两种CCMP实现方法的优势提出了一种改进的CCMP实现方法,对三种方法的性能进行了理论分析,对采用改进方法实现的CCMP进行了MATLAB仿真实验。理论分析和实验结果显示,改进的CCMP在满足Block Ack和Frame Aggregation机制新要求的同时,实现了与顺序和并行CCMP相同的数据保密功能,具有较高的可行性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文内容及安排
• 第2章 无线局域网及其安全问题
• 2.1 无线局域网的结构
• 2.1.1 无线局域网的逻辑结构
• 2.1.2 无线局域网的拓扑结构
• 2.2 无线局域网的标准
• 2.2.1 无线局域网的主要标准
• 2.2.2 无线局域网的安全标准
• 2.3 WEP及TKIP数据保密机制研究
• 2.3.1 WEP数据保密机制
• 2.3.2 TKIP数据保密机制
• 2.4 本章小结
• 第3章 CCMP数据保密机制研究
• 3.1 AES加密算法
• 3.1.1 AES的输入和输出
• 3.1.2 AES加解密过程
• 3.2 CCM操作模式
• 3.2.1 CBC-MAC模式
• 3.2.2 CTR模式
• 3.3 CCMP封装和解封装过程
• 3.3.1 CCMP封装过程
• 3.3.2 CCMP解封装过程
• 3.4 CCMP安全性分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 对CCMP实现方法的改进
• 4.1 Block Ack和Frame Aggregation机制
• 4.1.1 Block Ack机制
• 4.1.2 Frame Aggregation机制
• 4.1.3 两种机制对CCMP的新要求
• 4.2 CCMP的实现方法
• 4.2.1 顺序结构的CCMP实现方法
• 4.2.2 并行结构的CCMP实现方法
• 4.2.3 改进的CCMP实现方法
• 4.2.4 三种CCMP实现方法的比较
• 4.3 本章小结
• 第5章 改进的CCMP基于MATLAB的仿真
• 5.1 构造802.11 MAC帧
• 5.2 构造ADD及NONCE
• IV、MIC_HEADER1、MIC_HEADER2'>5.3 构造MIC_IV、MIC_HEADER1、MIC_HEADER2
• 5.4 分组用户数据和补零
• 5.5 构造CTR
• 5.6 CCMP封装
• 5.7 CCMP解封装
• 5.8 仿真结果分析
• 5.9 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和参加的科研项目
• 致谢