Schon seit Jahren weisen lokale Netzwerke eine tragende Rolle in der technischen
Infrastruktur von Unternehmen, Industriebetrieben, öffentlichen Einrichtungen und privaten
Haushalten auf. Jedoch ist der Aufbau solcher Netzwerke mit Hilfe von Kabeln oft sehr teuer
beziehungsweise auch unmöglich. Deshalb gewinnen drahtlose Netzwerke immer mehr an
Bedeutung. Jedoch ist die Forschung und Entwicklung dieser noch lange nicht abgeschlossen.
Natürlich müssen Standards in diesem Bereich erschaffen werden. Dieser Aufgabe hat sich
seit 1999 die Wireless Ethernet Compatibility Alliance angenommen und im Gebiet
drahtloser Netzwerke den Wi-Fi-Standard begründet.
Diese Arbeit behandelt diesen Standard und erläutert diesen hinsichtlich seiner Entstehung,
seinem Inhalt sowie seiner Funktionsweise. Weiterhin werden Sicherheitsaspekte und
Aspekte der Zukunft diskutiert. Die Abkürzung „Wi-Fi“ ist eine Abwandlung von Hi-Fi (High Fidelity) und bedeutet
Wireless Fidelity, zu Deutsch etwa kabellose Treue. Dieser Name wurde durch die im Jahre
1999 gegründete Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA) geprägt, welche seit
Oktober 2002 Wi-Fi Alliance heißt. Als Grund für die Namensänderung nannte man die
weltweite Verbreitung und den Bekanntheitsgrad des Begriffes „Wi-Fi“. Die Wi-Fi Alliance
hat es sich zur Aufgabe gemacht, den Wi-Fi - Standard, die Interoperationalität zwischen Wi-
Fi - Produkten und die korrekte Implementierung der Komponenten in den Produkten zu
sichern. Es müssen also alle Produkte, welche das Logo „Wi-Fi“ nutzen möchten, von der
Wi-Fi Alliance zertifiziert werden.
Heute hat die Wi-Fi Alliance 205 Mitglieder in Form von Unternehmen. Es gibt über 915 von
der Wi-Fi Alliance zertifizierte Produkte.
Doch was ist nun eigentlich Wi-Fi? Hinter dem Begriff Wi-Fi verbirgt sich nichts anderes als
ein eingängiger Name des Standards 802.11b, auch bekannt unter dem Namen Wireless-LAN
oder AirPort. Wi-Fi beschreibt also einen Standard der drahtlosen Netzwerktechnologie.
Im Folgenden wird der 802.11b Standard näher erläutert, weiterhin sollen Sicherheitsaspekte,
Probleme und Konkurrenztechnologien diskutiert werden.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
1.1 Motivation
1.2 Der Name „Wi-Fi“ und seine Entstehung
1.3 Übersicht der wichtigsten 802.11 Standards
2 Wi-Fi
2.1 Der 802.11b-Standard
2.2 Funktionsweise WLAN
2.2.1 Physical Layer
2.2.2 Data Layer
2.3 Hot Spots
2.4 Sicherheit im WLAN
2.4.1 Der Netzwerkname (SSID)
2.4.2 Die MAC-Adresse
2.4.3 Die WEP-Verschlüsselung
2.4.3.1 Funktionsweise von WEP
2.4.3.2 Schwächen von WEP
2.4.4 Wi-Fi Protected Access
2.4.5 Einfache Sicherheitsmaßnahmen
2.5 Einige Vor- und Nachteile von WLAN
2.6 WLAN an der TU-Ilmenau
3 Einsatzmöglichkeiten von WLAN
4 Weitere drahtlose Technologien
4.1 Weitere drahtlose Technologien
4.2 Einige Möglichkeiten und Dienste von UMTS
4.3 UMTS als Konkurrenz von WLAN?
5 Ausblick und Tendenzen von WLAN
Zielsetzung & Themen
Diese Arbeit befasst sich mit den Grundlagen, der Funktionsweise und den Sicherheitsaspekten des Wi-Fi-Standards (802.11b). Ziel ist es, ein Verständnis für die technische Realisierung von drahtlosen Netzwerken zu vermitteln, die bestehenden Sicherheitsrisiken zu analysieren und das Verhältnis von WLAN zu konkurrierenden Technologien wie UMTS zu beleuchten.
- Grundlagen und Entstehung von Wi-Fi und dem 802.11b-Standard
- Technische Funktionsweise der Physical und Data Layer bei WLAN
- Analyse der Sicherheitsproblematik sowie Lösungen durch WEP und WPA
- Einsatzszenarien für Hot Spots in verschiedenen Wirtschaftssektoren
- Vergleich zwischen WLAN und mobilen Technologien wie UMTS
Auszug aus dem Buch
2.4.3.1 Funktionsweise von WEP
Das Wired Equivalent Privacy Protocol basiert auf einem RC4-Verschlüsselungsverfahren. Dieses wurde von RSA Data Security entwickelt und arbeitet mit einem geheimen Schlüssel und einer variablen Schlüssellänge. [tecCHANNEL a] Die Verschlüsselungstiefe von WEP beträgt wahlweise 64 oder 128 Bit. Dieser Schlüssel, bestehend aus einer Zeichenkette von 40 oder 104 Bit, wird jedem Teilnehmer des Netzes und dem Access Point vorab zur Verfügung gestellt. Man nennt diesen Schlüssel auch Shared key, dieser ist für das gesamte Netzwerk identisch.
Der eigentliche Schlüssel besteht aus einem Initialisierungsvektor (IV) und dem Shared key. Alle Teilnehmer des Netzwerkes erhalten vorab einen sogenannten Shared Key. Dieser hat eine Länge von wahlweise 40 oder 104 Bit. Der zu übertragende Klartext wird mit diesem Shared Key verschlüsselt und anschließend an den Empfänger übertragen, welcher die verschlüsselten Daten mit dem auch ihm bekannten Shared Key wiedergewinnen kann. Hierbei muss selbstverständlich gewährleistet werden, dass ein Angreifer durch Analyse der verschlüsselten Daten nicht den Shared Key bestimmen kann. Dies geschieht durch die Erstellung einer Folge von Bytes mit Hilfe eines Pseudozufallszahlen-Generators, ausgehend von einem zufällig erzeugten Initialisierungsvektors (IV). Der Generator arbeitet auf Basis des RC4-Verschlüsselungsverfahrens. Die generierte Bytefolge wird bitweise XOR mit dem Klartext verknüpft. Dem nun verschlüsselten Datenpaket wird der IV vorangestellt. Anschließend wird es versendet.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Diese Einleitung führt in die Bedeutung lokaler drahtloser Netzwerke ein und definiert den Begriff Wi-Fi sowie dessen Entstehung im Kontext der Wi-Fi Alliance.
2 Wi-Fi: Dieses umfangreiche Kapitel behandelt die technischen Grundlagen des 802.11b-Standards, erklärt die Funktionsweise der physikalischen Schicht und der Datenschicht sowie die Sicherheitsmechanismen (WEP/WPA) und die praktische Umsetzung am Beispiel der TU-Ilmenau.
3 Einsatzmöglichkeiten von WLAN: Hier werden Anwendungsszenarien für drahtlose Netzwerke wie etwa im Hotelsektor, in öffentlichen Einrichtungen oder Einkaufszentren diskutiert.
4 Weitere drahtlose Technologien: Dieses Kapitel vergleicht WLAN mit anderen Funktechnologien wie Bluetooth, DECT, GSM, GPRS und UMTS, um deren Relevanz und Konkurrenzfähigkeit zu bewerten.
5 Ausblick und Tendenzen von WLAN: Der abschließende Teil betrachtet die Marktentwicklung und prognostiziert das Wachstum von Hot Spots sowie den Bedarf an WLAN-Hardware bis in das Jahr 2006.
Schlüsselwörter
Wi-Fi, 802.11b, WLAN, Wireless Local Area Network, WEP, WPA, Sicherheit, Hot Spot, Verschlüsselung, UMTS, Mobilfunk, Netzwerktechnologie, Datenübertragung, Roaming, Access Point
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in der Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit bietet eine fundierte Einführung in die Wi-Fi-Technologie (802.11b), von ihrer historischen Entstehung über die technischen Mechanismen bis hin zu aktuellen Sicherheitsfragen und Zukunftstrends.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die Schwerpunkte liegen auf der technischen Realisierung (Physical und Data Layer), der Netzwerksicherheit (WEP/WPA) sowie dem Vergleich zwischen WLAN und Mobilfunkstandards wie UMTS.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?
Das Ziel ist es, dem Leser den 802.11b-Standard verständlich zu machen, die Sicherheitsdefizite und deren Kompensierung zu erläutern und den Nutzen drahtloser Netzwerke in verschiedenen Szenarien aufzuzeigen.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit basiert auf einer Literaturanalyse aktueller Fachpublikationen, technischer Berichte und Marktdaten, um eine fundierte Übersicht über den Stand der Technik im Jahr 2003 zu bieten.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil analysiert detailliert die Funktionsweise von WLAN-Netzen, die Gefahren durch Angriffe wie "War diving" sowie die Wirksamkeit von Verschlüsselungsprotokollen.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die zentralen Begriffe sind Wi-Fi, 802.11b, WLAN, WEP, WPA, Sicherheit, UMTS und drahtlose Kommunikation.
Wie unterscheidet sich WPA von WEP?
WPA wurde als Sicherheitslösung entwickelt, um die kritischen Schwachstellen des WEP-Protokolls (wie die zu kurze Schlüssellänge und statistische Angreifbarkeit) durch Mechanismen wie TKIP und EAP zu beheben.
Ist UMTS ein direkter Konkurrent zu WLAN?
Nein, laut der Arbeit werden WLAN und UMTS eher als sich ergänzende Technologien betrachtet, da WLAN für lokale, punktuelle Hochgeschwindigkeitslösungen und UMTS für großflächige, mobile Anwendungen optimiert ist.
- Quote paper
- Markus Walter (Author), 2004, Was ist Wi-Fi? (Wireless Fidelity), Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/23646
