Bắt tay bốn chiều là một quy trình quan trọng được sử dụng trong mạng máy tính để thiết lập kết nối an toàn giữa các thiết bị, điển hình là trong mạng không dây. Nó đảm bảo rằng cả máy khách (ví dụ: thiết bị như máy tính xách tay hoặc điện thoại thông minh) và điểm truy cập (ví dụ: bộ định tuyến Wi-Fi) đều có thông tin xác thực chính xác để liên lạc an toàn. Giao thức bắt tay này đóng vai trò cơ bản trong việc ngăn chặn truy cập trái phép và đảm bảo an toàn cho việc truyền dữ liệu qua mạng.
Lịch sử nguồn gốc của cái bắt tay bốn chiều và lần đầu tiên đề cập đến nó.
Khái niệm bắt tay bốn chiều lần đầu tiên được giới thiệu trong bản sửa đổi 802.11i của tiêu chuẩn IEEE 802.11, trong đó xác định các cơ chế bảo mật cho mạng Wi-Fi. Bản sửa đổi IEEE 802.11i được xuất bản vào năm 2004 để giải quyết các lỗ hổng bảo mật có trong các giao thức WEP (Quyền riêng tư tương đương có dây) và WPA (Truy cập được bảo vệ Wi-Fi) trước đó.
Thông tin chi tiết về Bắt tay bốn chiều. Mở rộng chủ đề Bắt tay bốn chiều.
Bắt tay bốn chiều là một phần không thể thiếu của giao thức bảo mật WPA2 (Wi-Fi Protected Access 2), được sử dụng rộng rãi để bảo mật mạng Wi-Fi hiện nay. Nó được thiết kế để thiết lập kết nối an toàn giữa thiết bị khách và điểm truy cập theo từng bước, đảm bảo rằng cả hai bên đều có khóa mã hóa chính xác trước khi bắt đầu truyền dữ liệu.
Cấu trúc bên trong của cái bắt tay bốn bước. Cách bắt tay bốn chiều hoạt động.
Bắt tay bốn chiều bao gồm bốn tin nhắn được trao đổi giữa máy khách và điểm truy cập:
-
Tin nhắn 1 – Yêu cầu (M1): Máy khách bắt đầu bắt tay bằng cách gửi yêu cầu đến điểm truy cập, cho biết ý định tham gia mạng của nó.
-
Tin nhắn 2 – Phản hồi (M2): Để đáp lại yêu cầu của khách hàng, điểm truy cập sẽ gửi một tin nhắn chứa thông tin quan trọng, bao gồm số nonce (số ngẫu nhiên) và khóa nhóm.
-
Tin nhắn 3 – Yêu cầu (M3): Máy khách phản hồi điểm truy cập bằng cách gửi một yêu cầu khác, bao gồm cả dữ liệu nonce và dữ liệu bổ sung được mã hóa bằng Khóa tạm thời theo cặp (PTK), bắt nguồn từ khóa chia sẻ trước (PSK) và nonces.
-
Tin nhắn 4 – Phản hồi (M4): Điểm truy cập xác nhận yêu cầu của khách hàng bằng cách gửi tin nhắn cuối cùng, chứa dữ liệu nonce và dữ liệu bổ sung được mã hóa bằng PTK.
Sau quá trình trao đổi này, cả máy khách và điểm truy cập đều đã xác minh thông tin xác thực của nhau và PTK được thiết lập. Khóa này hiện được sử dụng để mã hóa dữ liệu được truyền giữa hai bên, đảm bảo kênh liên lạc an toàn.
Phân tích các tính năng chính của bắt tay bốn bước.
Bắt tay bốn chiều cung cấp một số tính năng cần thiết để liên lạc an toàn:
-
Chứng thực lẫn nhau: Cả máy khách và điểm truy cập đều xác minh danh tính và thông tin xác thực của nhau trong quá trình bắt tay.
-
Tạo khóa động: Quá trình bắt tay tạo ra một PTK duy nhất cho mỗi cặp điểm truy cập máy khách, khiến kẻ tấn công khó giải mã được thông tin liên lạc ngay cả khi chúng nắm bắt được tin nhắn bắt tay.
-
Nonces tươi: Nonces được sử dụng trong quá trình bắt tay là ngẫu nhiên và duy nhất cho mỗi phiên, ngăn chặn các cuộc tấn công lặp lại.
-
Chuyển tiếp bí mật: PTK được sử dụng để mã hóa dữ liệu không được lấy trực tiếp từ PSK mà từ các nonces được trao đổi trong quá trình bắt tay. Thuộc tính này đảm bảo rằng việc xâm phạm một PTK sẽ không ảnh hưởng đến hoạt động liên lạc trong quá khứ hoặc tương lai.
Viết những kiểu bắt tay bốn chiều tồn tại. Sử dụng bảng và danh sách để viết.
Thông thường chỉ có một kiểu bắt tay bốn chiều, được sử dụng trong mạng WPA2-PSK (Khóa chia sẻ trước). Tuy nhiên, tùy thuộc vào giao thức mã hóa được sử dụng trong mạng, cách lấy khóa có thể hơi khác một chút.
Các kiểu bắt tay bốn chiều:
- WPA2-PSK: Được sử dụng trong mạng gia đình và văn phòng nhỏ, nơi sử dụng khóa chia sẻ trước (mật khẩu) để xác thực.
- WPA2-Enterprise: Được sử dụng trong các tổ chức lớn hơn, nơi máy chủ xác thực (ví dụ: RADIUS) xử lý quá trình xác thực.
Các cách sử dụng bắt tay bốn bước:
-
Bảo mật mạng Wi-Fi: Mục đích chính của bắt tay bốn chiều là thiết lập kết nối an toàn giữa máy khách và điểm truy cập trong mạng Wi-Fi.
-
Bảo mật cho thiết bị IoT: Bắt tay bốn chiều cũng có thể được điều chỉnh để đảm bảo liên lạc giữa các thiết bị Internet of Things (IoT) và các điểm truy cập, đảm bảo tính toàn vẹn và bảo mật dữ liệu.
Vấn đề và giải pháp:
-
Tấn công từ điển: Kẻ tấn công có thể cố gắng bẻ khóa mật khẩu Wi-Fi bằng cách ép buộc PSK một cách thô bạo. Để giảm thiểu điều này, người dùng nên chọn mật khẩu mạnh, phức tạp có khả năng chống lại các cuộc tấn công từ điển.
-
Lỗ hổng WPA2: Mặc dù WPA2 nói chung là an toàn nhưng trước đây đã có những lỗ hổng (ví dụ: tấn công KRACK) có thể khai thác điểm yếu trong quá trình bắt tay. Cập nhật chương trình cơ sở thường xuyên cho các điểm truy cập và thiết bị khách là rất quan trọng để vá các lỗ hổng đó.
-
Phát lại các cuộc tấn công: Những kẻ tấn công có thể cố gắng nắm bắt và phát lại các tin nhắn bắt tay để có được quyền truy cập trái phép. Việc sử dụng các nonces mới và triển khai đúng các thuật toán mã hóa giúp ngăn chặn các cuộc tấn công lặp lại.
Các đặc điểm chính và các so sánh khác với các thuật ngữ tương tự dưới dạng bảng và danh sách.
| đặc trưng | Bắt tay bốn chiều | Bắt tay ba chiều | Bắt tay hai chiều |
|---|---|---|---|
| Số lượng tin nhắn được trao đổi | 4 | 3 | 2 |
| Chứng thực lẫn nhau | Đúng | Đúng | KHÔNG |
| Tạo khóa động | Đúng | KHÔNG | KHÔNG |
| Trường hợp sử dụng phổ biến | Bảo mật Wi-Fi | Kết nối TCP | Nhắn tin đơn giản |
Bắt tay bốn chiều, với tư cách là cơ chế bảo mật cơ bản cho mạng Wi-Fi, sẽ tiếp tục là một thành phần quan trọng của các công nghệ truyền thông không dây trong tương lai. Tuy nhiên, những tiến bộ trong thuật toán mã hóa và phương pháp xác thực có thể sẽ được kết hợp để tăng cường tính bảo mật của quá trình bắt tay và làm cho nó trở nên linh hoạt hơn trước các mối đe dọa mới nổi.
Cách sử dụng hoặc liên kết máy chủ proxy với quy trình bắt tay bốn chiều.
Máy chủ proxy đóng vai trò trung gian giữa máy khách và máy chủ, cung cấp thêm các lớp bảo mật và quyền riêng tư. Mặc dù máy chủ proxy không ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình bắt tay bốn chiều giữa máy khách và điểm truy cập trong mạng Wi-Fi nhưng chúng có thể được sử dụng cùng với bắt tay để tăng cường bảo mật theo nhiều cách khác nhau:
-
Truyền dữ liệu được mã hóa: Máy chủ proxy có thể mã hóa dữ liệu được truyền giữa máy khách và máy chủ, bổ sung cho mã hóa được cung cấp bởi bắt tay bốn chiều.
-
Ẩn danh và quyền riêng tư: Máy chủ proxy có thể ẩn địa chỉ IP của khách hàng khỏi điểm truy cập hoặc máy chủ, tăng cường tính ẩn danh và quyền riêng tư trong quá trình liên lạc.
-
Lọc lưu lượng truy cập: Máy chủ proxy có thể lọc và chặn lưu lượng truy cập độc hại, thêm lớp bảo mật bổ sung để ngăn chặn các cuộc tấn công tiềm ẩn.
Liên kết liên quan
Để biết thêm thông tin về Bắt tay bốn chiều và bảo mật mạng, bạn có thể tham khảo các tài nguyên sau:
Hãy nhớ rằng việc hiểu bắt tay bốn chiều là rất quan trọng đối với bất kỳ ai xử lý vấn đề an ninh mạng và việc triển khai nó một cách chính xác sẽ đảm bảo tính bảo mật và tính toàn vẹn của dữ liệu được truyền qua mạng Wi-Fi.
