Inyección de tramas Wi-Fi seguras mediante el mecanismo de agregación en un entorno GNS3.

Mendoza Lazo , Jhosep Joel
Fernández-Navajas, Julián (dir.)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2022
Departamento de Ingeniería Electrónica y Comunicaciones, Área de Ingeniería Telemática

Graduado en Ingeniería de Tecnologías y Servicios de Telecomunicación

Resumen: El aumento significativo de las conexiones inalámbricas ha llevado a que los estándares de la IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 sufran cambios para adaptarse a todo este tráfico nuevo. Las mejoras más significativas se llevaron a cabo en conseguir un mayor alcance, rendimiento superior, estabilidad y funcionamiento óptimo trabajando en entornos multidispositivo. Entre los estándares más relevantes tenemos 802.11n\ac\ax, los cuales utilizan el mecanismo de agregación de tramas Wi-Fi con el objetivo de alcanzar mayores eficiencias en la transmisión. Esto se consigue a través de la capa MAC[7] la cual tiene la capacidad de agregar tramas para reducir el número de tiempos de espera que requiere cada trama para ser transmitida (denominados vértices temporales), lo cual añade un gran retardo a la conexión al sumarse a lo que se denomina tiempo en el aire de cada trama. Nos centraremos en el modelo de agregación A-MPDU [1], el cual consiste en unir múltiples MPDU con un solo encabezado físico. En base a lo comentado anteriormente se propone implementar un nuevo modelo de agregación de tramas (desarrollado en el grupo de investigación CeNIT en el que se enmarca el TFG) pero añadiendo un nivel de seguridad extra [3] y con la ventaja de poder ser aplicado en todas las normas y no sólo en aquellas que permiten agregación. Para ello se implementará el cifrado de difusión multicanal de mensajes cortos que brinda un equilibrio entre eficiencia y seguridad. Las mejoras se obtienen reduciendo el tiempo en el aire. Para lograr esta mejora se reduce los encabezados de seguridad en uno solo que se comparte entre todos los receptores, mientras la carga útil se multiplexa a través del Teorema Chino de los restos utilizando claves diferentes para cada uno de los mensajes agregados y sólo quien tenga las claves podrá descifrar su contenido. De esta manera se reduce la longitud del paquete con respecto a la aplicación clásica de la seguridad. En este documento explicaremos en primer lugar los diferentes estándares de la IEEE 802.11 y en qué consiste la agregación de tramas Wi-Fi. Luego mostraremos cómo poder construir e inyectar tráfico real utilizando cada una de las normas Wi-Fi, además de implementar nuestro modelo de tramas agregadas seguras. Todo ello utilizando GNS3 como herramienta, que permite acceder y controlar las tarjetas Wi-Fi de red físicas de manera remota mediante un escenario virtualizado. Además, utilizaremos python3 como lenguaje de programación para la construcción de las tramas, así como para poder enviarlas y recibirlas a través de un medio inalámbrico. Finalmente utilizaremos este mismo lenguaje para poder realizar la implementación de la propuesta de nuestro grupo de investigación de tramas agregadas seguras.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Grado