802.11i
IEEE-Standard für Sicherheitsmechanismen in 802.11-Netzwerken, der den AES-Verschlüsselungsstandard nutzt; umfasst auch Verbesserungen bei der Schlüsselverwaltung, Benutzerauthentifizierung über 802.1X und Datenintegrität von Headern.
802.11i: der WiFi-Sicherheitsstandard, der wirklich funktioniert
802.11i ist der IEEE-Wireless-LAN-Sicherheitsstandard, der 2004 ratifiziert wurde und den fehlerhaften WEP-Verschlüsselungsstandard (Wired Equivalent Privacy) ablöste. Er definiert, wie Datenverkehr in 802.11-Wireless-Netzwerken verschlüsselt und authentifiziert wird, entweder mit dem Temporal Key Integrity Protocol (TKIP) als Übergangslösung oder dem stärkeren WPA2-Framework (Wi-Fi Protected Access 2) basierend auf AES-CCMP-Verschlüsselung. Der Standard schreibt auch 802.1X-portbasierte Netzwerkzugangskontrolle für die Benutzerauthentifizierung vor und umfasst Nachrichtenintegritätsprüfungen, um eine Manipulation von Paket-Headern zu verhindern.
Das zentrale Verschlüsselungsverfahren in 802.11i nutzt AES im Counter-with-CBC-MAC-Modus (CCMP), der den Frame-Body verschlüsselt und ein 64-Bit- oder 128-Bit-Authentifizierungs-Tag berechnet. Dies ersetzt WEPs gebrochene RC4-Stromverschlüsselung, die für statistische Angriffe anfällig war, mit denen sich Schlüssel in Minuten zurückgewinnen ließen. TKIP ist für die Rückwärtskompatibilität mit älterer Hardware enthalten und ergänzt RC4 mit schlüsselmischung pro Paket und Message-Integrity-Codes, bleibt aber grundlegend schwächer als AES und ist im WiFi-6-Standard mittlerweile veraltet.
Schlüsselverwaltung und Authentifizierung
802.11i trennt die Authentifizierung des Benutzers von der Verschlüsselungsschlüsselverteilung. Der Standard nutzt 802.1X, das sich auf das Extensible Authentication Protocol (EAP) stützt, um Anmeldedaten gegen einen Backend-Authentifizierungsserver zu validieren, bevor Zugriff auf das Netzwerk gewährt wird. Dies ist typischerweise RADIUS in Enterprise-Implementierungen. Für kleine Netzwerke ohne dedizierten Authentifizierungsserver ermöglicht der Pre-Shared-Key-Modus (PSK), dass eine einzelne Passphrase Verschlüsselungsschlüssel ableitet, bietet aber schwächere Sicherheitsgarantien als der 802.1X-Enterprise-Modus.
Der in 802.11i definierte Vier-Wege-Handshake stellt den Pairwise Transient Key (PTK) zwischen dem Client und dem Access Point nach erfolgreicher Authentifizierung her. Ein separater Group Transient Key (GTK) sichert Multicast- und Broadcast-Frames. Diese Schlüssel werden aus dem Master-Schlüsselmaterial erzeugt und regelmäßig oder beim Trennen von Clients aktualisiert, wodurch verhindert wird, dass ein Angreifer mit einer einzelnen abgerufenen Passphrase den gesamten historischen Datenverkehr entschlüsseln kann.
Die Bereitstellung von 802.11i bleibt inkonsistent. Enterprise-Netzwerke erzwingen normalerweise WPA2 mit 802.1X und erreichen starke kryptografische Sicherheit. Consumer- und Small-Business-Netzwerke nutzen häufig WPA2-PSK, das gegen passive Abhörung resistent ist, aber anfällig für Brute-Force-Angriffe auf schwache Passphrasen bleibt. Die Einführung von WPA3 2018 führte Simultaneous Authentication of Equals (SAE) ein, um den PSK-Handshake zu ersetzen, aber 802.11i-Hardware bleibt die dominierende installierte Basis in industriellen und IoT-Umgebungen, in denen Wireless-Netzwerke mit Legacy-Equipment koexistieren müssen.