技術前沿：WLAN(無線局域網)發展與應用

　　3 Wi-Fi-802.11i的安全協議缺陷

　　IEEE802.11i是IEEE為了彌補802.11脆弱的安全加密功能(WEP，Wired Equivalent Privacy)而制定的修正案，于2004年7月完成，其中定義了基于AES的全新加密協議CCMP(CTR with CBC-MAC Protocol)。

　　無線網絡中的安全問題從暴露到最終解決經歷了相當長的時間，而各大通信芯片商顯然無法接受在這期間什么都不出售，所以Wi-Fi廠商以802.11i的草案3為藍圖設計了一系列通信設備，稱為支持WPA(Wi-Fi Protected Access)的設備。這個協議包含向前兼容RC4的加密協議TKIP(Temporal Key Integrity Protocol)，它沿用了WEP所使用的硬件并修正了一些缺失，但在安全方面仍然存在缺陷。之后將支持802.11i最終版協議的通信設備稱為支持WPA2(Wi-Fi Protected Access 2)的設備。如眾所知，隨著傳統意義上的WLAN演進為公眾通信P-WLAN/O-WLAN，WLAN已成為中國幾大公眾業務基礎運營商共同關注的焦點。公眾運營商級的WLAN用戶主要為企業客戶、經常出差的商務人員及家庭用戶等，多半屬高端用戶，對服務質量及安全性非常關注。而IEEE 802.11x標準中原先提出的安全方案已被廣泛證實存在安全漏洞。

　　例如，基于有線環境設計的端口訪問控制協議802.1x，安全協議WEP及RC4流密碼，DHCP+WEB認證中的用戶名和密碼系按明文HTTP1.0或弱加密HTTP1.1的MD5算法。MAC地址過濾及非法接入及目前使用較多的PPPoE認證方式也是用明文或弱加密方式傳送口令，不適合于開放無線環境。且PPP報文及PPPoE封裝效率較低，無后續數據加密，均對電信運營商級高可靠性要求帶來較大隱患。

　　針對這些情況，我國依據“商用密碼管理條例”制定的WLAN安全標準WAPI(無線網絡鑒別保密基礎結構)，采用基于公共密鑰密碼體系的證書機制，動態密鑰綜合安全度高。而采用我國SMS4密碼算法及ECDSA，ECDH密碼算法的橢園曲線及參數，是我國商用密碼在無線局域網及寬帶無線網絡安全領域的典型應用，創新地提出了R-A-S三元安全架構，賦予接入點以獨立認證身份，解決了無線網絡中“偽造網絡，中間人攻擊”等問題，保障了合法用戶接入合法網絡，相比Wi-Fi有明顯安全技術優勢。用戶只需安裝一張證書即可方便地在WLAN覆蓋的不同地區實現漫游，可支持包括Windows98/2000/XP及Linux等多種操作系統，可滿足運營商、企業及家庭等多種應用模式，能提供與現有計費技術兼容的服務。完善的安全認證也是實施身份識別、分類計費、路由策略和流量控制等優良運營用戶管理的基礎。這一安全標準符合我國國家標準與法規要求，同時該WAPI協議已由ISO/IEC授權的IEEE注冊權威機構IEEE RA(Registration Authority)審查認可，并分配了用于該協議機制的以太型字段0x88b4等8大方面。這是我國在WLAN安全領域取得的自主創新成果，有重要國際影響與戰略意義。這些成果有可能打破外國企業在這一市場的絕對壟斷格局，從而引起了相應外國政府和企業、組織的強烈關注與嚴重不安。他們采用政府高層施壓、Wi-Fi聯盟反對、芯片禁運等各種手段抵制與阻撓實施，使WAPI標準受阻。

　　2004年4月29日，國家認監委和國家標準委聯合發布2004年第44號公告，聲明WAPI國家標準的強制性認證實施時間后延。此前，吳儀副總理已在2004年4月22日中美商務會議上與美方會談后表示，中國同意在6月1日最后期限到來之時，不強制實施我國自主創新制定的WAPI技術標準，并與WLAN國際標準機構密切合作。究其原因，最主要的因素是一些國家在標榜與要求別國“技術中立”的同時，卻充分利用自身技術壟斷與貿易實力方面的優勢，以貿易摩擦為由推行“技術標準政治化”，以維護其技術產品的市場壟斷地位，其中芯片量產上的Wi-Fi，WiMAX等市場利益的策略考慮是其重要方面。

　　在自主創新其他新標準之際，我國WAPI標準受阻失利的經驗教訓確實值得反思。但應該指出，國內參與WAPI標準化工作的單位，在重壓情況下仍再接再厲，團結合作，進一步將WAPI標準完善和務實推進，并推向新的共贏合作高度值得贊揚。國外一些有識之士已經指出，中國能夠在標準大戰中憑借其龐大的市場和迅猛增長來獲勝，全球科技和電信公司需要對中國標準方案進行評估，并在適當時候與中國企業聯手共同打造技術標準。制訂標準的目的是要促使市場健康有效地發展，一個國家或一個組織的標準不可能無條件壟斷全球，也談不上可以在全球壟斷創新，尤其當自身標準不完善之際，博采眾長與集思廣益才屬上策。霸權式標準化準則絕對不合情理，所謂全球化標準想要占領甚至獨占中國這塊全球最有吸引力的市場，不樹立切實的共贏合作思想是不會如愿以償的，可能會吃大虧。期望長久依靠“貿易磨擦與技術政治化方式”維持技術產品壟斷及單方面不平等受益，是肯定行不通的。

　　我國政府不遺余力地支持WAPI。2005年，財政部、發改委及當時的信息產業部聯合下發了“關于印發無線局域網產品政府采購實施意見的通知”，表示在政府采購中將優先考慮符合國家標準的產品。國家密碼管理構也表示將開放WAPI密碼算法，這大大降低了國內外企業進入WAPI市場的門檻，推進WAPI產業聯盟的工作。加緊芯片制造，借助政府采購快速推進相關需求、用戶應用與進一步全面增強性能與改進信價比等，這些均是明智之舉。

　　WAPI雖受諸多不確定因素影響，但堅持開放與務實發展的基本方針是完全正確的。在西電捷通、六合萬通及華大電子等企業合作基礎上，應積極快速地擴大國內外合作范圍，特別是與有實力有名望的國際廠商緊密合作，在政府相關部門的積極協調支持下，盡快形成有實力的產業規模，及時適應市場的實際需求。在這方面已經出現了一些可喜的進展，例如西電捷通提供的基于WAPI標準的AirSec專業級無線局域網產品作為首批政府采購清單的推薦產品，已在國家金審工程、中國飛行試驗研究院、中國人民解放軍信息安全測評認證中心、中國科學院等諸多高要求行業的重點客戶實現了兩年以上性能穩定可靠的運行，滿足了政府、金融、軍事等行業對安全性方面的高標準實際需求。同時，西電捷通還以40余項發明專利為基礎，在國內外首次推出了一種IP自適應網絡系統產品AIPNTM，可使用局域網固定私有IP地址，隨時隨地接入局域網，可柔性延伸支持其連續業務運作，已在電力、政府機關、科研院所中實現了規模商用，并穩定安全地保障了用戶關鍵業務的開展。2006年3月，WAPI產業聯盟成立。截至2009年8月，WAPI聯盟已有63家正式成員。

　　Wi-Fi安全性架構從1999WEP→2002WAP→2004 802.11i/WPA2逐的步改進，引進了128位高級加密標準AES，并通過預共享密鑰PSK(個人模式下)和IEEE 802.1x/EP(企業模式下)提供雙向鑒權，但漏洞事件在全球依然屢有發生。WAPI的使用至今未發現有安全技術漏洞，2008年北京奧運會中實現了成功服務，取得了“零故障、零投訴”的好成績。WAPI產品目前已涉及辦公設備(打印機、投影儀等)，手持設備(手機，PDA及相機等)，家電設備(DVD，電視機，冰箱，家庭網關等)以及國防軍用等諸多方面上千種產品。Wi-Fi無線上網漏洞除可免費“蹭網”(所即一種盜竊他人帶寬的網上行為，它利用自身計算設備連接相鄰路由器設備，不經相應ISP正規線路上網，減免個人上網費用，甚至竊取他人私人信息、數據)外，還可輕松盜取郵箱用戶名、密碼和截獲MSN聊天等信息，其安全攻擊操作方法簡單。在互聯網強勢傳播環境下，這種Wi-Fi漏洞被廣泛利用的情況難以避免，應予切實重視。而WAPI從技術上講，其鑒別機制完善，實現了終端和網絡的雙向對等鑒別，使用數字證書(x.509)作為身份標識，采用集中密鑰進行管理。此外，其構建與應用方便，擴展性好，除安全性比Wi-Fi好外，對運營商可提供更強大與方便的運營與管理能力。從用戶體驗而言，其“零干預、零配置”具優良的易用性，隨著WLAN在手機，PDA及消費電子等領域應用的擴展，WAPI的優越性將會更進一步體現。

　　2009年6月，工業和信息化部發布的新政策，即凡加裝WAPI功能的手機可入網檢測并獲進網許可，是對推動WAPI產業發展與應用的巨大支持。有“高安全、可運營、可管理”優勢的WAPI已為3大運營商廣泛接受并推向市場商用化，成為我國當前建設低成本寬帶無線網絡的戰略重點之一，并列入了2009年新發布的“電子技術產品調整和振興規劃”中，成為促進產業結構調整及拉動內需的自主創新標準之一。目前，許多TD，WCDMA及cdma2000新型手機或多模智能手機中均已內置WAPI功能(如華為8230 Andriod平臺手機，聯想O1 3G Ophone手機等)。

　　2009年6月，在日本召開的IEC/ISO JCT1/SC6會議上，WAPI獲得了包括美、英、法等10余個與會國家成員體的一致同意，將以單獨文本形式推進其為國際標準。如標準獲得通過，WAPI將成為無線計算機網絡通信和無線局域網技術領域中除IEEE標準組織外惟一的ISO/IEC國家成員體直接提交的國際標準提案。WAPI框架方法(TePA，三元對等鑒別)作為迄今為止我國在IEC/ISO信息安全技術領域第一個獨立項目編輯的國際提案，其技術內容已得到各國代表廣泛認可，已在ISO/IEC JTC1/SC27內進入最終委員會投票階段，預計2010年初有望成為國際標準。