Wi-Fi Protected Access

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Auf der Bodenseite eines DSL-Routers aufgedruckter WPA-Schlüssel

Wi-Fi Protected Access (WPA) ist eine Verschlüsselungsmethode für ein Drahtlosnetzwerk (Wireless LAN). Nachdem sich die Wired Equivalent Privacy (WEP) des IEEE-Standards 802.11 als unsicher erwiesen hatte und sich die Verabschiedung des neuen Sicherheitsstandards IEEE 802.11i verzögerte, wurde durch die Wi-Fi Alliance eine Teilmenge von IEEE 802.11i vorweggenommen und unter dem Begriff WPA als Pseudostandard etabliert. Die Zertifizierung nach diesem Standard begann im April 2003. Die Nachfolger sind WPA2 und WPA3.

Funktionsweise

WPA enthält die Architektur von WEP, bringt jedoch zusätzlichen Schutz durch dynamische Schlüssel, die auf dem Temporal Key Integrity Protocol (TKIP) basieren, und bietet zur Authentifizierung von Teilnehmern Pre-shared key (PSK) oder Extensible Authentication Protocol (EAP) über IEEE 802.1X an.

WPA basiert auf der RC4-Stromchiffre, die schon für WEP genutzt wurde. Im Gegensatz zu WEP benutzt WPA nicht nur einen 48 Bit langen Initialisierungsvektor (IV), sondern verwendet für jedes Datenpaket einen neuen Schlüssel (Per-Packet Key Mixing und Re-Keying), sowie einen Message Integrity Check (MIC).

Die Authentifizierung über WPA wird meist in großen Wireless-LAN-Installationen angewendet, da dafür eine Authentifizierungsinstanz in Form eines Servers (z. B. ein RADIUS-Server) benötigt wird. In kleineren Netzwerken, wie sie im SoHo-Bereich (Small Office, Home Office) häufig auftreten, werden meist PSK (Pre-Shared-Keys) benutzt. Der PSK muss somit allen Teilnehmern des Wireless-LAN bekannt sein, da mit seiner Hilfe der Sitzungsschlüssel generiert wird.

Weiterentwicklung

Am 3. Februar 2004 wurde mit WPA2 die Erweiterung von WPA angekündigt. In WPA2 wurde nicht nur der vollständige IEEE 802.11i-Standard umgesetzt, sondern es verwendet mit AES (Advanced Encryption Standard) auch einen anderen Verschlüsselungsalgorithmus. Es gibt aber auch WPA-fähige Geräte, die AES beherrschen, ohne WPA2 zu unterstützen.

Seit 16. März 2015 wird von der Wi-Fi Alliance empfohlen, WPA aufgrund der bekannten Angreifbarkeit der zugrunde liegenden Verschlüsselung Temporal Key Integrity Protocol (TKIP) nicht mehr zu verwenden.<ref>Removal of TKIP from Wi-Fi® Devices. (PDF; 203 kB) Wi-Fi Alliance, 16. März 2015, abgerufen am 21. Oktober 2022 (). </ref>

Am 8. Januar 2018 hat die Wi-Fi Alliance wiederum WPA3 angekündigt, welches den aktuellen Standard ergänzen wird. Es werden offline Wörterbuchattacken verhindert<ref name=":1">Security. Wi-Fi Alliance, abgerufen am 13. Mai 2021 (): „The technology is resistant to offline dictionary attacks where an adversary attempts to determine a network password by trying possible passwords without further network interaction.“ </ref> sowie Perfect Forward Secrecy erreicht.<ref name=":1" /><ref>Brian Barrett: The Next Generation of Wi-Fi Security Will Save You From Yourself. In: wired.com. 26. Juni 2018, abgerufen am 13. Mai 2021 (). </ref> Die neuen Funktionalitäten sollen Passwörter besser schützen, auch wenn sie nicht den typischen Komplexitätsregeln entsprechen. Zusätzlich wird der Prozess des Konfigurierens auf Geräten mit kleinem oder nicht vorhandenem Display vereinfacht. Zudem soll durch Opportunistic Wireless Encryption die Nutzer-Privatsphäre in offenen Netzwerken durch eine individualisierte Verschlüsselung gestärkt und eine 192-bit-Security-Suite eingeführt werden, von der vor allem Netzwerke mit höheren Sicherheitsbedürfnissen, wie sie Regierungen oder Unternehmen benötigen werden, profitieren.<ref>Dawn Kawamoto: Wi-Fi Alliance Launches WPA2 Enhancements and Debuts WPA3. In: Dark Reading. 8. Januar 2008, abgerufen am 11. Januar 2018 (). </ref>

Angriffsmöglichkeiten

Bei Anwendung von Pre-Shared-Keys ist auf die Qualität des verwendeten Passworts zu achten. Ein Angreifer kann über die Brute-Force-Methode oder einen Wörterbuchangriff das Passwort erraten und so alle möglichen Varianten des Pre-Shared-Keys erzeugen. Bei hinreichend langem Passwort würde die Zeit dazu mit derzeit verfügbaren Maschinen jedoch zu lange dauern, um in sinnvoller Zeit einen Erfolg zu erzielen.

Um zu sehen, welcher der erzeugten Schlüssel passt, muss ein Anmeldevorgang, der von einem Angreifer jederzeit initiiert werden kann, mitgehört werden. Bei jeder Anmeldung findet gegenseitig eine indirekte Überprüfung der Schlüssel statt, die über einen MD5-Hash gesichert wird und mit dessen Hilfe man erzeugte Schlüssel auf ihre Richtigkeit prüfen kann.

Seit dem 28. April 2004 existiert für Wörterbuchangriffe ein Proof of Concept, das im Mac-OS-X-Programm KisMAC implementiert wurde.<ref>KisMAC: news. In: kismac.binaervarianz.de. Archiviert vom Vorlage:IconExternal am 7. Juli 2007; abgerufen am 29. September 2007 (): „0.11a published: This version of KisMAC includes a proof-of-concept wordlist attack against WPA.“ </ref> Seit November 2004 existiert auch ein weiteres Programm, WPA Cracker für Linux, das einen Offline-Wörterbuchangriff anhand mitprotokollierter Pakete durchführt und im Quelltext vorliegt. Ein Brute-Force- oder Wörterbuchangriff auf den aufgezeichneten Vier-Wege-Handshake des TKIP-Protokolls ist mit dem Programm Cowpatty möglich.

Im August 2008 wurde in einem Beitrag im Nvidia-Entwicklerforum ein Programm veröffentlicht,<ref>Ankündigung, WPA-PSK mit Hilfe von GPUs anzugreifen @1@2Vorlage:Toter Link/forums.nvidia.comim Nvidia-Entwicklerforum (Seite dauerhaft nicht mehr abrufbar, festgestellt im Dezember 2025. Suche im Internet Archive )</ref> das Brute-Force-Angriffe gegen WPA durch Ausnutzen der Rechenleistung von GPGPU-fähigen Grafikkarten massiv beschleunigen kann. Dabei werden die zwar vergleichsweise niedrig getakteten, aber auf modernen Grafikkarten in hoher Anzahl untergebrachten Shader-Prozessoren genutzt, um mehrere Passwörter gleichzeitig in ihren jeweiligen Schlüssel umzurechnen. Das Programm ist seitdem unter der freien GPL-Lizenz öffentlich verfügbar.<ref>Open-Source Projekt bzgl. Angriff auf WPA mit Hilfe von GPUs: Pyrit</ref> Im Oktober 2008 veröffentlichte ein Anbieter auch ein kommerzielles Produkt, das mit ähnlicher Technik WPA unter Ausnutzung von Grafikkarten angreifen kann.<ref>Nils Waldmann: WPA2 Verschlüsselung geknackt. In: allround-pc.com. 14. Oktober 2008, archiviert vom Vorlage:IconExternal am 18. Oktober 2008; abgerufen am 6. November 2008. </ref>

Im November 2008 kam das Gerücht auf, dass WPA1-TKIP teilweise geknackt sei.<ref>Robert McMillan: Once thought safe, WPA Wi-Fi encryption is cracked. In: computerworld.com. 6. November 2008, archiviert vom Vorlage:IconExternal am 5. Juni 2009; abgerufen am 8. März 2011 (). </ref><ref>Daniel Bachfeld: WPA angeblich in weniger als 15 Minuten knackbar. In: Heise online. 6. November 2008.Vorlage:Abrufdatum</ref> Dabei sei es möglich, mit größerem Aufwand einzelne Pakete zu entschlüsseln und teils manipuliert in die Verbindung zu schleusen. Details stellte der Entdecker Erik Tews am 12. November 2008 in Tokio im Rahmen der Konferenz PacSec vor.<ref>Glenn Fleishman: Battered, but not broken: understanding the WPA crack. In: arstechnica.com. 7. November 2008, abgerufen am 14. Dezember 2025 (). </ref><ref>Martin Beck, Erik Tews: Practical attacks against WEP and WPA. (PDF; 181 kB) In: dl.aircrack-ng.org. 8. November 2008, abgerufen am 14. Dezember 2025 (). </ref>

Im August 2009 erläuterten Toshihiro Ohigashi (Universität Hiroshima) und Masakatsu Morii (Universität Kobe) in einem Fachaufsatz, wie der Angriff von Erik Tews zu beschleunigen ist. Im günstigsten Fall erfolgt der Angriff in einer Minute.<ref>Toshihiro Ohigashi, Masakatu Morii: A Practical Message Falsification Attack on WPA. (PDF; 547 kB) In: ivanescobar.com. Abgerufen am 18. Oktober 2017 (). </ref><ref>Daniel Bachfeld: Angriff auf WPA verfeinert. In: Heise online. 27. August 2009.Vorlage:Abrufdatum</ref>

Sicherheitsmaßnahmen

Wenn bei der Installation eines Funknetzes auf WPA nicht verzichtet werden kann (da gewisse zwingend benötigte Geräte kein WPA2 oder WPA3 unterstützen), ist die erste Maßnahme, ein hinreichend sicheres Passwort zu wählen (mind. 16 bis 20 Zeichen in einer Zeichenkombination, die in keinem Wörterbuch zu finden ist). Zudem sollten diese Geräte in ein separates (isoliertes) WLAN-Segment gelegt werden, das keinen Zugriff auf das gesamte dahinterliegende Netz hat, sondern nur auf die zwingend benötigten Aufgaben.

Um auf der sicheren Seite zu sein, sollte möglichst auf das WPA-Verfahren ganz verzichtet werden und stattdessen mindestens WPA2, besser aber WPA3 eingesetzt werden<ref>Dennis Schirrmacher: Details zur KRACK-Attacke: WPA2 ist angeschlagen, aber nicht gänzlich geknackt. In: Heise online. 16. Oktober 2017.Vorlage:Abrufdatum</ref> – auch bei Einsatz der Authentifizierung teilnehmender Stationen via PSK (Pre-Shared Key).<ref>New attack on WPA/WPA2 using PMKID. In: hashcat.net. 4. August 2018, abgerufen am 6. August 2018 (). </ref>

Eine Nutzer-Authentifizierung beim Betreten des Netzes via EAP ist zu bevorzugen, wenn:

• eine größere Anzahl mobiler Geräte und Access Points eingesetzt werden und so der Wechsel des PSK bei dessen Kompromittierung nicht mehr praktikabel ist
• der Verlust eines Gerätes nicht in angemessener Zeit auffällt oder
• Geräte vorübergehend oder ständig in einem nicht vertrauenswürdigen Umfeld eingesetzt werden (z. B. an Dritte verliehen werden)

Aufgrund der Angriffe gegen WPA- und WPA2-PSK-Verfahren ist WPA3 zu bevorzugen. Allgemeine Sicherheitsmaßnahmen können dem Abschnitt Grundlegende Sicherheitsmaßnahmen des Hauptartikels Wireless Local Area Network entnommen werden.

Literatur

• Roland Bless et al.: Sichere Netzwerkkommunikation. Springer Verlag, 2005, ISBN 3-540-21845-9. 

Weblinks

• Lars Richter: Untersuchung und Bewertung von Netzzugangssteuerungen auf Basis des Standards 802.1x. (PDF; 689 kB) Abgerufen am 14. Dezember 2025 
• Ernst Ahlers: Angriffe auf WPA. In: Heise online. Abgerufen am 14. Dezember 2025 
• Beispiel, wie auch ein mit WPA gesichertes WLAN „geknackt“ werden kann. Archiviert vom Vorlage:IconExternal am 8. April 2008; abgerufen am 14. Dezember 2025. 

Einzelnachweise

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