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无线局域网安全性能测试系统的设计与实现

文档作者：孟跃伟1 胡爱群1 宋宇波1 沈传征1 布宁2 贾雪飞2 文档来源： 1. 东南大学信息科学与工程学院 2. 中国信息安全认证中心		点击数：	更新时间： 2021年07月12日
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————————————
基金项目：国家科技支撑计划基金资助项目(2012BAK26B01)
作者简介：孟跃伟(1986－)，男，硕士研究生，主研方向：无线局域网安全；胡爱群，教授；宋宇波，副教授；沈传征，硕士；布 宁，
高级工程师；贾雪飞，工程师
收稿日期：2012-07-03 修回日期：2012-09-11 E-mail：myw0406204@yahoo.cn
无线局域网安全性能测试系统的设计与实现
孟跃伟1，胡爱群1，宋宇波1，沈传征1，布 宁2，贾雪飞2
(1. 东南大学信息科学与工程学院，南京 210096；2. 中国信息安全认证中心，北京 100020)
摘 要：在主动测试技术、被动测试技术及渗透测试分析基础上，提出一种基于渗透测试方案的无线局域网安全测试系统。该系
统可对WEP、WPA、WPA2 和WAPI 4 种安全机制进行安全协议符合性验证和设备协议安全测试，并进行安全性能评估。对无线
局域网组网设备的测试结果证明，该系统能够进行协议一致性测试和渗透测试，可自动集成测试流程。
关键词：无线局域网；安全性能测试；渗透测试；主动测试；被动测试；安全协议符合性验证；设备协议安全测试
Design and Implementation of Security Performance Test System
for Wireless Local Area Network
MENG Yue-wei1, HU Ai-qun1, SONG Yu-bo1, SHEN Chuan-zheng1, BU Ning2, JIA Xue-fei2
(1. School of Information Science and Engineering, Southeast University, Nanjing 210096, China;
2. China Information Security Certification Center, Beijing 100020, China)
【Abstract】Based on the analysis of active test, passive test and penetration test, one wireless LAN security test system based on
penetration test is proposed in this paper. This system can make security protocol compliance verification and equipment protocol security
testing against WEP, WPA, WPA2 and WAPI, and can give the report about safety evaluation. The design and implementation of the system
is proposed, and the test results against the wireless equipments are given. The results show that the system can make security protocol
compliance verification and penetration test and the test process of the system is automated.
【Key words】Wireless LAN(WLAN); security performance test; penetration test; active test; passive test; security protocol compliance
verification; equipment protocol security test
DOI: 10.3969/j.issn.1000-3428.2013.07.044
计 算 机 工 程
Computer Engineering
第39 卷 第7 期
Vol.39 No.7
2013 年7 月
July 2013
·安全技术· 文章编号：1000—3428(2013)07—0193—07 文献标识码：A 中图分类号：TP393.08
1 概述
现今无线局域网(Wireless Local Area Network, WLAN)
的安全问题主要表现在容易侵入、非法的无线接入点
(Access Point, AP)、经授权使用服务、服务和性能的限制、
地址欺骗和会话拦截和流量分析与流量侦听等[1]。针对以上
问题，无线局域网的安全问题越来越得到重视，对无线局
域网组网设备的安全测试显得尤为重要。
无线局域网安全机制主要包括IEEE802.11 中有线等效
保护(Wired Equivalent Privacy, WEP) 、无线保护接入
(Wireless Protected Access, WPA)、无线保护接入2(Wireless
Protected Access V2, WPA2)、GB15629.11 中的无线鉴别和
保密基础结构(Wireless Authentication Privacy Infrastructure,
WAPI)4 种。无线局域网的安全主要包括物理安全和协议安
全，其中，协议安全是指协议的一致性和设备协议安全，
故针对协议安全的测试是无线局域网安全的重要组成部
分。协议安全测试多为一致性测试，但缺乏统一适用的测
试方法。目前国内外有很多针对WLAN 安全标准的研究，
集中在协议漏洞的分析与发现[2-3]。文献[4-6]提出能在不同
程度和方面对无线局域网进行安全测试，安全协议与测试
方法不够全面，不具有普适性。
目前WLAN 安全测试工具较少，而且价格比较昂贵，
国际上较成熟的产品有福禄克(Fluke)公司的OptiView 系
列、NetTool 系列、EtherScope 系列网络分析仪和美国艾尔
麦(AirMagnet)公司的LapTop 无线网测试分析仪等。国内产
品只有冠群金辰公司于2004 年初开发的WLAN 入侵检测
系统。该类产品的实现基本都是基于无线入侵检测[7]，只能
检测出一些常见的攻击行为，不能主动地进行分析测试，
对WLAN 安全保护能力有限，扩展性较差，无力面对新的
安全漏洞。另外，市场上的工具大都针对无线环境进行安
194 计 算 机 工 程 2013 年7 月15 日
全测试，较少针对各种无线组网设备进行安全测试。
渗透测试是近些年新兴起的一个安全测试技术，渗透
测试是一个在评估目标主机和网络的安全性时模仿黑客特
定攻击行为的过程。
针对现有无线局域网安全性能测试系统的不足与缺
陷，以及中国信息安全认证中心的认购项目需求，本文提
出一种针对无线组网设备的基于渗透测试的无线局域网安
全测试系统。
2 无线局域网安全性能测试技术研究
2.1 主动测试技术
针对无线局域网的主动测试技术，引入协议测试[8]思
想。主动测试，即测试者通过模拟针对无线局域网的攻击
行为，构建并执行测试用例，同时分析无线局域网的防御
能力以确定其中是否存在安全隐患。主动测试技术具有较
好的可扩展性，同时也适用于漏洞检测和分析[9]。
具体实现方法为：
(1)研究无线局域网的安全机制及其中存在的脆弱点，
对攻击者针对脆弱点进行攻击时的协议交互过程及具体报
文内容进行重点分析。
(2)根据脆弱点信息，构造相应的测试用例，模拟攻击
者针对无线局域网脆弱点的攻击行为。
(3)在STA、AP、AS 等无线局域网组网设备的协同下，
执行测试用例对无线局域网发起主动测试。
(4)对主动测试结果进行分析，判断无线局域网中是否
存在测试用例所针对的脆弱点。
(5)综合所有测试结果，分析无线局域网在机密性、完
整性、可用性及接入认证等方面的安全性能表现。
针对无线局域网，将主动测试分为3 类：机密性主动
测试，完整性主动测试，可用性主动测试。
2.1.1 机密性主动测试
根据信息安全相关概念的定义，所谓机密性，指的是
在数据传输过程中确保关键信息不暴露给未授权的实体。
无线局域网机密性的测试主要集中在以下4 个方面：
(1)WEP 安全机制中使用的RC4 流加密算法强度。(2)WPA
安全机制中的临时密钥完整性协议(Temporal Key Integrity
Protocol, TKIP)加密机制，及其中使用的RC4 流加密算法强
度。(3)WPA2 安全机制中的计数器模式密码块链消息完整
码协议(Counter CBC-MAC Protocol, CCMP)加密机制，及其
中使用的AES 加密算法强度。(4)WAPI 安全标准中的WPI
基础结构，及其中使用的SMS4 加密算法强度。
在测试过程中，机密性测试的目的是获取加密密钥，
以证明待测无线局域网机密性上存在脆弱点，判断无线局
域网策略是否安全，进而采取必要的措施杜绝密钥泄露等。
2.1.2 完整性主动测试
根据信息安全相关概念的定义，所谓完整性，是指在
数据传输过程中确保信息无法被非授权实体篡改及伪造。
无线局域网完整性的测试主要集中在以下4 个方面：
(1)WEP 安全标准中使用的CRC(Cyclic Redundancy Check)
校验机制。(2)WPA 安全标准中使用了Michael 算法的MIC
(Messages Integrity Check)校验机制。(3)WPA2 安全标准中
使用了Michael 算法的CBC-MAC(Cipher Block Chaining
Message Authentication Code)校验机制。(4)WAPI 安全标准
中使用了国密算法的CBC-MAC 校验机制。
以WEP 的完整性测试为例。WEP 中使用的是CRC32
校验机制，由于算法输入输出间呈线性关系，攻击者通过
简单的异或等操作，就可以篡改或伪造报文，而无法被正
常通信实体所识别。这类攻击手段有Bit-Flipping 等，一般
作为一种基础攻击，应用在许多针对WEP 的复杂攻击技术
中(如Chop-chop 攻击等)，在此不做详述。
2.1.3 可用性主动测试
根据信息安全相关概念的定义，所谓可用性，是指在
正常通信中确保授权实体在需要时能够访问和使用相关资
源。根据攻击针对性的不同，可用性测试中的攻击技术
分为：
(1)洪泛攻击，通过发送大量伪造的数据报文，占用有
效的网络资源或带宽，以达到消耗可用资源或带宽的目的，
导致授权实体无法获取正常服务。此类攻击通常也会导致
网络数据流量异常。
(2)针对协议本身的攻击，利用一些协议本身设计上的
不合理，针对其固有缺陷，采用一定的技术和手段，达到
破坏用户访问或获取信息的目的。此类攻击通常会导致网
络状态异常。
在可用性测试技术中，洪泛攻击具有一定代表意义，
是一种常用且有效的攻击方式。在正常的无线局域网通信
中，STA 通过接收AP 发送的Beacon 帧，以获取AP 的信
息。以探测响应帧(Probe Response Frame)洪泛攻击为例[9]，
该攻击的目的是伪造大量Beacon 帧，使STA 无法识别真正
AP 发送出的Beacon 帧。Attacker 伪造大量Beacon 帧并广
播，而对应于这些Beacon 帧的AP 并不存在。
在如图1 所示的网络环境下，STA 难以识别出真正的
AP 所发出的Beacon 帧，从而无法和AP 建立正常连接，进
而无法接入到无线局域网。
Beacon
Beacon
Beacon
图1 探测响应帧洪泛攻击组网示意图
第39 卷 第7 期 195
孟跃伟，胡爱群，宋宇波，等：无线局域网安全性能测试系统的设计与实现
测试过程描述如下：
(1)STA 是尚未接入无线局域网的合法节点，通过接收
的Beacon 帧获取合法AP 的SSID 等信息，然后向其发起
连接。
(2)Attacker 伪造大量不同的Beacon 帧，其中的SSID
信息为随机构造的，在STA 的接收范围内广播，使用更强
的发射信号或者更靠近STA 的发射位置都有助于提高STA
选择伪Beacon 帧的几率。
(3)STA 同时接收到来自合法AP 的Beacon 帧，以及来
自Attacker 伪造的大量Beacon 帧，会发现有大量不同SSID
的无线局域网可供连接。
(4)在STA 事先不知道合法AP 信息的情况下，无法识
别出合法AP 发送的Beacon 帧。若STA 选择了伪造的
Beacon 帧中提供的SSID 信息，则其接入请求不会得到响
应。因此，STA 无法接入正常的无线局域网，直到找到合
法AP 发送的Beacon 帧。而要在大量伪造的Beacon 帧中找
出有效的SSID 信息是非常困难的。
STA无法识别出真正的AP，从而无法接入有效的网络，
说明当前无线局域网存在此类风险，需要采取相应的防御
措施。
2.2 被动分析技术
无线局域网的被动分析技术，其主导原则是遵从网络
通信协议的高度规则性。由于非法入侵或攻击而导致协议
数据更改、行为异常、数据前后不一致性、网络流量异常
等现象，基于这些特征的统计与分析方法即被动分析技术[10]。
被动分析技术包括了各种检测技术，如统计分析、模式匹
配、协议分析等。此外，被动分析依赖于已有的成熟规则
库与模式库，通过分析监测到的信息，与模式库进行匹配，
以判断是否存在针对无线局域网的非法入侵和攻击。
无线局域网的被动分析技术主要包括网络通信数据的
监测及协议报文字段的分析、网络流量的监测、未授权AP
或STA 的识别、数据加密过程监测、无线射频的监测及基
于以上几种检测结果的分析技术等，以上技术主要目的在
于分析网络异常、判别攻击行为以及判断安全策略安全性。
由以上研究可见，被动分析技术主要用于信息采集和
网络监控，从协议一致性的角度来检测无线局域网安全。
而主动测试方法主要以攻击为形式，模拟针对无线局域网
脆弱点的攻击行为，从机密性、完整性、可用性等角度检
测无线局域网安全。被动分析获取的信息可以帮助主动测
试制定测试策略，而主动测试可以用来进行未知漏洞的探
测和分析，并提前发布预警信息，为被动分析提供参考，
两者相辅相成。因此，针对无线局域网的安全性能，结合
主动测试与被动分析的优点，引入渗透测试的概念。
2.3 渗透测试
渗透测试并没有一个严格的定义，国外一些安全组织
达成共识的通用说法是：渗透测试是通过模拟恶意黑客的
攻击方法，来评估计算机网络系统安全的一种评估方法[11]。
这个过程包括对系统的任何弱点、技术缺陷或漏洞的被动
分析与主动测试，这个分析是从一个攻击者可能存在的位
置进行的，并且从这个位置有条件主动利用安全漏洞执行
攻击。
当决定渗透测试范围和目标时，需要考虑2 个：测试
策略和测试类型[12]。
2.3.1 渗透测试策略
基于信息的数量，对于测试有3 个渗透测试策略：黑
盒，白盒，灰盒。
(1)黑盒测试
类似于盲测试策略，它模拟了一个真正攻击者的行动
和程序，而攻击者对测试策略有关的测试目标一无所知。
(2)白盒测试
这种策略被称为针对性的测试，测试团队和组织可以
利用测试前提供的信息进行相关测试。
(3)灰盒测试
指部分的测试目标信息披露，介于黑盒测试和白盒测
试之间。
针对协议一致性测试，由于针对具体协议及功能进行
测试，系统采用白盒测试方案对协议功能进行相关测试；
针对设备协议安全测试采用灰盒测试和黑盒测试结合方
案，通过构建不同攻击用例，对设备协议安全进行测试，
以验证设备协议安全性及稳定性。
根据要实现的具体目标，有2 个渗透测试策略：外部
测试和内部测试。由于本系统是针对设备厂商交付认证中
心进行功能验证和测试，因此属于外部测试。
2.3.2 渗透测试类型和技术
渗透测试中有3 个领域：系统的物理结构，系统的逻
辑结构以及系统的响应或工作流[13]。这3 个区域定义的渗
透测试的范围和类型为：网络，应用程序和社会工程。
随着信息安全的发展，渗透测试技术愈来愈多，主要
包括GoogleHacking 技术、拒绝服务攻击技术、缓冲区溢出
攻击技术、账号口令破解技术、网络嗅探技术、SQL 注入
技术、社会工程学等，渗透测试实测过程中还包括DNS 欺
骗、网络钓鱼等。以上渗透测试技术根据测试阶段的不同
而使用，下面结合渗透测试方案来具体说明。
2.4 针对无线局域网的渗透测试方案
在无线局域网安全性能的渗透测试方案中，选择在二
次开发与集成方面具有优良特性的Metasploit 作为框架；对
已有的无线局域网攻击用例进行了整理及归类，建立了攻
击样本库；结合渗透测试过程的实际操作步骤及各阶段所
用的关键技术，制定了清晰的测试流程。
2.4.1 Metasploit 渗透测试平台
在渗透测试方案中选择Metasploit 平台，它提供的是一
个可以高度定制、灵活优化的攻击开发和执行环境，平台
中包含了数百个预先打包好的攻击和200 个可以立即运行
的数据载荷。Metasploit 独特的混合匹配环境，使得测试者
196 计 算 机 工 程 2013 年7 月15 日
可以将任意攻击与多种不同的数据载荷进行配对，快速地
进行多角度的测试。而攻击和载荷相互配合可以完成大量
不同的渗透测试任务[14]。
本文选择Metasploit 作为渗透测试方案的核心框架，针
对无线局域网的安全特性开发与定制特定的Exploit 模块，
构建攻击样本库。
2.4.2 攻击样本库构建
所谓攻击样本，即可以利用已知漏洞实现攻击的一个
实例。攻击样本对于测试环境中建立的无线局域网，应具
有通用性及可执行性。在Metasploit 的框架之下，对无线局
域网已知的攻击方式[15]做了整理与归类，构建了相应的攻
击样本库，简要如下所示：
(1)洪泛攻击
1)无线CTS/RTS 洪泛攻击；
2)无线DEAUTH 洪泛攻击；
3)伪无线接入点信标帧洪泛攻击。
(2)缓冲区溢出攻击
1)无线驱动长数据率溢出攻击；
2)无线驱动长SSID 溢出攻击；
3)无线驱动探测响应帧SSID 溢出攻击；
4)无线驱动信标帧数据率溢出攻击；
5)无线驱动长信标帧溢出攻击。
(3)固件缺陷攻击
1)探测响应帧内核存储空间破坏攻击；
2)无线制造商空SSID 探测响应帧攻击。
(4)帧注入攻击
1)无线帧注入攻击；
2)无线信标帧SSID 模拟攻击；
3)无线信标帧混淆攻击；
4)无线探测响应帧混淆攻击。
(5)应用协议攻击
1)HTTP 后台非法命令执行攻击；
2)WEP 客户端通信静默攻击。
2.4.3 测试流程
测试流程由建立测试环境、安全机制验证、预攻击以
及攻击4 个主要步骤组成，如图2 所示。
图2 测试流程
测试流程的具体描述如下：
(1)测试环境的建立
完整的无线局域网测试环境中应包括无线网卡(STA)、
无线接入点(AP)以及接入认证服务器(AS)3 类设备。当需要
对待测设备进行检测时，为建立测试环境，首先应选择相
应的参考设备。如待测设备为无线网卡时，建立完整无线
局域网所需的参考设备就是无线接入点与认证服务器。其
中，参考设备的职责一方面是帮助待测设备组建测试环境，
另一方面作为参考对象，考察不同的待测设备想在相同参
考设备组建的测试环境中安全性能上的差异性。
(2)安全机制验证
测试环境建立完成后，首先对待测设备支持的安全机
制进行验证。主要通过互联互通性测试，判断在各种安全
机制下STA 是否成功接入无线局域网。在测试过程中需验
证的安全机制有WEP、WPA、WPA2 与WAPI，及其中包
含的各种加密与认证机制。在这个过程中需要根据实际场
景，自动调整无线局域网组网设备的配置，以满足不同安
全机制的需求。
(3)预攻击阶段
预攻击阶段是整个渗透测试的开始，正确的信息搜集
和分析能使渗透工作事倍功半，能提高渗透工作的效率和
准确性[16]。预攻击阶段主要是搜集和分析信息，分析漏洞，
以便确定目标并制定渗透策略，流程如图3 所示。
图3 侦查分析流程
(4)攻击阶段
攻击是渗透测试的核心步骤，而攻击阶段的主要目的，
是破坏数据的可用性、机密性、完整性[17]。攻击阶段中使
用了大量的主动测试技术，其中主要步骤和相应的关键技
术描述如下：
1)获得权限。通过对目标系统的服务和应用进行扫描
后，对一些明确的漏洞，可以考虑直接利用现有的工具和
方法直接进行攻击，并获取一定的权限。
2)权限提升。为了进一步巩固成果，需要进行进一步的
内网渗透，最常用且最有效的方式就是Sniffer 抓包(可以加
上ARP 欺骗)。
3)环境清理。主要目的是清除入侵痕迹，攻击者在攻击
取得成功后要做的另一件事就是攻击痕迹清除或将攻击行
为转嫁。如果获得了访问系统的完全权限，攻击者很容易
修改系统上的事件日志来掩盖留下的任何痕迹。需要清除
的日志包括应用程序日志、安全日志、系统日志、Web 管
第39 卷 第7 期 197
孟跃伟，胡爱群，宋宇波，等：无线局域网安全性能测试系统的设计与实现
理日志、审计日志等。
2.5 方案完整流程
针对无线局域网的渗透测试方案，实质是以无线局域
网为环境，以渗透测试为手段。首先在Metasploit 的框架上，
构建针对无线局域网的攻击样本库，设计相应的测试用例。
其次根据实际测试中对安全策略的需求，搭建相应的无线
局域网测试环境，并对其中使用的安全机制进行验证。通
过相应的信息搜集、目标判别、漏洞扫描技术，完成预攻
击阶段对无线局域网的被动分析，然后选择合适的测试用
例，以攻击为形式，完成攻击阶段的主动测试任务。本文
方案在实现上具有较强的可执行性。
3 无线局域网安全性能测试系统设计和实现
基于上文提出的渗透测试无线局域网安全测试方案，
本文设计和实现了一种基于Web 远程控制的无线局域网安
全性能测试系统，结构和模块说明如图4 所示。
图4 无线局域网安全性能测试系统结构
系统包括以下部分：无线局域网安全性能测试平台，
无线设备测试床，无线接入点测试服务器和安全性能测试
服务器；无线设备测试床、无线接入点测试服务器和安全
性能测试服务器设备通过有线局域网连通，无线局域网安
全性能测试平台可以通过该局域网内任何主机访问实现整
体系统环境配置，进行相应测试。
3.1 无线局域网安全性能测试平台
无线局域网安全性能测试平台作为系统主控部分，用
户通过该平台对整个测试流程操纵，通过Socket 接口和远
程登录对各个模块进行调用。该部分包括账户管理、设备
管理、项目管理、报告管理和帮助说明模块；5 个模块集成
在基于Web 的无线局域网安全性能测试平台中，可以通过
远程控制的方式运行在拥有浏览器的任意局域网主机上。
账户管理模块实现对系统平台账户注册、删除和密码修改，
设备管理模块实现对待测无线设备注册、安全协议符合性
验证和设备协议安全测试，项目管理模块实现对设备协议
安全测试修改和删除，报告管理模块实现对待测无线设备
安全性能评估，并以pdf、word、html 3 种文件格式管理。
无线局域网安全性能测试平台如图5 所示。
图5 无线局域网安全性能测试平台
3.2 无线设备测试床
无线设备测试床主要实现待测设备配置、网络连通性
测试、接入测试环境等功能，主控平台通过Socket 接口调
用具体模块实现功能，该部分包括Socket 通信模块、功能
模块和配置模块。Socket 通信模块负责接收无线局域网安
全性能测试平台指令，接收到指令后，调用相对应的功能
模块，完成功能后返回功能结果，之后再通过Socket 模块
将结果发送给无线局域网安全性能测试平台，完成指令执
行。配置模块在远程登录时使用，完成待测无线设备的配
置功能。
3.3 无线接入点测试服务器
无线接入点测试服务器主要实现测试信道环境参数配
置和测试环境开启\关闭，主控平台通过Socket 接口调用具
体模块实现功能，该部分包括信道配置模块和接入点配置
模块。信道配置模块接收无线局域网安全性能测试平台指
令，配置测试环境信道参数；接入点配置模块配合硬件无
线网卡的使用，可以使用多种接口的无线网卡，例如USB
和PCI 等接口，通过Socket 监听无线局域网安全性能测试
平台指令，启用/关闭测试环境，配置测试无线环境。
3.4 安全性能测试服务器
安全性能测试服务器主要实现脆弱性分析和渗透性测
试，主控平台通过Socket 接口调用具体功能模块进行测试，
该部分包括脆弱性分析模块和渗透性测试模块。脆弱性分
析模块基于CVE 漏洞库，对待测设备进行脆弱性分析，得
出设备存在的系统漏洞以及潜在的错误操作等引起系统不
安全的因素；渗透性测试模块在Metasploit 的框架之上，构
建针对无线局域网的攻击样本库，设计相应的测试用例，
根据无线局域网安全性能测试平台调用的测试用例，以
Socket 方式告知安全性能测试服务器，然后对待测无线设
备进行设备协议安全测试，从而完成渗透性测试。
4 验证与测试
利用本文设计的无线局域网安全性能测试系统对不同
的安全机制进行安全协议符合性验证，并且对具体的设备
198 计 算 机 工 程 2013 年7 月15 日
进行设备协议安全测试。按模块划分，无线局域网安全性
能测试环境拓扑如图6 所示。
图6 无线局域网安全性能测试环境拓扑
4.1 安全协议符合性验证
安全协议符合性验证选取802.1x 中EAP-TLS、EAPPEAP
进行验证。验证结果使用Wireshark 工具抓取信息。
4.1.1 EAP-TLS 认证
使用Wireshark 捕获的EPA-TLS 认证信息如图7 所示，
可见其中截获的EAP 响应报文中TYPE 字段的描述为
“EAP-TLS[RFC5216][Aboba](13)”，证明EAP-TLS 测试环
境已建立。
图7 EPA-TLS认证信息捕获
4.1.2 EPA-PEAP 认证
使用Wireshark 捕获的EPA-PEAP 认证信息如图8 所
示，可见其中截获的EAP 响应报文中TYPE 字段的描述为
“PEAP[Palekar](25)”，证明EAP-PEAP 测试环境已建立。
图8 EAP-PEAP 认证信息捕获
4.2 设备协议安全测试
在设备协议安全测试中，选择无线去认证洪泛攻击和
无线CTS/RTS 洪泛攻击对待测无线设备进行测试，并对结
果进行说明。
4.2.1 无线去认证洪泛攻击
由表1 测试数据可见，去认证洪泛攻击对于所有参与
测试的网卡都执行成功，而在不同的安全机制下，去认证
的成功执行的时间并没有明显的差异，不同网卡在去认证
攻击中的表现也没有明显差异。
表1 去认证攻击网卡测试数据 ms
配置
STA 型号
WEP WPA WPA2 WAPI
TP-LINK TL-WN321G 3 853 3 915 3 915 —
D-LINK DWL-G520+ 3 981 4 073 4 085 —
NETGEAR WNA3100 3 603 3 712 3 791 —
IWNCOMM IWNC2430ICA 3 962 3 822 3 557 3 915
HED TL0901GU 3 854 — 3 932 3 944
4.2.2 无线CTS/RTS 洪泛攻击
由表2 测试数据可见，CTS/RTS 洪泛攻击对于所有参
与测试的网卡影响较为显著，攻击前后的2 个STA 间的数
据传输时延有明显的差异。而在不同的安全机制下，CTS/
RTS 洪泛影响并没有明显的差异，不同网卡在攻击中的表
现也没有明显差异。
表2 攻击前后网卡测试数据
配置
STA 型号 时间
WEP WPA WPA2 WAPI
TP-LINK 攻击前 8 ms 10 ms 9 ms
TL-WN321G 攻击后 936 ms 884 ms 丢包
—
D-LINK 攻击前 3 ms 6 ms 5 ms
DWL-G520+ 攻击后 865 ms 851 ms 917 ms
—
NETGEAR 攻击前 3 ms 4 ms 3 ms
WNA3100 攻击后 丢包 丢包 丢包
—
IWNCOMM 攻击前 8 ms 8 ms 9 ms 10 ms
IWNC2430ICA 攻击后 749 ms 803 ms 795 ms 丢包
HED 攻击前 6 ms 3 ms 8 ms
TL0901GU 攻击后 972 ms
—
丢包 956 ms
4.3 本文系统与主流测试工具的比较
表3 给出了本文系统与主流测试工具的比较，主流测
试工具与功能不能一一详尽，且现有工具主要针对无线环
境安全测试，较少针对无线局域网组网设备安全性能测试。
在表3 中，渗透测试与协议一致性测试均指针对无线组网
设备是否具备该项功能，从另外一方面也得出该系统可补
充现有无线网络安全中针对无线组网设备安全测试模块。
表3 测试系统对比
产品 脆弱性分析 被动分析 协议一致性测试 渗透测试
LapTop 无线网测试分析仪 具备无线环境攻击分析 具备 具备，缺乏WAPI 不具备
WLAN 入侵检测系统 具备无线环境攻击分析 具备 不具备 不具备
本文系统 具备针对设备的脆弱性分析 具备 具备 具备
第39 卷 第7 期 199
孟跃伟，胡爱群，宋宇波，等：无线局域网安全性能测试系统的设计与实现
5 结束语
本文针对无线局域网组网设备进行安全测试的问题，
讨论了主动测试技术、被动测试技术及渗透测试技术。针
对现有测试方案及工具的不足与缺陷，给出一种基于渗透
测试的无线局域网安全性能测试系统，并且设计了方案的
框架、构建样本库及系统实施流程。同时给出了系统的设
计与实现，说明了主控平台及各个模块功能。
本文对提出的系统进行相关测试与验证，给出针对各
种无线组网设备的测试数据，并且将本文系统与现有主流
系统做了相关功能比较，结果体现了本文系统对无线组网
设备安全性能测试的优势。下一步工作将研究如何结合已
有的评估方法，基于渗透测试的结果构造全面、客观、通
用的评估指标体系。
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