تحقیق مقاله امنیت درشبکه های بی سیم کامپیوتر

مقدمه

در هر یک سه قرن گذشته فناوری خاصی رونق داشته است. قرن هیجدهم زمان توسعه سیستم های مکانیکی بزرگ به همراه انقلاب صنعتی بود.قرن نوزدهم عصرموتور بخار بود. قرن بیستم زمان جمع آوری،پردازش و توزیع اطلاعات بود در بین سایر پیشرفت ها، شاهد نصب شبکه های جهانی تلفن، اختراع رادیووتلویزیون،تولید و رشد بی سابقه صنعت کامپیوتر و پرتاب ماهواره های ارتباطی بوده ایم.

با پیشرفت فناوری، این موارد در حال همگرایی است و تفاوت های بین جمع آوری، انتقال ذخیره و پردازش اطلاعات به شدت در حال محو شدن است. سازمان هایی با صدها شعبه در نقاط مختلف جغرافیایی،با فشردن کلیدی،وضعیت فعلی را حتی در دورترین نقاط بررسی می کنند. با افزایش قدرت جمع آوری،پردازش و توزیع اطلاعات تقاضای پردازش اطلاعات پیچیده تر نیز افزایش می یابد.

گرچه صنعت کامپیوتر در مقایسه با صنایع دیگر(مثل صنایع اتوموبیل و حمل هوایی) جوان است کامپیوتر در مدت زمان کوتاه پیشرفت گسترده ای داشتند. در اثنای دو دهه نخست پیدایش آنها،سیستم های کامپیوتری متمرکز بوده ودر اتاق بزرگی قرارداشتند دیوار این اتاق ها غالباً شیشه ای بود و بازدیدکنندگان می توانستند عجایب الکترونیک داخل آن را مشاهده کنند. موسسه ای متوسط با یک دانشگاه،یک یا دو کامپیوتر داشت در حالی که موسسه های بزرگ،چند تا از این کامپیوتر ها داشتند. این تصور که در عرض بیست سال،کامپیوتر های پر قدرتی کوچک تر از تمبرهای پستی به تولید انبوه خود خواهند رسید،داستان علمی تخیلی و محسوب می شد.

ادغام کامپیوترها و ارتباطات،تاثیر بسزایی در سازمان دهی سیستم های کامپیوتری داشته است. مفهوم تمرکز کامپیوتر به عنوان اتاقی که کارهای مشتریان را انجام می دهد،کهنه شده است،این مدل قدیمی که تمام نیازهای محاسباتی سازمان ها را انجام می داد،جای خود را به تعداد زیادی از کامپیوترهای متصل به هم داده است. این سیستم ها شبکه های کامپیوتری نامیده می شوند.

اگر دو کامپیوتر با یکدیگر مبادله اطلاعاتی داشته باشند،می گویند این دو کامپیوتر به یکدیگر متصل اند. ارتباط ممکن است از طریق سیم مسی نباشد.از فیبر نوری،مایکروویو،اشعه مادون قرمز،و ماهواره های ارتباطی نیز می توان برای برقراری ارتباط استفاده کرد.

شبکه های کامپیوتری،اندازه شکل و فرم های گوناگونی دارند که درادامه خواهیم دید. ممکن است تعجب کنید که اینترنت و وب جهانی شبکه های کامپیوتری نیستند. فعلاً علت آن را می توان این طور بیان کرد: اینترنت یک شبکه منفرد بلکه شبکه ای از شبکه های است و وب یک سیستم توزیعی است که در بالای اینترنت اجرا می شود.

تمایز بین شبکه کامپیوتری  سیستم توزیعی این است که در سیستم توزیعی،مجموعه ای از کامپیوترهای مستقل،از دیدگاه کاربران به صورت یک سیستم منسجم مشاهده می شود. معمولاً مدلی دارد که به کاربران ارائه می شود.معمولاً لایه ای از نرم افزار به نام میان افزار که در بالای سیستم عامل قراردارد،مسئول پیاده سازی این مدل است.وب جهانی نمونه ای از سیستم توزیعی معروف است که در آن هر چیزی مثل یک سند(صفحه وب)است.در شبکه های کامپیوتری،این انسجام،مدل و نرم افزار وجود ندارند. کاربران با ماشین های واقعی سروکاردارند و سیستم های عامل مختلفی داشته باشند،کاربران کاملاً آن را لمس می کنند. اگر کاربربخواهد برنامه ای را در ماشین راه دو اجرا کند،باید وارد آن ماشین شود و برنامه را در آن ماشین اجرا نماید.

در واقع سیستم توزیعی یک سیستم نرم افزاری است که در بالای شبکه ساخته شده است،این نرم افزار درجه بالایی از انسجام و شفافیت را به آن ارائه می کند،بنابراین تمایز بین شبکه و سیستم توزیعی به نرم افزار(به خصوص به سیستم عامل)مربوط می شوند نه سخت افزار با این همه وجود،همپوشانی قابل ملاحظه ای بین این دو موضوع وجود دارد به عنوان مثال هم در سیستم های توزیعی و هم در شبکه های کامپیوتری،فایل ها باید انتقال یابند. تفاوت در این است که چه کسی انتقال فایل ها را درخواست می کند،سیستم یا کاربرد.

امنیت

در چند دهه اول ظهور شبکه،پژوهشگران دانشگاه از آن برای ارسال پست الکترونیکی استفاده می کردند و کارمندان شرکت از آن برای اشتراک چاپگر استفاده می نمودند. تحت این شرایط امنیت چندان مورد توجه نبوده. اما اکنون که میلیون ها نفر از شهروندان از شبکه برای بانکداری،فروش و پرداخت مالیات ها استفاده می کنند امنیت یک مسله جدی است.

امنیت یک موضوع گسترده است و موارد متعددی را دربرمی گیرد شکل ساده اش این است که افراد فضول نتواند پیام های ارسالی به دیگران را بخوانند یا آن را تغییر دهند. عدم دستیابی مردم به خدمات راه دوری که به دیگران ارسال می شود،از موضوعات امنیتی است. همچنین با این موضوع سروکار دارد آیا پیامی ازIRS  که می گویدPay by Friday واقعاً از طرف IRS است یا از مافیا است. امنیت با مشکلاتی از قبیل توصیف پیام های قانونی و آزاد سازی دوباره آن ها سروکار دارد. همچنین با مردمی سروکار دارد که ارسال پیامی از طرف خود را تکذیب می کنند.

اغلب مسائل امنیتی،توسط افراد مغرضی به وجود می آید که سعی می کنند سود ببرند جلب توجه کنند یا به کسانی آسیب برسانند. بعضی از افرادی که به امنیت آسیب می رسانند در شکل زیر آمده اند از این شکل مشخص می شود که امنیت شبکه فراتر از نوشتن برنامه های عاری از خطااست. متشکل از کلک زدن به رقیبان پول دار،هوشمند و اختصاصی است همچنین باید روشن باشد که معیارهایی که رقیبان عادی جلوگیری می کند  نمی تواند برای رقیبان سرسخت به کار گرفته شود.

مقدمه ای بررمزنگاری

از نظر تاریخی،چهارگروه از مردم از هنر رمزنگاری استفاده می کنند نظامیان هئیت دیپلمات خاطر نویسان و عشاق در این بین نظامیان نقش مهمی دارند و رمزنگاری را شکل داده اند در گذشته رمزنگاری در سازمان های نظامی توسط کارکنانی انجام می شد که حقوق اندکی دریافت می کردند چون تعداد پیام ها زیاد بود امکان استفاده از متخصصین خبره وجود نداشت. تا زمان اختراع کامپیوترها،یکی از محدودیت های رمزنگاری ،توانایی کارکنان کد گذار برای انجام تبدیلات لازم بود که اغلب در میدان ها جنگ و با کمترین تجهیزات صورت می گرفت .محدودیت دیگر مشکل تغیر روش رمزنگاری بود ،زیرا مستلزم آموزش تعداد زیادی ازافراد بود. خطر دستگیری کد گذار توسط دشمن لزوم تغییر روشن رمزنگاری را دو چندان می کند.

پیام هایی که باید رمزنگاری شوند، متن ساده نام دارند و توسط تابعی تبدیل می شوند که پارامتر آن یک کلید است. خروجی فرآیند رمزنگاری را متن رمزی می نمایند که توسط یک پیک با رادیو انتقال می یابد . فرض کنید دشمن یامهاجم پیام رمزی را می شوندو آن را کپی می کند ممکن است کلید رمزرا نداند و نتواندمتن رمزی را رمزگشایی کند.گاهی نه تنها مهاجم می تواند به کانال ارتباطی گوش دهد(مهاجم غیرقانونی)بلکه می تواند آن را ذخیره و بعداً ارسال کند.پیام خودش را اضافه کند یا قبل از رسیدن پیام قانونی به گیرنده آن را تغییردهد(مهاجم فعال).هنر شکستن رمز را تحلیل رمز وهنر ابداع آن ها(رمزنگاری) را رمزشناسی می نامند.

لازم است نمادگذاری هایی برای بین متن ساده متن رمزی و کلیدها وجود داشته باشد. معنای c=ek(p) این است که رمزنگاری متن ساده p باکلید k منجر به متن ریزیC می شود. به همین ترتیب P=Dk(c)نشان می دهد رمزگشایی متن پیچیدهC منجر به متن ساده P می شود لذا داریم : P=( P)EK)DK ازاین نمادگذاری نتیجه می شود E و   D توابع ریاضی اند. نکته مهم این است که هرازاین دو تابع، دو پارامتر دارندکه یکی از پارامترها (کلید)را به صورت زیرنویس می نویسیم تا ازپیام متمایز باشد. قاعده مهم رمزنگاری این است که تحلیل گررمز باید چگونه رمزنگاری و رمزگشایی را بداند به عبارت دیگر تحلیل گر رمز می داند که روش (E) و روش رمزگشایی(D) چگونه است میزان کاری که پس از لو رفتن روش قبلی رمزنگاری  برای کشف  تست و نصب الگوریتم جدید انجام می شو دسری نگهداشتن آن را غیر ممکن می سازد و تصور این که رمز کشف نشده است  ولی کشف شده باشد ضررش بیش از فایده اش است .

کلید رمز در این جا نقش خود را بازی می کند  کلید متشکل از رشته نسبتاً کوتاهی است که یکی از چند روش رمزنگاری را انتخاب می کند. برخلاف روش کلی رمزنگاری که ممکن است هر چند سال عوض شود کلید در هر زمان می تواند عوض شود لذا مدل اساسی ما پایدار است و روش کلی دارای پارامتری از کلید سری است که به آسانی قابل تغییر است. این ایده که تحلیل رمز  الگوریتم ها رامی شناسد و سری بودن در کلید نهفته است قاعده کرکوف نام دارد بنابراین طبق قاعده کرکوف داریم : تمام الگوریتم باید عمومی باشند،فقط کلیدها باید سری باشند.

بر سری نبودن الگوریتم نمی توان به اندازه کافی تاکید کرد.تلاش برای سری نگهداشتن الگوریتم که در تجارت امنیت به وسیله ابهام نام دارد کارایی ندارد همچنین با عمومیت بخشیدن به الگوریتم،رمزنگار از مشورت رایگان تعداد زیادی از رمزنگاری علمی علاقه مند به رمزگشایی استفاده می کنند به طوری که می توانند مقالاتی را انتشار دهند که بیانگر میزان هوشمندی آنهاباشد. اگر بسیاری از خبرگان به مدت5سال موفق به شکستن الگوریتم زمزنگاری نشوند،معلوم است که این الگوریتم قوی است.

چون پهنای کاری واقعی در کلید است،طولش موضوع مهم طراحی است قفل ترکیبی ساده دای را درنظر بگیرد قاعده کلی این است که ارقام را به ترتیب وارد کنید. هرکسی این را می داند،ولی کلید سری است . اگردورقمی باشد،صد حالت ممکن وجود دارد. اگر کلید سه رقمی باشد هزار حالت ممکن وجود دارد واگر کلید شش رقمی باشد یک میلیون حالت وجود دارد.هرچه طول کلید بیشترباشد ضریب کاری که رمزنگارباید انجام دهد بیشتر است ضریب کاری که باید رمزنگارباید انجام دهد بیشتر است ضریب کاری موردنیاز برای رمزگشایی از طریق تحقیق جامع از فضای کلید توانی از طول کلید است هر چه الگوریتم قوی تر(اماعمومی)و طول کلید بیشتر باشد،پنهان کاری بیشتر است. برای این که برادر کوچک شما نتواند پست الکترونیکی شما را بخواند،کلید 64 بیتی کافی است در کاربردهای اقتصادی متداول حداقل باید از 128 بیت استفاده شود.برای حفاظت پست الکترونیکی در مقابل دولت ها به کلید هایی به طول 256 بین نیاز است .