Kablosuz güvenlik protokollerinin karşılaştırmalı analizi
A comparative analysis of wireless security protocols
Yazar: GÜLSÜM ZEYNEP GÜRKAŞ
Danışman: DOÇ. DR. HALİM ZAİM
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2005
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control

Özet:
ÖZETKABLOSUZ GÜVENLİK PROTOKOLLERİNİNKARŞILAŞTIRMALI ANALİZİKablosuz Yerel Alan Ağları günümüzde hızla büyümekte ve özellikle iş dünyasındave bilgisayar sektöründe popülerliği artmaktadır. Popülerlikle beraber artanüretkenlik hem fiziksel katmanda hem de güvenlik mekanizmalarında birçokgelişmeye neden olmuştur.Kablosuz Yerel Alan Ağları (Kablosuz LAN) için kullanılan standartlar IEEEtarafından geliştirilen 802.11 ailesidir. Bu standartların gelişimi 1997 yılında 802.11ile başlamıştır. 1999 yılında 802.11b ve 802.11a, 2003 yılında da 802.11g standarthaline gelmiştir. 802.11i ise var olan 802.11 standartları üzerinde güvenlikiyileştirmelerini içermektedir.Kablosuz LAN sistemlerinde ilk nesil güvenlik protokolü WEP'tir. Şifrelemealgoritması olarak RSA Data Security tarafından geliştirilen RC4 algoritmasınıkullanır. WEP'in birçok güvenlik açığı tespit edilmiştir. Bu güvenlik açıklarınıgidermek için ikinci nesil güvenlik protokolü 802.11i geliştirilmeye başlanmıştırfakat kısa vadede bir ara çözüm sağlayabilmek için Wi-Fi Protected Access adlısistem ortaya çıkmıştır. WPA'da TKIP protokolü WEP'e bir güncelleme olaraktasarlanmıştır. 802.11i WEP ve TKIP'ın yerini alması için CBC-CCMPprotokolünü tanımlamaktadır. Bu sistem şifreleme algoritması olarak AES'ikullanır.Bu çalışmada kablosuz LAN sistemlerinin performansı incelenmiştir. Çalışmanınbirinci kısmında 802.11b, 802.1g ve 802.11i standartlarının fiziksel katmanıdesteklediği farklı veri hızlarını da içerecek şekilde gerçeklenmiştir. Bu kısımdagünümüzde kablosuz LAN'lar için var olan güvenlik mekanizmalarının sistemperformansına olan etkisinin incelenmesi hedeflenmektedir. Bu amaçla uygungüvenlik mekanizmaları gerçeklenmiştir. Ele alınan mekanizmalar iki farklıanahtar uzunluğu (40 bit ve 104 bit) ile WEP, WPA ve WPA2'dir. Bumekanizmaların ağ performası üzerindeki etkileri değerlendirilerek, güvenlikdüzeyinin ve karmaşıklığının artışının performası düşürdüğünün görülmesihedeflenmiştir.Çalışmanın ikinci kısmında ise 802.11g ağların performansı birden çok istemci vebir erişim noktası ile kurduğumuz bir ağ üzerinde inceleyen deneysel çalışmalaryapılmış, ağ trafiği ve belirlediğimiz güvenlik katmanlarının uygulamasıyapılmıştır. Bu deneysel çalışmanın sonucu ile doğrulama ve şifreleme sistemlerinibarındıran bu katmanlı yapının performans üzerindeki etkisinin görülmesihedeflenmiştir.

Abstract:
SUMMARYA COMPARATIVE ANALYSIS OF WIRELESS SECURITYPROTOCOLSWireless Local Area Networks are rapidly growing. They also continue to gainpopularity, especially in businness and computer industry. The increasedproductivity and growing popularity caused many improvements on both physicallayer and security mechanisms.The communication standarts for wireless LANs are 802.11 family designed byIEEE. The development of these standarts started with 802.11 in 1997. Thefollowing standarts are 802.11a ve 802.11b in 1999 and 802.11g in 2003.Today themost popular standart in wireless LANs is still 802.11b. The latest standart802.11i,designed in 2004, includes security improvements on existing 802.11standarts.The first generation security mechanism of WLANs is WEP . It employs RC4algorithm from RSA Data Security. WEP has lots of security flaws. The secondgeneration security mechanism to provide more reliable communication is 802.11ibut an intermediate solution solution called WPA has been developed as a shortterm solution. TKIP has been designed as a patch for WEP in WPA. 802.11ispecifies CBC-CCMP to supersede WEP and TKIP. It employs AES as encryptionalgorithm and also called WPA2.In this study we investigated the performance of wireless LANs. In the first part ofour study we impelemented the physical layer of 802.11b, 802.11g and 802.11i withappropriate and different data rates. We measured the performance of the networkstructure without using any security mechanisms. The performance measurementsof our simulation study are total communication time and throughput. Then weimplemented the security mechanisms available for wireless LANs today. Weinvestigated the impacts of the security mechanisms on the performance ofnetworks. The security mechanisms that we implemented are WEP with twodifferent key lengths (40 bits and 104 bits), WPA and WPA2. The impact of thethese security mechanisms on network performance has been obtained in order tosee that as the complexity of security mechanism increases the network performancedecreases.In the second part of our study we investigated the performance of a real 802.11gnetwork with two computers and an access point with our experimental studies. Wehave generated network traffic on this network and applied the security levels wehave decided. We obtained the results and statistics in order to see the effectsofnetwork encyption and authentication mechanisms in these security levels.