第1章 无线网络安全概述

1.1 无线网络概述

1.无线网络的分类

总的来说，由于覆盖范围、传输速率和用途的不同，无线网络可以分为无线广域网、无线城域网、无线局域网、无线个域网和无线体域网。

（1）无线广域网（Wierless Wide Area Network，WWAN）：主要是指通过移动通信卫星进行的数据通信，其覆盖范围最大。代表技术有3G及未来的4G等，一般数据传输速率在2Mb/s以上。由于3GPP和3GPP2的标准化工作日趋成熟，一些国际标准化组织（如国际电信联盟ITU）将目光瞄准了能提供更大无线传输速率和灵活统一的全IP网络平台的下一代移动通信系统，也称为后3G、增强型IMT-2000（Enhanceed IMT-2000）、后IMT-2000（system Beyond IMT-2000）或4G。

（2）无线城域网（Wierless Metorpolitan Area Network，WMAN）：主要是通过移动电话或车载装置进行的移动数据通信，可以覆盖城市中大部分的地区。代表技术是2002年提出的IEEE 802.20标准，主要针对移动宽带无线接入（Mobile Broadband Wireless Access，MBWA）技术。该标准强调移动性，它是由IEEE 802.16的宽带无线接入（Broadband Wireless Access，BWA）发展而来的。另外一个代表技术是IEEE 802.16标准体系，主要有802.16、802.16a、802.16e等。其中802.16是一点对多点的视距条件下的标准，802.16a是它的补充版本，增加了对非视距和网状结构（Mesh Mode）的支持，802.16e是对802.16d的增强，支持在2-11GHz频段下的固定和车速移动业务，并支持基站和扇区间的切换。802.16a/e也称为WiMAX。

（3）无线局域网（Wireless Local Area Netwok，WLAN）：一般用于区域间的无线通信，其覆盖范围较小。代表技术是IEEE 802.11系列，以及HomeRF技术。数据传输速率为11～56Mb/s之间，甚至更高。无线连接距离在50～100m。802.11标准系列包含由IEEE制订的802.11b/a/g3个WLAN标准，主要用于解决办公室局域网和校园网中用户与用户终端的无线接入。其中，802.11b的工作频段为2.4～2.4835GHz，数据传输速率达到11Mb/s，传输距离控制在100～300m。802.11a的工作频段为5.15～5.825GHz，数据传输速率达到54Mb/s，传输距离控制在10～100m，但由于技术成本过高，802.11a缺乏价格竞争力。而802.11g标准拥有802.11a的传输速率，安全性较802.11b好，且与802.11a和802.11b的兼容。

（4）无线个域网（Wierless Personal Area Network，WPAN）：无线传输距离一般在10m左右，典型的技术是IEEE 802.15（WPAN）、Bluetooth、ZigBee技术，数据传输速率在10Mb/s以上，无线连接距离在10m左右。例如，Bluetooth工作在全球统一开放的2.4GHz频段，实现低成本短距无线通信，在10m范围内可提供721Kb/s的异步最大通信速率，并可最多同时和7个其他蓝牙设备进行通信，从而组成一个无线个域网。

（5）无线体域网（WBAN）：以无线医疗监控和娱乐、军事应用为代表，主要指附着在人体身上或植入人体内部的传感器之间的通信。从定义来看，WBAN和WPAN有很大关系，但是它的通信距离更短，通常来说为0～2m。因此无线体域网具有传输距离非常短的物理层特征。

图1.1所示为从传输距离角度给出各种网络间的比较。

图1.1 从传输距离进行无线网络的分类

从网络拓扑结构角度，无线网络又可分为有中心网络和无中心、自组织网络。有中心网络以蜂窝移动通信为代表，基站作为一个中央基础设施，网络中所有的终端要通信时，都要通过中央基础设施进行转发；无中心网络以移动自组织网络（Moblie Ad Hoc Networks）、无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSNs）、移动车载自组织网络（Vehicular Ad Hoc Network，VANET）为代表，采用分布式、自组织的思想形成网络，网络中每个节点都兼具路由功能，可以随时为其他节点的数据传输提供路由和中继服务，而不仅仅依赖单独的中心节点。这种网络具有一些通用特征，如无中心基础设施和自组织、动态拓扑变化（Dynamic或者Static）、有限的传输带宽等。从网络拓扑结构角度对无线网络的分类，如图1.2所示。

图1.2 基于网络拓扑结构的无线网络分类

本书的组织便根据这两种分类方法，对各种形态无线网络的安全进行了逐一介绍。

2.网络节点设备的特点

在进行安全威胁分析和安全方案设计的时候，同时需要考虑网络节点设备的特点。目前，网络终端设备按性能可分为智能手机、平板电脑（笔记本电脑）、具有通信能力的PDA、无线传感器节点、RFID标签和读卡器等。这些网络节点设备通常具有以下特点。

（1）网络终端设备的计算能力一般较弱（可能跟设备价格相关）。

（2）网络终端设备的存储空间有限。

（3）网络终端设备的能源是由电池提供的，持续时间短。

（4）网络终端设备比固定设备更容易发生被窃、丢失、损坏。

因此，在考虑安全威胁的时候，需要注意网络终端设备存在的安全隐患。在设计无线网络安全方案时要充分考虑网络终端设备的能力和特点。