Configuración y verificación de la seguridad de capa 2 de WLAN Wi-Fi 6E

Introducción

Este documento describe cómo configurar la seguridad Wi-Fi 6E WLAN Layer 2 y qué esperar en diferentes clientes.

Prerequisites

Requirements

Cisco recomienda que tenga conocimiento sobre estos temas:

• Controladores de LAN inalámbrica de Cisco (WLC) 9800
• Puntos de acceso (AP) de Cisco compatibles con Wi-Fi 6E. 
• Estándar IEEE 802.11ax.
• Herramientas: Wireshark v4.0.6

Componentes Utilizados

La información que contiene este documento se basa en las siguientes versiones de software y hardware.

• WLC 9800-CL con IOS® XE 17.9.3
• AP C9136, CW9162, CW9164 y CW9166.
• Clientes Wi-Fi 6E:
  • Lenovo X1 Carbon Gen11 con adaptador Intel AX211 Wi-Fi 6 y 6E con controlador versión 22.200.2(1).
  • Adaptador Wi-Fi 6 y 6E Netgear A8000 con controlador v1(0.0.108);
  • Teléfono móvil Pixel 6a con Android 13;
  • Teléfono móvil Samsung S23 con Android 13.

La información que contiene este documento se creó a partir de los dispositivos en un ambiente de laboratorio específico. Todos los dispositivos que se utilizan en este documento se pusieron en funcionamiento con una configuración verificada (predeterminada). Si tiene una red en vivo, asegúrese de entender el posible impacto de cualquier comando.

Antecedentes

Lo más importante es que Wi-Fi 6E no es un estándar completamente nuevo, sino una extensión. En su base, Wi-Fi 6E es una extensión del estándar inalámbrico Wi-Fi 6 (802.11ax) en la banda de radiofrecuencia de 6 GHz.

Wi-Fi 6E se basa en Wi-Fi 6, que es la última generación del estándar Wi-Fi, pero solo los dispositivos y aplicaciones Wi-Fi 6E pueden funcionar en la banda de 6 GHz.

Seguridad Wi-Fi 6E

Wi-Fi 6E aumenta la seguridad con Wi-Fi Protected Access 3 (WPA3) y Opportunistic Wireless Encryption (OWE), y no hay compatibilidad con versiones anteriores con la seguridad Open (abierta) y WPA2.

WPA3 y Enhanced Open Security son ahora obligatorios para la certificación Wi-Fi 6E y Wi-Fi 6E también requiere Protected Management Frame (PMF) tanto en el punto de acceso como en los clientes.

Al configurar un SSID de 6 GHz, deben cumplirse determinados requisitos de seguridad:

• Seguridad WPA3 de nivel 2 con OWE, SAE u 802.1x-SHA256
• Marco de administración protegido habilitado;
• No se permite ningún otro método de seguridad L2, es decir, no es posible ningún modo mixto.

WPA3

WPA3 está diseñado para mejorar la seguridad Wi-Fi al permitir una mejor autenticación a través de WPA2, proporcionar una mayor resistencia criptográfica y aumentar la resistencia de las redes críticas.

Entre las funciones clave de WPA3 se incluyen:

• Protected Management Frame (PMF) protege las tramas de administración de unidifusión y difusión y cifra las tramas de administración de unidifusión. Esto significa que los sistemas de detección de intrusiones inalámbricas y los sistemas de prevención de intrusiones inalámbricas tienen ahora menos formas de aplicar políticas de cliente por fuerza bruta.
• La autenticación simultánea de iguales (SAE) permite la autenticación basada en contraseña y un mecanismo de acuerdo de clave. Esto protege frente a ataques de fuerza bruta.
• El modo de transición es un modo mixto que permite el uso de WPA2 para conectar clientes que no admiten WPA3.

WPA3 tiene que ver con el desarrollo y la conformidad continuos de la seguridad, así como con la interoperabilidad.
No hay ningún elemento de información que designe WPA3 (igual que WPA2). WPA3 se define mediante combinaciones AKM/Cipher Suite/PMF.

En la configuración WLAN 9800, tiene 4 algoritmos de encriptación WPA3 diferentes que puede utilizar.

Se basan en Galois/Counter Mode Protocol (GCMP) y Counter Mode con Cipher Block Chaining Message Authentication Code Protocol (CCMP): AES (CCMP128), CCMP256, GCMP128 y GCMP256: 

Opciones de encriptación WPA2/3

PMF

El PMF se activa en una WLAN cuando se habilita el PMF.

De forma predeterminada, las tramas de administración 802.11 no están autenticadas y, por lo tanto, no están protegidas contra la suplantación. El marco de protección de administración de infraestructura (MFP) y los marcos de administración protegidos (PMF) 802.11w proporcionan protección frente a este tipo de ataques.

Opciones de PMF

Administración de claves de autenticación

Estas son las opciones de AKM disponibles en la versión 17.9.x:

Opciones de AKM

DEBER

El cifrado inalámbrico oportunista (OWE) es una extensión de IEEE 802.11 que proporciona cifrado del medio inalámbrico (IETF RFC 8110). El propósito de la autenticación basada en OWE es evitar la conectividad inalámbrica abierta no segura entre los AP y los clientes. La OWE utiliza la criptografía basada en los algoritmos Diffie-Hellman para configurar el cifrado inalámbrico. Con OWE, el cliente y el AP realizan un intercambio de claves Diffie-Hellman durante el procedimiento de acceso y utilizan el secreto de clave maestra en pares (PMK) resultante con el protocolo de enlace de 4 vías. El uso de OWE mejora la seguridad de la red inalámbrica en aquellas implementaciones en las que se implementan redes abiertas o compartidas basadas en PSK.

intercambio de tramas OWE

SAE

WPA3 utiliza un nuevo mecanismo de autenticación y administración de claves denominado Autenticación simultánea de iguales. Este mecanismo se mejora aún más mediante el uso de Hash-to-Element (H2E) SAE.

SAE con H2E es obligatorio para WPA3 y Wi-Fi 6E.

SAE emplea una criptografía de logaritmo discreta para realizar un intercambio eficiente de una manera que realiza la autenticación mutua utilizando una contraseña que probablemente sea resistente a un ataque de diccionario sin conexión.

Un ataque de diccionario sin conexión es cuando un adversario intenta determinar una contraseña de red intentando posibles contraseñas sin más interacción de red.

Cuando el cliente se conecta al punto de acceso, realiza un intercambio SAE. Si tienen éxito, crean una clave criptográficamente segura, de la que se deriva la clave de sesión. Básicamente, un cliente y un punto de acceso entran en fases de confirmación y luego confirman.

Una vez que hay un compromiso, el cliente y el punto de acceso pueden entrar en los estados de confirmación cada vez que hay una clave de sesión que se debe generar. El método utiliza la confidencialidad directa, donde un intruso podría descifrar una sola clave, pero no todas las demás.

intercambio de tramas SAE

Hash a elemento (H2E)

Hash-to-Element (H2E) es un nuevo método SAE Password Element (PWE). En este método, el PWE secreto utilizado en el protocolo SAE se genera a partir de una contraseña.

Cuando una estación (STA) que soporta H2E inicia SAE con un AP, verifica si AP soporta H2E. Si la respuesta es sí, el AP utiliza el H2E para derivar el PWE usando un valor de código de estado recién definido en el mensaje de confirmación SAE.

Si STA utiliza Hunting-and-Pecking (HnP), todo el intercambio SAE permanece sin cambios.

Mientras se utiliza el H2E, la derivación PWE se divide en estos componentes:

• Derivación de un elemento intermediario secreto (PT) de la contraseña. Esto se puede realizar sin conexión cuando la contraseña se configura inicialmente en el dispositivo para cada grupo admitido.

• Derivación del PWE del PT almacenado. Esto depende del grupo negociado y de las direcciones MAC de los peers. Esto se realiza en tiempo real durante el intercambio SAE.

WPA-Enterprise (802.1x)

WPA3-Enterprise es la versión más segura de WPA3 y utiliza una combinación de nombre de usuario y contraseña con 802.1X para la autenticación de usuarios con un servidor RADIUS. De forma predeterminada, WPA3 utiliza encriptación de 128 bits, pero también introduce una encriptación de 192 bits configurable opcionalmente, que proporciona protección adicional a cualquier red que transmita datos confidenciales.

Flujo de diagrama de WPA3 Enterprise

Conjunto de niveles: modos WPA3

• WPA3-Personal
  • Modo sólo WPA3-Personal
    • PMF requerido
  • Modo de transición WPA3-Personal
    • Reglas de configuración: en un punto de acceso, siempre que se active WPA2-Personal, el modo de transición WPA3-Personal también se debe habilitar de forma predeterminada, a menos que el administrador lo invalide explícitamente para funcionar en el modo WPA2-Personal only

• WPA3 Enterprise
  • Modo sólo WPA3-Enterprise
    • El PMF se negociará para todas las conexiones WPA3
  • Modo de transición WPA3-Enterprise
    • El PMF se negociará para una conexión WPA3
    • PMF opcional para una conexión WPA2
  • WPA3-Enterprise suite-B modo "192 bits" alineado con el algoritmo de seguridad nacional comercial (CNSA)
    • Más que solo para el gobierno federal
    • Conjuntos de cifrado criptográfico coherentes para evitar errores de configuración
    • Adición de GCMP y ECCP para funciones de cifrado y hash mejoradas (SHA384)
    • PMF requerido

    • La seguridad WPA3 de 192 bits será exclusiva para EAP-TLS, que requerirá certificados tanto en el solicitante como en el servidor RADIUS.

    • Para utilizar WPA3 Enterprise de 192 bits, los servidores RADIUS deben utilizar uno de los cifrados EAP permitidos:

      TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384
      TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384
      TLS_DHE_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384

Para obtener más información sobre la implementación de WPA3 en las WLAN de Cisco, incluida la matriz de compatibilidad de seguridad del cliente, no dude en consultar la Guía de implementación de WPA3.

AP Cisco Catalyst Wi-Fi 6E

Puntos de acceso Wi-Fi 6E

Configuración de seguridad admitida por clientes

Puede encontrar qué producto admite WPA3-Enterprise utilizando la página web de WiFi Alliance buscador de productos.

En los dispositivos Windows, puede verificar cuáles son las configuraciones de seguridad admitidas por el adaptador mediante el comando "netsh wlan show drivers". 

Aquí puede ver el resultado del Intel AX211:

Resultado de Windows de _netsh wlan show driver_ para el cliente AX211

Netgear A8000:

Resultado de Windows de _netsh wlan show driver_ para el cliente Netgear A8000s

Android Pixel 6a:

Ajustes de seguridad compatibles en Android Pixel6a

Samsung S23:

Configuración de seguridad compatible en Android S23

Sobre la base de los resultados anteriores, podemos concluir esta tabla:

Protocolos de seguridad admitidos por cada cliente

Configurar

En esta sección, se muestra la configuración WLAN básica. El perfil de política utilizado es siempre el mismo mediante Asociación central/Autenticación/DHCP/Switching.

Más adelante en el documento, se muestra cómo configurar cada combinación de seguridad de capa 2 Wi-Fi 6E y cómo verificar la configuración y el comportamiento esperado.

Diagrama de la red

Diagrama de la red

Configuraciones

Recuerde que Wi-Fi 6E requiere WPA3 y estas son las restricciones de la política de radio WLAN:

• La WLAN se envía a todas las radios sólo si se utiliza una de las combinaciones de configuración:

  • WPA3 + cifrado AES + AKM 802.1x-SHA256 (FT)

  • WPA3 + cifrado AES + AKM OWE

  • WPA3 + cifrado AES + AKM SAE (FT)

  • WPA3 + cifrado CCMP256 + AKM SUITEB192-1X

  • WPA3 + cifrado GCMP128 + SUITEB-1X AKM

  • WPA3 + cifrado GCMP256 + AKM SUITEB192-1X

Configuración base

La WLAN se configuró con el método de detección de política de radio y UPR (Respuesta de sondeo de difusión) solo de 6 GHz:

Configuración de base WLAN

Configuración del perfil de RF de 6 GHz

Verificación

Verificación de seguridad

En esta sección se presenta la fase de asociación de cliente y configuración de seguridad mediante las siguientes combinaciones de protocolos WPA3:

• WPA3- AES (CCMP128) + OWE 
  • Modo de transición OWE

• WPA3-Personal
  • AES (CCMP128) + SAE

•  WPA3 Enterprise
  • AES (CCMP128) + 802.1x-SHA256
  • AES (CCMP128) + 802.1x-SHA256 + FT
  • Cifrado GCMP128 + SUITEB-1X
  • Cifrado GCMP256 + SUITEB192-1X

 

WPA3 - AES (CCPM128) + OWE

Esta es la configuración de Seguridad WLAN:

Configuración de seguridad OWE

Ver en WLC GUI de los ajustes de seguridad WLAN:

Parámetros de seguridad WLAN en la GUI del WLC

Aquí podemos observar el proceso de conexión de clientes Wi-Fi 6E:

Intel AX211

Aquí mostramos el proceso de conexión completo del cliente Intel AX211.

Descubrimiento de OWE

Aquí se pueden ver las balizas OTA. El AP anuncia el soporte para OWE usando el selector de conjunto AKM para OWE bajo el elemento de información RSN.

Puede ver el valor 18 (00-0F-AC:18) del tipo de conjunto AKM que indica el soporte de OWE. 

trama de baliza OWE

Si observa el campo de capacidades RSN, puede ver que AP anuncia capacidades de protección de tramas de administración (MFP) y bit requerido de MFP establecido en 1.

Asociación OWE

Puede ver el UPR enviado en modo de difusión y luego la asociación misma.

El OWE comienza con la solicitud y respuesta de autenticación OPEN:

Luego, un cliente que quiera hacer OWE debe indicar OWE AKM en la trama RSN IE of Association Request e incluir el elemento de parámetro Diffie Helman (DH):

Respuesta de OWE Association

Después de la respuesta de asociación, podemos ver el protocolo de enlace de 4 vías y el cliente pasa al estado conectado.

Aquí usted puede ver los detalles del cliente en la GUI del WLC:

NetGear A8000

Conexión OTA con enfoque en la información RSN del cliente:

Detalles del cliente en WLC: 

Píxel 6a

Conexión OTA con enfoque en la información RSN del cliente:

Detalles del cliente en WLC: 

Samsung S23

Conexión OTA con enfoque en la información RSN del cliente:

Detalles del cliente en WLC: 

WPA3 - AES (CCPM128) + OWE con modo de transición

Configuración y resolución de problemas detallados del modo de transición OWE disponibles en este documento: Configure Enhanced Open SSID with Transition Mode - OWE.

WPA3-Personal: AES (CCMP128) + SAE

Configuración de seguridad WLAN:

Configuración de WPA3 SAE

Ver en WLC GUI de los ajustes de seguridad WLAN:

Verificación de las balizas OTA:

Indicadores WPA3 SAE

Aquí podemos observar clientes Wi-Fi 6E asociando:

Intel AX211

Conexión OTA con enfoque en la información RSN del cliente:

Detalles del cliente en WLC: 

NetGear A8000

Conexión OTA con enfoque en la información RSN del cliente:

Detalles del cliente en WLC: 

Píxel 6a

Conexión OTA con enfoque en la información RSN del cliente:

Detalles del cliente en WLC: 

Samsung S23

Conexión OTA con enfoque en la información RSN del cliente:

Detalles del cliente en WLC: 

WPA3-Personal: AES (CCMP128) + SAE + FT

Configuración de seguridad WLAN:

Ver en WLC GUI de los ajustes de seguridad WLAN:

Verificación de las balizas OTA:

Indicadores WPA3 SAE + FT

Aquí podemos observar clientes Wi-Fi 6E asociando:

Intel AX211

Conexión OTA con enfoque en la información RSN del cliente:

Evento de itinerancia en el que puede ver PMKID:

WPA3 SAE + FT Solicitud de reasociación

Detalles del cliente en WLC: 

NetGear A8000

Conexión OTA con enfoque en la información RSN del cliente. Conexión inicial:

ssss

Detalles del cliente en WLC: 

Píxel 6a

El dispositivo no pudo desplazarse cuando FT está habilitado.

Samsung S23

El dispositivo no pudo desplazarse cuando FT está habilitado.

WPA3-Enterprise + AES (CCMP128) + 802.1x-SHA256 + FT

Configuración de seguridad WLAN:

Configuración de seguridad WPA3 Enterprise 802.1x-SHA256 + FTWLAN

Ver en WLC GUI de los ajustes de seguridad WLAN:

Aquí podemos ver los registros en directo de ISE que muestran las autenticaciones procedentes de cada dispositivo:

registros en vivo de ISE

Las balizas OTA se ven así:

Baliza WPA3 Enterprise 802.1x +FT

Aquí podemos observar clientes Wi-Fi 6E asociando:

Intel AX211

Conexión OTA con enfoque en la información RSN del cliente en un evento de roaming:

WPA3 Enterprise 802.1x + evento de roaming de la DF

Un comportamiento interesante ocurre si usted elimina manualmente el cliente de la WLAN (de la GUI del WLC por ejemplo). El cliente recibe una trama de desasociación pero intenta volver a conectarse al mismo AP y utiliza una trama de reasociación seguida por un intercambio EAP completo porque los detalles del cliente se eliminaron del AP/WLC.

Se trata básicamente del mismo intercambio de tramas que en un nuevo proceso de asociación. Aquí puede ver el intercambio de tramas:

Flujo de conexión WPA3 Enterprise 802.1x + FT Ax211

Detalles del cliente en WLC: 

Detalles del cliente WPA3 Enterprise 802.1x + FT

Este cliente también se probó con FT en la DS y pudo desplazarse usando 802.11r:

Itinerancia AX211 con FT sobre DS

También podemos ver los eventos de itinerancia de FT:

WPA3 Enterprise con FT

Y el cliente traza desde wlc:

NetGear A8000

WPA3-Enterprise no se admite en este cliente.

Píxel 6a

Conexión OTA con enfoque en la información RSN del cliente:

Asociación WPA3 Enterprise 802.1x + FT Pixel6a

Detalles del cliente en WLC: 

Detalles del cliente WPA3 Enterprise 802.1x + FT Pixel6a

Céntrese en el tipo de itinerancia "Over the Air", donde se puede ver el tipo de itinerancia 802.11R:

Samsung S23

Conexión OTA con enfoque en la información RSN del cliente:

S23 Evento de roaming FToTA

Detalles del cliente en WLC: 

Propiedades del cliente S23

Céntrese en el tipo de itinerancia "Over the Air", donde se puede ver el tipo de itinerancia 802.11R:

S23 Roaming type 802.11R

Este cliente también se probó con FT en la DS y pudo desplazarse usando 802.11r:

Paquetes FToDS de roaming S23

WPA3-Enterprise + cifrado GCMP128 + SUITEB-1X

Configuración de seguridad WLAN:

Configuración de seguridad de WPA3 Enterprise SuiteB-1X

Ver en WLC GUI de los ajustes de seguridad WLAN:

Verificación de las balizas OTA:

WPA3 Enterprise SuiteIndicador B-1X

Ninguno de los clientes probados pudo conectarse a la WLAN mediante SuiteB-1X, lo que confirma que ninguno admite este método de seguridad.

Cifrado WPA3-Enterprise + GCMP256 + SUITEB192-1X

Configuración de seguridad WLAN:

Parámetros de seguridad de WPA3 Enterprise SUITEB192-1x

WLAN en la lista WLANs de la GUI del WLC:

WLAN utilizada para las pruebas

Verificación de las balizas OTA:

Balizas WPA3 Enterprise SUITEB192-1x

Aquí podemos observar clientes Wi-Fi 6E asociando:

Intel AX211

Conexión OTA con enfoque en la información RSN del cliente:

WPA3 Enterprise con asociación EAP-TLS con cliente Intel AX211 e información RSN

Y el intercambio EAP-TLS:

WPA3 Enterprise con asociación EAP-TLS con cliente Intel AX211 y enfoque EAP-TLS

Detalles del cliente en WLC: 

WPA3 Enterprise con detalles del cliente EAP-TLS

NetGear A8000

WPA3-Enterprise no se admite en este cliente.

Píxel 6a

En la fecha de escritura de este documento, este cliente no podía conectarse a WPA3 Enterprise mediante EAP-TLS.

Se trataba de un problema relacionado con el cliente que se estaba tratando y, tan pronto como se resolviera, se actualizaría el presente documento.

Samsung S23

En la fecha de escritura de este documento, este cliente no podía conectarse a WPA3 Enterprise mediante EAP-TLS.

Se trataba de un problema relacionado con el cliente que se estaba tratando y, tan pronto como se resolviera, se actualizaría el presente documento.

Conclusiones de seguridad

Después de todas las pruebas anteriores, estas son las conclusiones resultantes:

Protocolo	Cifrado	AKM	Cifrado AKM	Método EAP	FT-OverTA	FT-OverDS	Intel AX211	Samsung/Google Android	NetGear A8000
DEBER	AES-CCMP128	DEBER	NA.	NA.	NA	NA	Supported	Supported	Supported
SAE	AES-CCMP128	SAE (sólo H2E)	SHA256	NA.	Supported	Supported	Compatible: sólo H2E y FT-TA	Compatible: sólo H2E. Error de FT. Error de FT-oDS.	Admitido: Sólo H2E y FT-TA. Error de FT-oDS.
Empresa	AES-CCMP128	802.1x-SHA256	SHA256	PEAP/FAST/TLS	Supported	Supported	Compatible: SHA256 y FT-TA/oDS No compatible: EAP-FAST	Compatible: SHA256 y FT-TA, FT-oDS (S23) No compatible: EAP-FAST, FT-oDS (Pixel6a)	Compatible: SHA256 y FT-TA No compatible: EAP-FAST, FT-oDS.
Empresa	GCMP128	SuiteB-1x	SHA256-SuiteB	PEAP/FAST/TLS	Not Supported	Not Supported	Not Supported	Not Supported	Not Supported
Empresa	GCMP256	SuiteB-192	SHA384-SuiteB	TLS	Not Supported	Not Supported	NA/TBD	NA/TBD	Not Supported

Troubleshoot

La solución de problemas utilizada en este documento se basó en el documento en línea:

Solucionar problemas de COS AP

La pauta general para la resolución de problemas es recolectar el seguimiento de RA en el modo de depuración del WLC usando la dirección MAC del cliente asegurándose de que el cliente se conecte usando la MAC del dispositivo y no una dirección MAC aleatoria.

Para la resolución de problemas por el aire, la recomendación es utilizar el AP en el modo del sabueso que captura el tráfico en el canal del AP que sirve al cliente.

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