WLAN-Sicherheitslücke Fragattack

Vor wenigen Tagen hat der IT-Sicherheitsexperte Mathy Vanhoef eine Vielzahl an Sicherheitslücken in den WLAN-Standards der IEEE aufgedeckt. Laut Vanhoef sind vermutlich nahezu alle WLAN-Geräte mindestens von einer dieser Sicherheitslücken betroffen. Er selbst hat die Schwachstellen an 75 unterschiedlichen Geräten getestet. Zusammengefasst werden sie unter dem Begriff Fragattack. Dieser hat seinen Ursprung in der Funktionsweise der Angriffe bzw. des hier missbräuchlich ausgenutzten Kommunikationsverfahrens im IEEE 802.11-Standard, dem Fragmentieren der Anfragen.

Funktionsweise und betroffene Geräte

Die Sicherheitslücken betreffen alle WLAN-Sicherheitsstandards einschließlich des relativ jungen WPA3-Standards. Ermöglicht werden diese Exploits durch die Funktionsweise von WPA:

  • Anfragen können in mehrere Datenpakete aufgeteilt (fragmentiert) und dann beim Empfänger wieder zusammengefügt werden. Dieses Protokoll-Design ermöglicht es Hackern, manipulierte Authentifizierungsanfragen an das Netzwerk zu stellen.
  • Dabei entspricht nur das erste Paket einer echten Anfrage, während die darauffolgenden Pakete manipulierte Daten enthalten. Bei dem Zusammenbau dieser Datenpakete erkennt das Netzwerk die Zugehörigkeit dieser Teilpakete. Dadurch kann ein Angreifer ohne Kenntnis des WLAN-Passwortes oder Entschlüsselung manipulierte Daten in das Netzwerk schleusen.
  • Diese manipulierte Daten können dann eingesetzt werden, um beispielsweise Ports für versteckte externe Verbindungen zu öffnen oder unverschlüsselten Datenverkehr abzufangen bzw. zu manipulieren.

Vanhoef hat vor der öffentlichen Enthüllung dieser Designschwäche mit Hardwareentwicklern neun Monate im Voraus zusammengearbeitet, um diese Exploits zu beheben. Die daraus resultierende Patches sollen die Sicherheitslücken beheben, einige sind bereits seit März veröffentlicht. Problematisch sind jedoch die Netzwerkteilnehmer, die keine bzw. nur sporadische Sicherheitsupdates bekommen, wie etwa IoT-Geräte (z.B. Smart-Home Geräte). Die Hersteller raten zu einer kurzfristigen Aktualisierung der Firmware aller Geräte. Zudem sollte möglichst unverschlüsselter Datenverkehr in WLAN-Netzen vermieden oder administrativ unterbunden werden, sofern möglich.

Pikant ist zudem, dass gleichermaßen PSK/SAE- wie auch Enterprise-Authentifizierung der Geräte von den Schwachstellen betroffen sind. Viele sonst bekanntgewordene Schwachstellen im WLAN-Umfeld betrafen meist die eher unsicheren PSK-/SAE-Authentfiizierung über einen gemeinsamen Netzwerkschlüssel aller mit dem WLAN verbundenen Geräte, wie man es von zuhause kennt. Im Fall dieser Schwachstelle schützt die Authentifizierung via IEEE 802.1x daher Geräte nicht erheblich besser, als in vielen anderen Fällen.

Weiterführende Informationen zur Funktionsweise finden sich auf der von Vanhoef veröffentlichen Website (https://www.fragattacks.com/) und vor allem in einer seiner Präsentationen (Siehe Link), wo die Schwachstellen genau aufgezeigt werden.

Wie kam es dazu?

Im IEEE-Standard 802.11 (Abschnitt 10.6) ist das Fragmentieren der Anfragen beschrieben. Es wird nicht vor der Manipulation gewarnt und eine Konformität erfordert keine Überprüfung der erneut zusammengesetzten Pakete nach der Übertragung von Fragmenten.

"If security encapsulation has been applied to the fragment, it shall be deencapsulated and decrypted before the fragment is used for defragmentation of the MSDU or MMPDU."

CVE-Codes & BSI-Mitteilungen zu FragAttacks

Das BSI hat eine Warnung zu der Schwachstelle veröffentlicht, die hier (Link zur BSI-Warnung) abgerufen werden kann.

Liste der CVE-Codes zu FragAttacks:

  • CVE-2020-24588: Aggregation attack (accepting non-SPP A-MSDU frames)
  • CVE-2020-24587: Mixed key attack (reassembling fragments encrypted under different keys)
  • CVE-2020-24586: Fragment cache attack (not clearing fragments from memory when (re)connecting to a network)
  • CVE-2020-26145: Accepting plaintext broadcast fragments as full frames (in an encrypted network)
  • CVE-2020-26144: Accepting plaintext A-MSDU frames that start with an RFC1042 header with EtherType EAPOL (in an encrypted network)
  • CVE-2020-26140: Accepting plaintext data frames in a protected network
  • CVE-2020-26143: Accepting fragmented plaintext data frames in a protected network
  • CVE-2020-26139: Forwarding EAPOL frames even though the sender is not yet authenticated (should only affect APs)
  • CVE-2020-26146: Reassembling encrypted fragments with non-consecutive packet numbers
  • CVE-2020-26147: Reassembling mixed encrypted/plaintext fragments
  • CVE-2020-26142: Processing fragmented frames as full frames
  • CVE-2020-26141: Not verifying the TKIP MIC of fragmented frames

Was kann ich tun, um meine Geräte zu schützen?

In erster Linie sollte man sich ein paar Grundsätze wieder bewusst machen und zur Gewohnheit machen:

  • Regelmäßige Software- und Firmwareupdates auf allen Geräten einspielen.
  • Wo möglich aus Gründen der Sicherheit und Stabilität das Patchkabel dem WLAN bei sicherheitskritischer Kommunikation vorziehen.
  • Möglichst auf verschlüsselte Kommunikation achten (https:// in der Browserzeile). Hilfreich ist hier auch das Browserplugin https-everywhere (siehe Link) , was jede Browserkommunikation zu verschlüsseltem https zwingt.

Sollten Sie Unterstützung bei der Aktualisierung Ihrer Geräte benötigen, oder eine Überprüfung auf die Schwachstelle wünschen, wenden SIe sich gerne vertrauensvoll an uns.