【25软考网工】第四章（4）无线局域网WLAN安全技术、无线个人网WPAN

1）SSID访问控制

隐藏机制 ：通过隐藏SSID使未授权用户无法搜索到网络，需手动输入SSID才能连接

应用场景：适用于需要限制网络访问范围的场景，如企业内网

实现方式：在路由器设置中关闭SSID广播功能

2）物理地址过滤

MAC控制 ：基于设备物理地址进行访问控制

黑白名单：可设置允许/禁止特定MAC地址接入

家用支持：普通家用路由器均支持此功能配置

3）WEP认证和加密

认证方式 ：采用PSK预共享密钥认证（如家庭WIFI密码）

加密算法 ：使用RC4流加密算法

密钥长度 ：早期64位（40+初始向量24），后期128位（104+24）

安全隐患 ：密钥长度短，IV可能重复

4）WPA（认证、加密、数据完整性）

标准基础 ：基于802.11i草案

认证机制 ：采用802.1x认证（用户名+密码）

密钥长度 ：128+48位初始向量IV（WEP的两倍）用于RC4加密

加密增强 ：RC4算法改进+TKIP协议（频繁地变换密钥来减少安全风险）

安全特性：

动态改变密钥

数据完整性校验

防重放攻击

向量长度：48位IV（WEP的两倍）

报文完整性编码 来检测伪造的数据包，报文认证码中包含有帧计数器，防止重放攻击

5）WPA2

标准演进 ：802.11i正式版

加密升级 ：采用基于AES的CCMP，即使用AES-CCMP替代RC4

兼容特性 ：保留TKIP协议支持

安全优势 ：相比WPA安全性显著提升

6）无线认证技术

高安全场景：研发/办公使用802.1x认证

便捷场景：访客网络采用Portal认证

哑终端：打印机等设备使用MAC认证

考试重点：该知识点可能出现在案例分析题中

2. WEP和WPA扩展

1）WEP

组成：

共享密钥认证：使没有正确密钥的用户无法访问网络

数据加密传输：要求所有数据都必须使用密文传输

密钥长度发展：

使用24位的初始向量（IV），加上40为的字符串，构成64位的WEP密钥

使用104位的字符串，加上那个24位的初始向量，构成128位的WEP密钥

缺点：密钥太短，IV可能雷同
2）WPA

802.1x认证

增强加密（128位密钥+48位IV）

数据完整性保护

TKIP机制：通过频繁变换密钥降低安全风险

防重放：采用帧计数器技术

3. 应用案例

1）例题:无线局域网加密方式

考点：WPA2加密算法组成
关键：WAP2使用CCMP基于AES ，同时兼容TKIP
排除项：DES和RSA不用于WLAN加密，无线网络使用RC4比较多
答案：A（AES和TKIP）

2）例题:IEEE802.11i标准制定协议

对应关系：802.11i=WPA2
核心协议：CCMP基于AES算法
答案：(42)B (43)D

3）例题:WLAN接入安全控制措施

考点：WLAN基础安全措施
排除依据：CA认证属于PKI体系
答案：B

4）例题:WiFi认证方式

技术演进：WPA2安全性最高
算法依据：采用AES-CCMP加密
答案：C

5）例题:WEP无线加密技术说法

密钥构成：24位IV+用户字符串（无校验值）
典型错误：选项C添加不存在要素
答案：C

6）例题:WPA无线加密技术说法

向量长度：WPA使用48位IV（非32位）
安全特性：包含防重放攻击功能
答案：D

7）例题:无线网络保护功能

场景需求：临时网络需平衡隐私与连接便利
功能特性：AP隔离实现设备间通信阻断
排除项：SSID隐藏不便扫描连接
答案：A

4.知识小结

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| 知识点 | 核心内容 | 考试重点/易混淆点 | 难度系数 |
| SSID访问控制 | 隐藏网络使未知设备无法扫描到 | 隐藏SSID的实操场景（家用/企业） | ⭐⭐ |
| MAC地址过滤 | 通过黑白名单控制设备接入 | 家用路由器配置方法 | ⭐⭐ |
| WEP安全机制 | - 认证：预共享密钥（如WIFI密码）; - 加密：RC4算法; - 密钥长度：64位（24位IV+40位字符串）或128位（24位IV+104位字符串） | IV（初始化向量）仅24位导致安全隐患; RC4加密的淘汰原因 | ⭐⭐⭐ |
| WPA安全机制 | - 认证：802.1X（用户名+密码）; - 加密：增强版RC4+TKIP协议; - 密钥长度：128位密钥+48位IV | TKIP动态更换密钥机制; 防重放攻击与完整性校验 | ⭐⭐⭐⭐ |
| WPA2安全机制 | - 标准：802.11i正式版; - 加密：AES-CCMP（替代RC4）; - 保留TKIP兼容性 | AES-CCMP为必考项; 与WPA的核心差异 | ⭐⭐⭐⭐ |
| 认证方式选择 | - 高安全：802.1X（企业）; - 便捷性：Portal认证（商场）; - 哑终端：MAC认证（打印机） | 案例分析高频考点 | ⭐⭐⭐ |
| WEP vs WPA对比 | - WEP：仅认证+加密; - WPA/WPA2：新增完整性校验; - IV长度翻倍（24→48位） | 密钥管理方式差异（静态vs动态） | ⭐⭐⭐⭐ |
| 真题高频考点 | - WPA2加密算法=AES-CCMP; - 802.11i对应WPA2; - WEP的IV重复风险 | 混淆点：TKIP在WPA/WPA2中的角色 | ⭐⭐⭐⭐ |

二、无线个人网（WPAN）

无线个人网（Wireless Peronal Area Network,WPAN），覆盖半径10m左右

1. 蓝牙和Zigbee技术

1）蓝牙技术（Bluetooth)

开发初衷: 蓝牙技术最早被开发用于实现不同工业领域间的协调工作。

应用场景: 现在广泛应用于人们的生活各个领域，如电脑与手机间的车机互联、蓝牙耳机与手机的互联等。

标准 : 2001年，蓝牙被确定为IEEE802.15.1。

通信频段 : 使用2.4GHz进行通信。

通信技术 : 采用跳频通信技术(FHSS)。

数据速率 : 最初数据速率为1Mbps，目前蓝牙5.3速率可达48Mbps，但考试仍以1Mbps为准。

2）Zigbee技术

基础标准 : Zigbee基于IEEE 802.15.4。

目标定位 : 瞄准速率更低、距离更近、更省电的无线个人网。

适用设备: 适用于固定的、手持的或移动的电子设备，这些设备一般使用电池供电，电池寿命可以长达几年。

通信速率 : 可低至9.6kbps，实现低成本无线通信。

安全机制 : 具有良好的安全机制，网络层和MAC层都采用高级加密标准AES ，同时结合了加密和认证功能的CCM*算法。

应用场景: 广泛应用于智能家居（如电灯、电视机、冰箱、洗衣机、电脑、空调等）和医疗监护（如脉搏、血压、呼吸监测）等场景。

2. Zigbee设备

IEEE 802.15.4定义的低速个人网（Low-Rate------WPAN）包括两类设备类型:

全功能设备(FFD): 有3种工作模式，可以作为一般的设备 、协调器( Coordinator)或PAN协调器。

简单功能设备(RFD): 功能简单，只能作为设备使用，例如电灯开关、被动式红外传感器等，通常接受某个FFD的控制。

通信能力:

FFD可以与RFD或其他FFD通信。

RFD只能与FFD通信，RFD之间不能互相通信。

3. Zigbee底层技术

信道访问方式:

基于竞争的访问: 应用了CSMA/CA后退算法。

无竞争的访问: 对于低延迟的应用或要求特别带宽的应用，PAN协调器为其分配保障时槽(Guaranteed Time Slots, GTS)。

路由算法 : 按需分配的距离矢量协议(AODV)。

加密技术:

网络层和MAC层都使用高级加密标准(AES)。

结合了加密和认证功能的CCM*分组加密算法， 将明文按照分组算法划分为128位的区块进行加密。

4. 应用案例

1）例题#Zigbee自组织功能

题目: Zigbee的( )无需人工干预，节点能够感知其他节点的存在，并确定连结关系，组成结构化的网络。
选项分析:
- A. 碰撞避免机制: 与自组织功能不直接相关。
- B. 自组织功能: 正确答案，符合题目描述。
- C. 数据传输机制: 与自组织功能不直接相关。
- D. 自愈机制: 虽与网络恢复有关，但不符合题目描述的自组织特性。
答案: B

2）例题#Zigbee标准无线通信协议

题目: Zigbee是一种基于( )标准的无线通信协议。
选项分析:
- A. lEEE 802.11: 为Wi-Fi标准，与Zigbee无关。
- B. lEEE 802.15.4: 正确答案，Zigbee基于此标准。
- C. Bluetooth: 蓝牙标准基于IEEE 802.15.1，与Zigbee不同。
- D. Wi-Fi: Wi-Fi标准，与Zigbee无关。
答案: B

3）例题#Zigbee网络拓扑结构

选择D,没有环形

4）例题#NB-IoT特点

题目: NB-IoT的特点包括( )。
选项分析:
- A. ①②③④: 所有选项均正确描述了NB-IoT的特点。
- B. ②③④: 缺少①，不完整。
- C. ①②③: 缺少④，不完整。
- D. ①③④: 缺少②，不完整。
特点详解:
- ①NB-IoT聚焦小数据量、小速率应用，设备功耗低。
- ②NB-IoT射频和天线可以复用已有网络，减少投资。
- ③NB-IoT室内覆盖能力强，比LTE提升20dB增益。
- ④NB-IoT可以比现有无线技术提供更大的接入数。
答案: A
补充: NB-IoT是一个物联网协议，常用于智能电表、智能水表、智能井盖等物联网场景。

5.知识小结

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| 知识点 | 核心内容 | 考试重点/易混淆点 | 难度系数 |
| 无线个人网（WPAN）定义 | 覆盖半径约10米的网络，常见技术包括蓝牙和ZigBee | 区分蓝牙（IEEE 802.15.1）和ZigBee（IEEE 802.15.4）标准 | ⭐⭐ |
| 蓝牙技术 | 用途：蓝牙鼠标/耳机/音响、车机互联；频段：2.4GHz；速率：1Mbps（考试默认低速） | 考试可能考蓝牙标准编号（802.15.1）及低速传输特性 | ⭐⭐ |
| ZigBee技术 | 特点：低功耗（电池寿命长）、安全机制强（AES加密+CCM算法）、适用智能家居/医疗监测 | 区分全功能设备（FFD）与简单功能设备（RFD）的通信限制 | ⭐⭐⭐ |
| ZigBee设备分类 | - FFD：全功能设备（协调器/判协调器/普通设备） - RFD：简单功能设备（仅受FFD控制） | RFD设备间不能直接通信，需通过FFD中转 | ⭐⭐⭐ |
| ZigBee组网结构 | 支持星型和点对点拓扑，无环形结构 | 考试可能排除非标准拓扑（如环形） | ⭐⭐ |
| ZigBee底层技术 | - 信道访问：竞争（CSMA-CA）与非竞争（时槽分配） - 路由算法：AODV（距离矢量） - 加密：128位分组加密 | 对比WIFI的CSMA-CA机制，强调安全性差异 | ⭐⭐⭐⭐ |
| NB-IoT技术 | 特点：低功耗、广覆盖（提升20dB）、海量终端接入（智能水表/电表）、复用运营商基站 | 区分授权频谱（NB-IoT）与非授权频谱（LoRa） | ⭐⭐⭐ |
| 自组织功能（ZigBee） | 节点自动组网，无需人工干预 | 常考选择题（如形成结构化网络的关键功能） | ⭐⭐ |