State of the Art WLAN

Mag. Thomas Gabriel, BSc

Betreuer: Dipl.-Ing. Gabor Österreicher, BSc

Ausgangslage

In der heutigen Zeit ist das Stichwort „WLAN“ allen ein Begriff. Mobile Endgeräte wie Smartphones, Tablets und Notebooks erfordern eine schnelle und sichere Verbindung zum Internet. Damit eine solche Verbindung zwischen den mobilen Endgeräten von verschiedenen Herstellern und den Access Points beziehungsweise WLAN-Routern möglichst einfach und sicher funktioniert, wurden Standards entwickelt. Dabei spielt die Geschwindigkeit bei der Datenübertragung eine immense Rolle. Ein Internetanschluss mit Datenraten jenseits von 20 oder 30 MBit/s ist heute selbstverständlich.

Ziel

In dieser Bachelorarbeit wird auf die wichtigsten 802.11 Standards, die vom Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) entwickelt und veröffentlicht wurden, eingegangen. Ebenso werden die einzelnen zur Verfügung stehenden Modulationstechniken kurz erläutert sowie die Frequenzbereiche 2,4 GHz, 5 GHz und 60 GHz näher beschrieben. Außerdem wird Bezug auf die WLAN-Verschlüsselungen WEP, WPA und WPA2 von 802.11 Stellung genommen und auf mögliche Angriffsszenarien verwiesen. Die neue Technik „Beamforming“ wird ebenfalls erläutert.

Ergebnis

Aufgrund der diversen Standards und deren Weiterentwicklungen in Hinsicht auf Geschwindigkeit und Sicherheit wurde mit den neuesten 802.11ac und 802.11ad Standards ein Meilenstein erreicht. Hier handelt es sich um theoretische Datenraten von mehr als 6,9 GBit/s unter Verwendung von acht Antennen. Die in Entwicklungen befindlichen 802.11ax und 802.11ay Standards zeigen theoretische Datenraten von bis zu 20 GBit/s. Das Modulationsverfahren OFDM verbessert die Ausnutzung der Bandbreite so weit, dass sich die einzelnen Unterträger sogar überlappen können und nicht gegenseitig stören. Das weiterentwickelte Modulationsverfahren OFDMA ermöglicht eine effizientere Datenübertragung durch sogenannte „Resource Units“, die unter verschiedenen UserInnen aufgeteilt werden können, sowie eine weitere Erhöhung der Anzahl der Unterträger.

WPA und WPA2 mit einer Passwortlänge von zwölf Zeichen, die Buchstaben, Ziffern und Sonderzeichen beinhalten, sind für NormalbenutzerInnen sicher. Bei sensiblen Daten sollte immer ein Passwort von mindestens 16 Zeichen mit unterschiedlichen Buchstaben-Ziffern-Sonderzeichen-Kombinationen ausgewählt werden. Ebenso sollten Passwörter generell monatlich geändert werden. Damit ist die Sicherheit gewährleistet. Auch wenn Clustersysteme mit hunderten Prozessoren versuchen, den im Handshake enthaltenen Sicherheitsschlüssel mittels einer Brute-Force-Attacke zu knacken, dauert dies nach derzeitigem Stand der Technik noch immer Jahrzehnte.