本發(fā)明涉及無線數(shù)據(jù)幀重組技術(shù)，尤其涉及一種基于無線網(wǎng)絡(luò)的信號屏蔽系統(tǒng)及其方法。

背景技術(shù)：

無線網(wǎng)絡(luò)的普及給人們的生活帶來了新的體驗，讓人們可以隨時隨地地進行數(shù)據(jù)連接；現(xiàn)代通信技術(shù)現(xiàn)在以及未來的發(fā)展方向是無線、多媒體和移動智能終端，無線局域網(wǎng)wifi（wirelesslocalareanetwork，wlan）以其移動性高、成本低、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和擴展比較容易以及方便管理等優(yōu)點，在很多領(lǐng)域都獲得了廣泛的應(yīng)用。無線網(wǎng)絡(luò)以無線電波為媒介，這種介質(zhì)本質(zhì)上就是開放和易遭攔截的，如何適當(dāng)?shù)乇Ｗo無線網(wǎng)絡(luò)傳輸向來就是網(wǎng)絡(luò)通信研究人員需要考慮的。另外，無線網(wǎng)絡(luò)搭建簡單，公共wifi也日益普及，由于公共安全性無法保障，維權(quán)困難，所以很多黑客選擇從這里下手，非法竊取用戶信息。公共wifi安全問題逐漸增多，獵豹免費wifi全國首次發(fā)布中國公共wifi熱點安全報告，報告指出，對全國各地8萬個公共wifi熱點進行的抽樣安全調(diào)查顯示，全中國近21%的公共wifi熱點存在安全隱患，由此引發(fā)的網(wǎng)銀被盜、個人信息泄露、網(wǎng)絡(luò)詐騙等案例已成爆發(fā)性上漲趨勢。本發(fā)明的無線網(wǎng)絡(luò)的信號屏蔽系統(tǒng)能夠有效地屏蔽非法wifi，阻斷用戶正常訪問網(wǎng)絡(luò)，從而達到規(guī)避風(fēng)險的目的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有無線屏蔽技術(shù)存在的缺點和不足，針對非法ap進行信號管制，提供一種基于無線網(wǎng)絡(luò)的信號屏蔽系統(tǒng)及其方法。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

主要是阻止非法wifi正常訪問網(wǎng)絡(luò)，從而減少用戶信息泄露等安全問題，采用旁入手段，對非法wifi進行信號干擾、屏蔽等操作，達到維護網(wǎng)絡(luò)安全的目的。

一、基于無線網(wǎng)絡(luò)的信號屏蔽系統(tǒng)

本系統(tǒng)包括無線采集模塊、數(shù)據(jù)解析模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、數(shù)據(jù)包重組

模塊、數(shù)據(jù)包發(fā)送模塊和用戶交互模塊；

其交互關(guān)系為：

無線采集模塊、數(shù)據(jù)解析模塊和數(shù)據(jù)管理模塊依次交互，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的捕獲、

解析和入庫操作；

用戶交互模塊、數(shù)據(jù)解析模塊、數(shù)據(jù)包重組模塊和數(shù)據(jù)包發(fā)送模塊依次交互，實現(xiàn)用戶指定ap的數(shù)據(jù)提取、重組和發(fā)包操作；

數(shù)據(jù)管理模塊分別與用戶交互模塊、數(shù)據(jù)解析模塊和數(shù)據(jù)包發(fā)送模塊交互，實現(xiàn)用戶信息、解析數(shù)據(jù)和日志保存入庫。

二、基于無線網(wǎng)絡(luò)的信號屏蔽方法

本系統(tǒng)的屏蔽原理主要是向連接目標(biāo)ap的客戶端發(fā)送deauth數(shù)據(jù)包，客戶端誤以為deauth數(shù)據(jù)包是目標(biāo)ap發(fā)送，從而斷開連接，客戶端在一次斷開后會嘗試重新連接，如果持續(xù)發(fā)送deauth數(shù)據(jù)包，終端始終無法連接，就不再嘗試重連，ap和終端的連接徹底斷開，從而阻止ap和終端無法正常工作，達到無線網(wǎng)絡(luò)信號屏蔽的目的。

本方法包括：

1、捕獲周圍的無線數(shù)據(jù)包；

2、解析出指定ap下的所有終端的mac信息；

3、重組deauth管理幀，并通過無線網(wǎng)卡發(fā)送出去。

具體實現(xiàn)步驟如下：

①無線采集模塊讀取網(wǎng)卡驅(qū)動，設(shè)置無線網(wǎng)卡工作模式為監(jiān)聽模式，捕獲網(wǎng)卡幀控范圍內(nèi)的所有無線數(shù)據(jù)包；

②數(shù)據(jù)解析模塊通過判斷各個數(shù)據(jù)幀的類型，從不同類型的數(shù)據(jù)幀中分別提取ap的mac、終端的mac、ap和終端的對應(yīng)，所有數(shù)據(jù)入庫生成ap、終端對應(yīng)關(guān)系表；

③用戶交互模塊獲取用戶需要進行信號屏蔽的ap的mac信息，與數(shù)據(jù)庫中的信息進行匹配，找到該ap下連接的所有終端信息，有了ap和終端的信息后，就可以進行deauth數(shù)據(jù)包重組，關(guān)鍵字段填充；

④將重組的deauth幀發(fā)送到網(wǎng)卡，由數(shù)據(jù)包發(fā)送模塊發(fā)送到無線網(wǎng)絡(luò)中，無線終端收到斷開連接請求后，會斷開與ap的連接，反復(fù)發(fā)送取消身份驗證幀才能使所有客戶端持續(xù)拒絕服務(wù)，從而無法進行上網(wǎng)活動；deauth幀的發(fā)送記錄和ap、終端的連接狀態(tài)會以日志形式發(fā)送到數(shù)據(jù)管理模塊保存。

與現(xiàn)有技術(shù)對比，本發(fā)明具有下列優(yōu)點和積極效果：

①針對性強，市面上的很多屏蔽設(shè)備都是通過對一定范圍內(nèi)的信號頻率進行干擾，從而達到無法正常通信的目的，對硬件要求高，而且會干擾到同頻率的其他無關(guān)ap，很少有針對單個ap的；

②實時性高，用戶接收到指令后，馬上可以進行信號屏蔽工作，接收結(jié)束指令后，馬上停止屏蔽；

③可拓展性好，只要無線網(wǎng)卡可以設(shè)置成監(jiān)聽模塊即可移植該程序，包括跨平臺移植，不依賴第三方應(yīng)用；

④隱蔽性強，該方法可以在微小型linux設(shè)備下實現(xiàn)，增加了隱蔽性也節(jié)省了成本。

附圖說明

圖1為本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖；

圖中：

1—無線采集模塊；

2—數(shù)據(jù)解析模塊；

3—數(shù)據(jù)管理模塊；

4—數(shù)據(jù)包重組模塊；

5—數(shù)據(jù)包發(fā)送模塊；

6—用戶交互模塊。

英譯漢：

1、ap：wirelessaccesspoint，無線訪問接入點；

2、deauth：deauthentication，解除身份驗證幀；

3、iwconfig：linuxwirelessextensions的用戶層配置工具之一；

4、libpcap：libpacketcapture，數(shù)據(jù)包捕獲函數(shù)庫。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例詳細說明：

一、系統(tǒng)

1、總體

本系統(tǒng)包括無線采集模塊1、數(shù)據(jù)解析模塊2、數(shù)據(jù)管理模塊3、數(shù)據(jù)包重組模塊4、數(shù)據(jù)包發(fā)送模塊5和用戶交互模塊6；

其交互關(guān)系為：

無線采集模塊1、數(shù)據(jù)解析模塊2和數(shù)據(jù)管理模塊3依次交互，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的捕獲、解析和入庫操作；

用戶交互模塊6、數(shù)據(jù)解析模塊2、數(shù)據(jù)包重組模塊4和數(shù)據(jù)包發(fā)送模塊5依次交互，實現(xiàn)用戶指定ap的數(shù)據(jù)提取、重組和發(fā)包操作；

數(shù)據(jù)管理模塊3分別與用戶交互模塊6、數(shù)據(jù)解析模塊2和數(shù)據(jù)包發(fā)送模塊5交互，實現(xiàn)用戶信息、解析數(shù)據(jù)和日志保存入庫。

2、功能模塊

1）無線采集模塊1

無線采集模塊1是一種無線數(shù)據(jù)采集方法；

采用iwconfig系統(tǒng)命令設(shè)置網(wǎng)卡模式；

調(diào)用libpcap庫捕獲網(wǎng)卡數(shù)據(jù)。

2）數(shù)據(jù)解析模塊2

數(shù)據(jù)解析模塊2是一種數(shù)據(jù)包解析方法；

采用原始數(shù)據(jù)包解析理論，從radiotap頭到mac頭進行逐層協(xié)議解析；

提取數(shù)據(jù)幀中信息，獲取ap和終端mac對應(yīng)關(guān)系，下發(fā)給數(shù)據(jù)管理模塊3；

結(jié)合用戶交互模塊6下發(fā)的ap信息，找到用戶指定ap下的所有終端信息。

3）數(shù)據(jù)管理模塊3

數(shù)據(jù)管理模塊3是一種數(shù)據(jù)記錄方法，用來存放所有的ap和終端信息；

存放用戶歷史下發(fā)記錄和deauth包發(fā)送log；

采用mysql數(shù)據(jù)庫。

4）數(shù)據(jù)包重組模塊4

數(shù)據(jù)包重組模塊4是一種數(shù)據(jù)包重組方法；

根據(jù)無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，重組deauth數(shù)據(jù)包的各字段；

從數(shù)據(jù)解析模塊2中獲取ap的mac值和其對應(yīng)終端mac值，填充到deauth數(shù)據(jù)包的sourceaddress和destinationaddress；

type/subtype賦值為c0，表明該包為deauth包，其他字段按標(biāo)準(zhǔn)填充。

5）數(shù)據(jù)包發(fā)送模塊5

數(shù)據(jù)包發(fā)送模塊5是一種向無線網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送數(shù)據(jù)包的方法，將重組的

deauth幀發(fā)送到網(wǎng)卡，調(diào)用libpcap庫提供的發(fā)送接口。

6）用戶交互模塊6

用戶交互模塊6是一種用戶交互方法，通過androidapk接收用戶指令，再

將指令發(fā)送到數(shù)據(jù)分析模塊2。

3、本系統(tǒng)的工作機理

通過發(fā)送deauth數(shù)據(jù)包，旨在通過欺騙從ap到客戶端單播地址的取消身份驗證幀來將客戶端轉(zhuǎn)為未關(guān)聯(lián)／未認證的狀態(tài)；對于目前廣泛使用的無線信號屏蔽設(shè)備而言，這種形式的針對單ap，在打斷終端無線服務(wù)方面非常有效和快捷；一般來說，在系統(tǒng)發(fā)送另一個取消身份驗證幀之前，終端會重新關(guān)聯(lián)和認證以再次獲取服務(wù)；系統(tǒng)反復(fù)欺騙取消身份驗證幀才能使所有客戶端持續(xù)拒絕服務(wù)；對ap下的每個終端都發(fā)送大量的持續(xù)性的deauth后，ap下的所有終端都無法正常進行網(wǎng)絡(luò)活動，從而達到信號屏蔽的目的。

二、方法

1、步驟①：

本系統(tǒng)部署在linux平臺，硬件設(shè)備需要至少攜帶一個無線網(wǎng)卡，成功安裝copmat-wireless網(wǎng)卡驅(qū)動后，設(shè)置無線網(wǎng)卡工作模式為監(jiān)聽模式iwconfigwlan0modemonitor，通過調(diào)用libpcap庫從無線網(wǎng)卡驅(qū)動程序讀取原始數(shù)據(jù)包，libpcap為不同的平臺提供了一致的編程接口，讀取接口函數(shù)pcap_dispatch，即可獲得原始數(shù)據(jù)包。

2、步驟②：

通過數(shù)據(jù)包中的frame_type_subtype字段判斷數(shù)據(jù)包的類型，實現(xiàn)ieee802.11數(shù)據(jù)幀幀頭信息的提取和幀具體類型的判斷，如此可以成功地捕獲無線空口中的探測請求幀（proberequest），探測響應(yīng)幀（proberesponse）和各種類型的數(shù)據(jù)幀（data），其具體工作流程是：

a、將原始數(shù)據(jù)包偏移掉radiotap_header頭的長度，即為26個字節(jié)；建立

ieee802.11數(shù)據(jù)幀mac頭格式對應(yīng)的結(jié)構(gòu)體，從偏移掉了radiotap_header頭的數(shù)據(jù)幀開始，通過強制轉(zhuǎn)換實現(xiàn)對數(shù)據(jù)幀頭信息的提取；

b、判斷mac頭結(jié)構(gòu)體的type_subtype值，0x04為proberequest，0x05

位proberesponse，從0x20到0x2f為數(shù)據(jù)幀；

c、proberequest探測請求幀是sta發(fā)給ap的，可從中獲取sta的mac地址；proberesponse探測響應(yīng)幀是ap發(fā)給sta的，可從中獲取ap的mac地址；其他data幀，為無線ap和sta傳輸數(shù)據(jù)時發(fā)送的，以獲取ap和sta的對應(yīng)關(guān)系，從上訴幀中獲取的值和信息列表的對應(yīng)關(guān)系如下：

探測響應(yīng)幀中的sourceaddress—ap的mac值；

探測請求幀中的sourceaddress—終端的mac值；

數(shù)據(jù)幀中的sourceaddress、destinationaddress—獲取終端和ap的對應(yīng)關(guān)系；

d、結(jié)合上面的三組數(shù)據(jù)，可以識別終端和ap，以及ap下正在連接的終端，將所有數(shù)據(jù)入庫。

3、步驟③：

從用戶交互模塊獲取需要進行信號屏蔽的ap的mac信息，與數(shù)據(jù)庫中的信息進行匹配，找到該ap下連接的所有終端信息，獲取ap和終端的信息后，進行deauth數(shù)據(jù)包重組，具體步驟如下：

a、deauth認證幀主要包括：radiotap頭，mac頭，body，fcs，其中mac頭格式賦值關(guān)鍵，包括type/subtype、framecontrol、duration、destinationaddress、sourceaddress、bssid、fragmentnumber、sequencenumber。

b、各字段具體賦值規(guī)則如下：

radiotap頭：長度固定為26個字節(jié)，可設(shè)置為固定值；

mac頭：長度為24個字節(jié)，type/subtype的值為c3，destinationaddress值為sta的mac值，sourceaddress值為ap的mac值，bssid值為ap的mac值；

fcs的4位校驗值是系統(tǒng)自動生成；

body等部分可自行偽造，不會影響屏蔽效果；

c、deauth具體數(shù)據(jù)格式如下：

00001a006f180000a8646a4c00000000....o....djl....

10308509c000b9ac000dc03085bf9b86.0.........0....

c0da82d1d879bc85580972fc61e9d97e.....y..x.r.a..~

3717259fa931e30378917.%..1..x.

d、終端接收到deauth包后，會斷開與ap的連接，終端會重新關(guān)聯(lián)和認證以再次獲取服務(wù)，只有持續(xù)收到deauth包，終端才會徹底開連接。

4、步驟④：

deauth包的發(fā)送記錄、ap和終端的對應(yīng)關(guān)系會在實時更新到數(shù)據(jù)管理模塊3，以便用戶查看。

調(diào)用i/o線程模塊，將重組的deauth幀發(fā)送到網(wǎng)卡，調(diào)用libpcap的pcap_inject函數(shù)，即可發(fā)送出去。

三、應(yīng)用

據(jù)《福布斯》網(wǎng)絡(luò)版報道，號稱“全球最大商用wifi網(wǎng)絡(luò)提供商”的ipass公司公布的數(shù)據(jù)顯示，中國的wifi數(shù)量位居全球第四，ipass預(yù)計，wifi熱點數(shù)量將快速增長，到2018年時全球熱點數(shù)量將達到3.4億個。隨著wifi網(wǎng)絡(luò)成為了主流的上網(wǎng)方式，公共wifi也成為了很多商家和黑客竊取手機用戶信息的工具，針對缺乏通信安全常識的廣大人們?nèi)罕?，我們通信技術(shù)人員能做的是最低限度地降低安全隱患，屏蔽掉有風(fēng)險的wifi熱點。

該發(fā)明可以運行在xp、linux和嵌入式的linux平臺，硬件設(shè)備需自帶無線網(wǎng)卡，或支持外接無線網(wǎng)卡，適用的終端對象包括帶無線網(wǎng)卡的普通電腦、筆記本電腦、平板電腦、手機等智能網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，用戶命令可以直接在web頁面或通過androidapk進行下發(fā)，操作簡單。該發(fā)明的無線網(wǎng)絡(luò)屏蔽方式不受時間地點的影響，獲取到ap和終端的對應(yīng)關(guān)系表后就可對該ap進行信號干擾操作，受干擾的終端用戶皆無法正常連接到ap，從而無法正常訪問互聯(lián)網(wǎng)。

不同于傳統(tǒng)的硬件頻率壓制方法，該系統(tǒng)的屏蔽方式對硬件要求不高，而且不會干擾到同頻率的其他無關(guān)ap，通過發(fā)送deauth包來阻止非法wifi正常訪問網(wǎng)絡(luò)，從而減少用戶信息泄露等安全問題，采用旁入手段，對非法wifi進行信號干擾屏蔽等操作，達到維護網(wǎng)絡(luò)安全的目的。