Redes Sem Fio (WEP, WPA, WPA2, WPA3)

1. Definição e Desafios

A segurança em redes sem fio (Wi-Fi) é uma das áreas mais sensíveis da segurança de redes, pois o meio físico (ar) é inerentemente compartilhado e acessível a qualquer pessoa dentro do alcance do sinal de rádio. Diferente das redes cabeadas, onde um atacante precisa de acesso físico ao cabo ou switch, em Wi-Fi basta estar próximo geograficamente para capturar quadros e tentar ataques.

Os padrões de segurança WEP, WPA, WPA2 e WPA3 representam a evolução histórica da criptografia em redes IEEE 802.11, cada um corrigindo vulnerabilidades do anterior. Os padrões são definidos pelo IEEE 802.11 (camada física/MAC) e pela Wi-Fi Alliance (certificação de interoperabilidade e security suites).

2. Linha do Tempo da Evolução

3. WEP (Wired Equivalent Privacy)

O WEP, definido na versão original do IEEE 802.11 (1997), foi a primeira tentativa de fornecer confidencialidade equivalente à rede cabeadas. Usa o algoritmo RC4 (stream cipher) com chave estática de 40 ou 104 bits compartilhada entre todos os dispositivos da rede.

Vulnerabilidades Críticas

• IV (Initialization Vector) de apenas 24 bits: espaço de 16 milhões de combinações. Em redes ativas, o IV se repete após ~5.000 pacotes (algumas horas), permitindo ataque estatístico.
• Ataque FMS (Fluhrer, Mantin, Shamir, 2001): recupera a chave WEP capturando ~10 milhões de pacotes (~10 min em rede ativa).
• Ataque PTW (Tews, Weinmann, Pyshkin, 2007): reduz a captura para ~85.000 pacotes (~1 minuto), quebrando WEP em segundos com aircrack-ng.
• Sem integridade forte: CRC-32 trivialmente manipulável.
• Sem proteção contra replay: permite injetar pacotes.

Status

WEP está totalmente obsoleto desde 2004 (RFC 3832-like, descontinuado pelo IEEE 802.11i) e proibido em conformidade PCI-DSS desde 2010. Ainda é encontrado em dispositivos legados (impressoras antigas, câmeras IP, roteadores antigos não atualizados), representando um risco grave.

4. WPA (Wi-Fi Protected Access)

O WPA foi lançado em 2003 como solução intermediária pela Wi-Fi Alliance, enquanto o IEEE finalizava o 802.11i (que viraria WPA2). Mantém o RC4 mas introduz o TKIP (Temporal Key Integrity Protocol).

Melhorias do TKIP

• Chave por pacote: mistura a chave mestra com o IV para gerar chave única por pacote (mitiga FMS).
• IV estendido para 48 bits: evita repetição rápida.
• MIC (Michael): adiciona integridade mais forte que CRC-32.
• Sequence counter: previne replay (descarta pacotes fora de ordem).

Limitações

• Ainda usa RC4 (problemático por design).
• Michael é fraco (ataques Beck-Tews em 2008 quebram MIC).
• Chave pré-compartilhada (PSK) vulnerável a dictionary attack se a passphrase for fraca.

Status

Depreciado formalmente em 2012. Não aceito pela Wi-Fi Alliance desde 2014. Ainda presente em roteadores antigos não atualizados.

5. WPA2 (IEEE 802.11i, 2004)

O WPA2 substituiu RC4/TKIP por AES-CCMP (Counter Mode with CBC-MAC Protocol), baseado no AES (FIPS 197). É o padrão dominante desde 2004 e ainda amplamente usado.

Características

• Algoritmo: AES-128 em modo CCMP (CTR para confidencialidade + CBC-MAC para integridade).
• 4-Way Handshake: protocolo que deriva chaves de sessão a partir da PMK (Pairwise Master Key).
• Modos de autenticação:
• WPA2-Personal (PSK): senha pré-compartilhada, derivada em PMK via PBKDF2-HMAC-SHA1 (4.096 iterações).
• WPA2-Enterprise (802.1X/EAP): autenticação por RADIUS, certificados ou credenciais corporativas. Cada usuário tem chave própria.

KRACK (Key Reinstallation Attack, 2017)

A vulnerabilidade CVE-2017-13077/13080/13081/13082/13084/13087/13088, descoberta por Mathy Vanhoef, explora a reinstalação da chave temporária durante o 4-way handshake quando o cliente retransmite mensagem 3. Permite descriptografar tráfego, forjar pacotes e (em alguns cenários) injetar dados.

Mitigação: patch de todos os clientes (Android, Linux, Windows, macOS). Roteadores também precisam de patch para evitar forjamento de pacotes em TKIP/GCMP. O WPA2 permanece seguro quando patched.

6. WPA3 (2018)

O WPA3 (Wi-Fi Alliance, janeiro 2018) substitui o WPA2 abordando suas fraquezas estruturais. Dois modos principais:

WPA3-Personal (SAE)

• Substitui a derivação PSK pelo SAE (Simultaneous Authentication of Equals), baseado no Dragonfly Key Exchange (RFC 7664).
• Forward secrecy: mesmo capturando o handshake e descobrindo a senha depois, tráfego gravado não pode ser descriptografado.
• Resistência a dictionary attack offline: o atacante precisa interagir com o AP para cada tentativa (permite rate-limiting), inviabilizando brute-force offline contra a passphrase.
• Mínimo 8 caracteres obrigatório em PSK-Enterprise.

WPA3-Enterprise (192-bit)

• Suíte criptográfica de 192 bits alinhada com CNSA (Commercial National Security Algorithm Suite) da NSA.
• AES-256-GCM-256 + SHA-384 + ECDH P-384.
• Indicado para ambientes governamentais, militares e altamente regulados.

OWE (Opportunistic Wireless Encryption, RFC 8110)

• Modo aberto (sem senha) que mesmo assim criptografa o tráfego via Diffie-Hellman unauthenticated.
• Substitui "Open Wi-Fi" inseguro (sem cripto) por rede criptografada sem autenticação.
• Útil em cafés, aeroportos, hotéis. Previne sniffing casual, não previne MITM ativo (sem autenticação).

7. Recursos Complementares de Segurança Wi-Fi

PMF (Protected Management Frames, IEEE 802.11w)

Criptografa quadros de gestão (deauth, dissociate) que antes eram em texto puro. Previne ataques de desautenticação forçada. Obrigatório em WPA3, opcional em WPA2.

Roaming Seguro

Outras Defesas

• Filtro MAC: permite apenas MACs na whitelist. Trivialmente dribável (atacante muda seu MAC). Defesa obscura, não segurança real.
• Ocultação SSID (Hidden SSID): esconde o nome da rede em beacons. Causa overhead em clients e é descoberta por probe requests. Defesa obscura, não recomendada pela Wi-Fi Alliance.
• WPS (Wi-Fi Protected Setup): PIN de 8 dígitos vulnerável a brute-force (Reaver, Bully). Desativar em todos os APs.
• Isolamento de clientes (AP isolation): impede que clientes Wi-Fi se comuniquem entre si. Útil em redes de hóspedes e públicas.

8. Ataques Comuns em Wi-Fi

9. Configuração Prática

Hostapd (Linux) — WPA3-Personal

interface=wlan0
ssid=RedeSeguraWPA3
wpa=2
wpa_key_mgmt=SAE WPA-PSK
wpa_pairwise=CCMP
rsn_pairwise=CCMP
sae_password=senha-forte-14-chars
ieee80211w=2          # PMF obrigatório
wpa_passphrase=senha-forte-14-chars

Cisco WLC — WPA3 Enterprise

config wlan security wpa wpa3 enable 1
config wlan security wpa wpa3 192-bit-mode enable 1
config wlan security pmf disable 1   ; ou mandatory para WPA3
config wlan security dot1x enable 1

Linux — Conectar com WPA3-SAE

# /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf
network={
    ssid="RedeSeguraWPA3"
    sae_password="senha-forte-14-chars"
    key_mgmt=SAE
    ieee80211w=2
}

10. Boas Práticas de Hardening

• Sempre WPA3 quando possível, fallback WPA2 (nunca WEP/WPA).
• Senhas fortes: ≥14 caracteres aleatórios em WPA2-Personal; impossibilita dictionary offline.
• PMF obrigatório em toda rede gerenciada.
• 802.1X + RADIUS em ambientes corporativos; cada usuário com credencial própria.
• Segmentação Wi-Fi: redes separadas (VLAN) para corporate, guest, IoT, BYOD.
• Desativar WPS em todos os APs.
• Atualizar firmware de APs e clientes (mitiga KRACK e outras).
• WIDS/WIPS em ambientes críticos.
• VPN sobre Wi-Fi público: nunca confiar em Wi-Fi aberto sem VPN.
• Rotação de passphrase em WPA2-Personal (ex.: trimestral) — mitigação pós-vazamento.
• Desativar administração via Wi-Fi (APs só admin via VLAN de gestão).
• Spectrum analysis periódico para detectar rogue APs e jammers.

11. Comparativo Final dos Padrões

12. Conclusão

A evolução de WEP para WPA3 reflete a lição fundamental de que a segurança depende de criptografia moderna comprovada (AES), protocolos de autenticação resistentes a ataques offline (SAE) e defesas complementares (PMF, segmentação, 802.1X). WEP e WPA estão quebrados e não devem mais existir em redes sérias. WPA2 permanece aceitável quando patched e com senha forte. WPA3 eleva o patamar ao eliminar ataques offline e garantir forward secrecy. Em ambientes corporativos, a combinação WPA3-Enterprise + 802.1X + PMF obrigatório + segmentação VLAN + WIDS representa o estado da arte em segurança Wi-Fi. Para redes públicas, OWE ou VPN obrigatória são o caminho. Ignorar esses princípios transforma o Wi-Fi — meio onipresente e impossível de isolar fisicamente — na porta de entrada mais fácil para atacantes na infraestrutura corporativa.