Segurança em redes sem fio Freqüências

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1 Segurança em redes sem fio Freqüências Carlos Lamb Fausto Levandoski Juliano Johann Berlitz Vagner Dias Universidade do Vale do Rio dos Sinos (UNISINOS) 16/08/2011

2 AGENDA INTRODUÇÃO ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO LARGURA DE BANDA ESPECTRO DE RADIOFREQÜÊNCIA BANDAS DE RADIOFREQÜÊNCIA PÚBLICAS FREQÜÊNCIA DE 2,4 GHZ FREQÜÊNCIA DE 5 GHZ SPREAD SPECTRUM FREQUENCY-HOPPING SPREAD-SPECTRUM (FHSS) DIRECT SEQUENCE SPREAD SPECTRUM (DSSS) ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING/MODULATION (OFDM) MIMO-OFDM PADRÕES BIBLIOGRAFIA 2

3 INTRODUÇÃO Ondas são: "Perturbação do meio caracterizada pelo transporte de energia e quantidade de movimento, sem o transporte de matéria." 3

4 Espectro Eletromagnético Quando os elétrons se movem no espaço, eles criam ondas eletromagnéticas que se propagam através do espaço livre, da atmosfera terrestre ou mesmo no vácuo; Essas ondas se propagam produzindo de oscilações. 4

5 Espectro Eletromagnético Princípio da comunicação sem fio Ao se ligar uma antena de tamanho apropriado a um circuito elétrico, ondas eletromagnéticas podem ser difundidas (broadcast) e recebidas por um receptor a alguma distância. Toda comunicação sem fio é baseada neste princípio; No vácuo, todas as ondas eletromagnéticas viajam em uma mesma velocidade, não importando qual é sua freqüência. Fonte: _uma_invasao_em_tempo_real.pdf& 5

6 Espectro Eletromagnético Relação fundamental lambda.f = c ou Ondas de 1 MHz têm em torno de 300 metros de comprimento de onda; E ondas com comprimento de onda de 1 cm têm freqüência de 30 GHz. 6

7 Espectro Eletromagnético O número de oscilações por segundo de uma onda eletromagnética é chamado sua freqüência, f, e é medida emhz(emhomenagemàheinrichhertz). 1 Hz corresponde a 1 ciclo por segundo; 60 Hz correspondem a 60 ciclos por segundo; A distância entre dois máximos consecutivos (ou dois mínimos) de uma onda eletromagnética é chamada seu comprimento de onda, o qual é denotado, universalmente por lambda. 7

8 Espectro Eletromagnético Rádio; Microondas; Infravermelho; Luz Visível; São as partes do espectro que podem ser usados para transmitir informação por modulação de amplitude, frequência ou fase das ondas. 8

9 Largura de Banda É a quantidade de informação que uma onda eletromagnética pode portar. É possível codificar poucos bits por Hz em baixas freqüências. Mas, com freqüências mais altas, por exemplo, 500 MHz, pode-se portar em um cabo, alguns gigabits/segundo. Largura de banda é a medida da faixa de freqüência, em hertz, de um sistema ou sinal. Em rádio comunicação ela corresponde a faixa de freqüência ocupada pelo sinal modulado. 9

10 Largura de Banda Para evitar o caos no uso das frequências, existem acordos nacionais e internacionais sobre quem obtém tais frequências. Se todo mundo deseja taxas de dados mais altas, todo mundo deseja mais spectrum. Aloca-se spectrum para rádio AM e FM, televisão, telefonia celular. Também para polícia, navegação marítima, operações militares e muitos outros usos. Bandas (Faixas) de Frequência Mundialmente, uma agência da ITU-R (WARC) faz este trabalho. Em 1991, na Espanha, a WARC alocou o spectrum para comunicações pessoais handheld. Comunicações pessoais nos USA, não trabalha como na Europa e Ásia. 10

11 Espectro de Radiofrequência É dividido em faixas, são intervalos reservados; Definido por convenções internacionais e agências reguladoras; Faixa é subdividida em freqüências menores; Essas freqüências menores são denominadas canais; Canais de transmissão em freqüências muito próximas podem causar interferências; 11

12 Bandas de Radiofrequências públicas A pelo menos três diferentes segmentos de radiofreqüência que podem ser usados sem a necessidade de obter licença da agencia reguladora governamental (no caso do Brasil ANATEL). Segmento reservado para uso industrial,científico e médico (Industrial, Scientific e Medical ISM) Podem ser usados de maneira irrestrita por qualquer aplicação que se adapte a umas dessas categorias: Mhz; 2,4 2,485 Ghz (2,4 a 2,5 Ghz no Brasil); 5,150 5,825 Ghz 12

13 Freqüência de 2,4 Ghz Frequência utilizada por uma vasta quantidade de equipamentos e serviços; É uma freqüência (Poluída) ou suja, isso porque ela também é utilizada por aparelhos de telefone sem fio, Bluetooth, forno de micro-ondas e pelos padrões b e g. 13

14 Freqüência de 5 GHZ No Brasil existem ainda outras faixas reservadas para ISM 24 24,25 GHZ 61 61,5 GHZ A faixa de 5 Ghz está reservada para uso militar, o que atualmente restringe a comercialização de produtos nessa faixa de freqüência. O alcance do sinal é comparativamente menor em relação ao das outras freqüências; 14

15 Freqüências Licenciadas Algumas soluções de redes sem fio optam por utilizar faixas de radiofreqüência menos sujeitas a interferência; E que tenham maior alcance; Para utilizar essas aplicações o fornecedor da solução deve requerer da agência reguladora autorização; Ex:. O padrão Wimax, utiliza uma faixa de 2 a 11 Ghze pode atingir 50 km a uma velocidade de 10 a 70mb; O serviço de telefonia móvel no padrão GSM utilizam faixa de 1,8 Ghz; Países como Canadá, México e Estados Unidos utilizam faixa de 1,9 Ghz. 15

16 Spread Spectrum Também chamada de espalhamento espectral; Distribui o sinal por toda a faixa de freqüência de maneira uniforme; Desenvolvida para uso militar; Sua técnica consiste em codificar e modificar o sinal executando seu espalhamento no espectro de RF; 16

17 Spread Spectrum Possibilitou a transmissão de dados via rádio com alta confiabilidade e com taxas de transmissão cada vez maiores; Garante uma maior integridade às informações, porém consumindo uma quantidade maior de banda, comparando com os métodos de modulação digital tradicionais. 17

18 Frequency-Hopping Spread-Spectrum (FHSS) O FHSS trabalha na freqüência de 2,4 Ghz estando dividida em 75 canais, fazendo com que a informação seja enviada através de todos os canais numa seqüência pseudo-aleatória, onde a freqüência se altera dando saltos durante a transmissão, seguindo um padrão que é conhecido pelo transmissor e o receptor, que uma vez sincronizados acabam estabelecendo um canal lógico. Esse sinal somente vai ser recebido por quem conhecer a seqüência de saltos enquanto para os demais, irá aparecer como um ruído. 18

19 Frequency-Hopping Spread-Spectrum (FHSS) Limita-se a velocidade de transmissão a 2 Mbps; A área de cobertura depende do ambiente, obstáculos existentes e, principalmente, da antena; Em geral, em ambientes abertos atingem-se uma área de cobertura de aproximadamente 300 metros e, em ambientes fechados, de 120 metros. 19

20 Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) O DSSS utiliza uma técnica denominada code chips, que consiste em separar cada bit de dados em 11 subbits, que são enviados de forma redundante por um mesmo canal em diferentes freqüências, tendo a banda, de 2,4 Ghz, dividida em três canais. Em razão da utilização de uma grande largura de banda para transmissão, os sistemas em DSSS dispõem de poucos canais dentro da banda. Estes canais são totalmente separados de forma a não gerar interferência entre eles. 20

21 Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) Capacidade de transmissão pode chegar a 11 Mbps; A área de cobertura depende do ambiente, obstáculos existentes e, principalmente, da antena; Em geral, em ambientes abertos atingem-se uma área de cobertura de aproximadamente 300 metros e, em ambientes fechados, de 120 metros; As transmissões feitas em FHSS e DSSS são incompatíveis entre si. 21

22 Orthogonal Frequency Division Multiplexing/Modulation (OFDM) O OFDM não é uma técnica de multiplexação como a FDM (multiplexação por divisão de freqüência) ou TDM (por divisão de tempo), que possuem como característica, a agregação de sinais diferentes para serem transmitidos por um mesmo meio. O método de transmissão OFDM consiste em dividir um canal de transmissão em subcanais utilizando um canal de freqüência de espectro que é dividido em vários subcanais que possuem menores freqüências. 22

23 Orthogonal Frequency Division Multiplexing/Modulation (OFDM) Esses canais são multiplexados formando um sinal maior, mais otimizado, mais veloz e com menos problemas de interferência e distorção, além de gerar uma economia significativa de banda comparada com a técnica FDM tradicional: 23

24 MIMO-OFDM A tecnologia MIMO (Multiple Input Multiple Output) utiliza a modulação OFDM para transmissão e recepção através de múltiplas antenas, proporcionando um melhor desempenho. Com a união das duas técnicas, quando dois transmissores e dois ou mais receptores são usados, dois canais de transmissão podem ser transmitidos duplicando a taxa de transferência de dados, além de aumentar a distância entre os equipamentos. 24

25 Padrões a b g n Bluetooth Freqüência 5 GHz 2.4 GHz 2.4 GHz 2.4 GHz / 5 Ghz Modulação OFDM DSSS OFDM MIMO- OFDM 2.4 GHz FHSS 25

26 BIBLIOGRAFIA [1] Rufino, Nelson Murilo de O. Segurança em Redes sem Fio. Novatec [2] Regulação do Espectro de Radiofreqüências: Análise Técnica do Modelo Brasileiro. Acessado em 12/08/ [3] Tellini, Fábio Luiz. Segurança e Vulnerabilidade em Redes Sem Fio de Terceira Geração. Universidade Estadual de Londrina [4] Altamirano, Gabriel J. Vasquez. Segurança em Redes sem Fio. Universidade Estadual de Londrina [5] Cozer, Fábio Luiz. Segurança Redes sem Fio. Faculdade de Jaguariúna [6] Fundamentos de Wireless LAN. Acessado em 15/08/ [7] Fundamentos em Redes sem Fio. Acessado em 10/08/ s-de-redes-sem-fio.ppt 26

27 OBRIGADO? 27

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