STUDI KASUS CELAH KEAMANAN PADA JARINGAN (1)

STUDI KASUS CELAH KEAMANAN PADA JARINGAN NIRKABEL
YANG MENERAPKAN WEP (WIRED EQUIVALENT PRIVACY)
M. Agung Nugroho, S. Kom1
1. STMIK AMIKOM Yogyakarta
Jl. Ringroad Utara, Condong catur, Depok, Sleman, Yogyakarta
Email : nugroho.agung.m@gmail.com

ABSTRACT
The growing popularity of wireless causing the emergence of security issues in wireless networks. The attack on
the wireless network have been improved. The hackers have some method attack, Such as wardriving
(footprinting), packet sniffing, packet injection, and cracking WEP. This attack is also the author use to conduct
audits. The author did an audit of wireless network that uses WEP, using three weaknesses, the keystream reuse,
derived from the failure of management IV; numerical limitation on 24-bit IV, which produces the value of
16,777,216; WEP protocol weakness that can not replay and filtering the sent packet. As the consequences of
audit, the author has taken some measurements to minimize the attack with access control or restrictions on the
MAC address and IP address, ARP filtering, WDS (Wireless Distribution System), Captive Portal. In accordance
with this condition, administrators and users must leave the WEP security method and switch to using the latest
security methods such as WPA and 802.1x.
Keywords: WEP, wireless security, WEP Cracking, Wireless Hacking.

ABSTRAK

Dengan semakin berkembang dan populernya jaringan nirkabel, menyebabkan munculnya isu-isu keamanan
pada jaringan nirkabel. Serangan terhadap jaringan nirkabel pun berkembang. Penyerangan yang dilakukan
oleh hacker sangat bervariasi, mulai dari wardriving (footprinting), Sniffing packet, packet injection sampai
cracking WEP. Serangan ini juga yang penulis gunakan untuk melakukan audit. Penulis melakukan audit
terhadap jaringan nirkabel yang menerapkan WEP, dengan memanfaatkan tiga kelemahan, yaitu keystream
reuse, berasal dari kesalahan managemen IV ; Keterbatasan numerical 24-bit pada IV, yang menghasilkan nilai
16.777.216 ; Kelemahan pada protokol WEP yaitu tidak dapat memfilter replay paket yang dikirimkan. Dari
audit tersebut, penulis melakukan langkah antisipasi untuk mengurangi resiko penyerangan dengan
menggunakan access control atau melakukan pembatasan terhadap MAC address dan IP address, filtering ARP,
WDS (Wireless Distribution System), Captive Portal. Diharapkan para administrator dan pengguna mulai
meninggalkan metode keamanan WEP dan beralih menggunakan metode keamanan terkini seperti WPA dan
802.1x.
Kata kunci: WEP, Keamanan jaringan nirkabel, WEP Cracking, Wireless Hacking.

1. PENDAHULUAN
Kemudahan pada jaringan nirkabel (wireless Local
Area
Network)
menyebabkan
permasalahan

keamanan baru yang tidak pernah ada pada jaringan
kabel. Dengan koneksi ke jaringan tanpa
menggunakan kabel, secara tidak langsung lalu
lintas (traffic) data akan dilewatkan melalui udara
dan memungkinkan setiap orang untuk mengambil
data yang lewat (Sniffing) dan melakukan decoding
pada data tersebut.
Pada tahun 2001, salah satu grup riset di University
of California, Berkeley, mengeluarkan sebuah paper
yang menemukan celah keamanan pada mekanisme
keamanan 802.11 Wired Equivalent Privacy (WEP).
Mekanisme ini didekripsikan pada dokumen standart
802.11. Penelitian yang dilakukan oleh Scot Fluhrer,
Istik Martin, Adi Shamir berjudul “Weaknesses in
the Key Scheduling Algorithm of RC4”. Fluhrer,
Mantin, dan Shamir menjelaskan serangan
menggunakan
passive
ciphertext
untuk

melumpuhkan metode enkripsi RC4 yang digunakan
oleh WEP [1]. Eksploitasi serangan ini
menggunakan IVs yang ada pada RC4 stream
chiper dan serangan ini dikenal dengan FMS
(Fluhrer-Mantin-Shamir).
Pada tahun yang sama, Nikita barisov (UC
Berkeley), David Wagner (UC Berkeley), dan Ian
Goldberg (Zero-Knowledge System) melakukan
sebuah
pembuktian
atas
penelitian
FMS.
Berdasarkan penelitian Berkeley tersebut [2],
penggunaan 24-bit IV pada enkripsi WEP tidaklah
cukup, karena IVs dan keystream yang digunakan
kembali akan menyebabkan collision yang
berdampak pada duplikasi IV.
Penelitian penulis adalah melakukan pembuktian

terhadap kedua teori diatas. Dengan berdasarkan
metode mereka, penulis berusaha menggunakan
tool-tool open source yang digunakan untuk
cracking WEP, yaitu airsnort dan aircrack.

Kemudian menerapkan penyerangan FMS dengan
airsnort dan mengembangkan penyerangan tersebut
dengan aircrack. Tujuan dari pengembangan
serangan FMS, adalah untuk mempercepat cracking
WEP, sehingga hacker dapat merebut akses jaringan
nirkabel dalam waktu yang singkat. Barulah
kemudian penulis melakukan beberapa langkah
solusi untuk mengurangi
resiko terhadap
penyerangan tersebut.

Spesifikasi

Spesifikasi

Laptop

Dari penelitian, administrator dapat melakukan
analisa dan kemudian membuat solusi untuk
mengurangi resiko penyerangan tersebut. Dan
Informasi mengenai celah keamanan pada WEP
dapat menjadi pertimbangan bagi para administrator
untuk mulai melakukan antisipasi.

Processor

Intel Pentium III (Coppermine)
600 Mhz

Memori

256 MB

VGA

CyberBlade XP 16 MB

Hardisk

10 GB

2. MODEL, ANALISA, DESAIN, DAN
IMPLEMENTASI

PCMCIA Slot

2 buah

Wireless
Adapter

Dell True Mobile 1300

Penelitian ini bertujuan untuk menunjukkan celah
keamanan pada jaringan nirkabel yang disebabkan

oleh metode enkripsi WEP yang dilakukan dengan
cara melakukan audit pada jaringan tersebut. Untuk
itu, dalam mencari solusi dan penanganan celah
keamanan tersebut perlu ditetapkan sampel yang
dapat digunakan untuk menganalisa, menguji dan
mengambil sebuah keputusan juga untuk pembuatan
laporan penelitian.

2.1. Objek Penelitian
Pada penelitian ini yang akan dijadikan sebagai
objek penelitian adalah celah keamanan pada WEP.
Adapun jaringan yang menjadi objek memiliki
sistem ekripsi WEP 64-bit, Open System dan
menggunakan server DHCP. Pada objek inilah
penulis akan menerapkan beberapa metode
penyerangan yang dilakukan oleh kebanyakan
hacker. Untuk melakukan pengujian terhadap celah
keamanan WEP tersebut, penulis menggunakan tool
open source seperti kismet, airsnort, airodump,
aireplay dan aircrack

Laptop

PCMCIA Slot

2 buah

Wireless
Adapter

Atheros 5001EG

Tabel 2. Spesifikasi komputer klien target

2.3. Infrastruktur Jaringan
Infrastruktur jaringan yang digunakan untuk
penelitian, menggunakan model BSS, karena untuk
melakukan
audit
diperlukan

beberapa
komputer/laptop klien yang terkoneksi pada sebuah
AP dan laptop penulis dalam posisi sebagai hacker.
Pada setiap klien menggunakan wireless card,
sementara pada laptop penulis menggunakan 2
PCMCIA Card yang berchipset atheros [3], yaitu;
SMC WCB-G dan SMC WCBT-G. access point
yang digunakan adalah Compex WP11B+ sebagai
target.

2.2. Alat Penelitian
Untuk melakukan audit pada jaringan nirkabel
minimal diperlukan 1 buah laptop yang berfungsi
sebagai WEP cracking dan sniffing packet pada
jaringan nirkabel. Spesifikasi laptop yang akan
digunakan dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 1. Spesifikasi komputer penyerang (hacker)
Spesifikasi

Laptop

Processor

Intel Pentium III (Coppermine)
900 Mhz

Memori

384 MB

VGA

CyberBlade XP 16 MB

Hardisk

20 GB

Gambar 1. Topologi jaringan nirkabel dan skenario
penyerangan

2.4. Langkah-langkah Pengujian

Dalam pengujian ini, penulis akan menyembunyikan
beberapa informasi penting. Hal ini dimaksudkan
untuk menjaga kerahasiaan dari perusahaan tempat
penulis melakukan penelitian

3. HASIL DAN DISKUSI
Pada tahap ini adalah hasil dari tahap pengujian dan
analisa dari serangan yang dilakukan hacker untuk
mendapatkan akses ke jaringan nirkabel yang
menerapkan WEP. Aplikasi yang digunakan adalah
kismet, airodump, aireplay, aircrack dan airsnort.
Dalam analisa ini akan dibahas mengenai jumlah
paket, Jumlah Initialization Vector (IV), dan waktu
cracking yang diperlukan untuk mendapatkan akses
ke jaringan nirkabel. Sehingga dari hasil pengujian
dan analisa tersebut dapat menghasilkan sebuah
kesimpulan.

3.1. Footprinting
Gambar 2. Proses WEP cracking jaringan nirkabel
Dalam Proses cracking ini, penulis menggunakan 2
buah wireless card PCMCIA. wireless card ke-1
atau ath0 penulis gunakan untuk proses cracking
WEP, dan wireless card ke-2 atau ath1 penulis
gunakan untuk proses packet injection yang
berfungsi untuk mempercepat proses cracking.
Penulis melakukan langkah-langkah cracking yang
terbagi menjadi 4 tahap :
a) Footprinting
Berupa pengumpulan informasi pada
jaringan nirkabel yang akan dihack,
informasi tersebut berupa SSID, channel,
metode enkripsi, jumlah user, dsb. Tool
atau aplikasi yang penulis gunakan
adalah kismet.
b) Sniffing packet
Berupa pengumpulan jumlah paket data
yang terenkripsi WEP. Paket data
menyimpan IV yang kemudian akan
digunakan dalam proses cracking. Tool
atau aplikasi yang penulis gunakan
adalah airodump
c) Cracking WEP
Berupa proses cracking WEP key, namun
proses ini hanya berjalan jika jumlah
paket yang dibutuhkan sudah mencukupi
300.000+ IV untuk enkripsi WEP 64-bit
dan 1.000.000+ untuk enkripsi WEP 128bit. Tool atau aplikasi yang penulis
gunakan adalah aircrack.
d) Packet injection
Proses ini digunakan untuk mempercepat
proses Sniffing, namun berakibat pada
penuhnya traffic jaringan tersebut dan
mengakibatkan jenis serangan lain yaitu
Denial of Service attack. Tool atau
aplikasi yang penulis gunakan adalah
aireplay.

Gambar 3. Hasil footprinting.
Kismet merupakan pasive monitoring, sehingga
klien atau penyerang menggunakan kismet hanya
untuk menangkap informasi pada access point.
Maksudnya kismet akan memberikan instruksi pada
wireless card untuk mendengarkan semua channel
yang ada dan menangkap semua informasi yang
terdapat pada access point. Dengan demikian
penyerang tidak perlu melakukan probe request
yang mengakibatkan administrator mengetahui
keberadaan penyerang. Informasi IP address dan
MAC address yang didapat dari kismet
menggunakan protokol ARP

3.2. Pembuktian Celah keamanan WEP
Salah satu potensi keystream reuse berasal dari
kesalahan managemen IV. Karena secret key, k,
sangat jarang berubah, menyebabkan IV sering
digunakan berulang kali dan berpengaruh juga pada
keystream. Karena IV di publik, duplikasi IV sangat
mudah di deteksi oleh hacker. Penggunaan IV yang
berulang kali ini disebut dengan collisions.

Sementara itu, kebanyakan dari PCMCIA card dapat
mereset kembali nilai IV menjadi 0 setiap kali
melakukan re-initialized, dan kemudian mengubah
nilai tersebut menjadi 1 ketika melakukan
pengiriman paket. PCMCIA card akan melakukan
re-initialized setiap kali dimasukkan pada laptop.
Hal ini menyebabkan keystream reuse. Struktur RC4
mengandung dua bagian yaitu KSA (Key Scheduling
Algoritma) dan PRGA (Pseudo Random Generation
Algorithm ). Dalam WEP, KSA menggunakan
enkripsi 64-bit (40-bit secret key + 24-bit IV) atau
pada enkripsi 128-bit (104-bit secret key + 24-bit).
Jika diasumsikan maka untuk mengumpulkan
seluruh paket yang mengandung IV dibutuhkan
waktu sekitar 5 jam.
Berikut penjelasan dari asumsi tersebut :
Nilai 24-bit mengandung 224 atau 16,777,216.
Misalkan jaringan menggunakan bandwidth 11
Mbps dan secara tetap paket yang terkirim 1500byte paket serta IV yang digunakan kembali (setelah
terjadi IV collision) maka waktu yang dibutuhkan
untuk menggunakan semua IV adalah :
11 Mbps ÷ (1,500 bytes per packet × 8 bits per byte)
= 916.67 p/s
16,777,216 IVs ÷ 916.67 packets/second =
18,302.41745 seconds
18,302.41745 seconds × 60 seconds per menit × 60
menit per jam = 5.0840048 jam untuk menggunakan
semua IV
Dengan demikian secara normal metode FMS dan
membutuhkan waktu pembobolan selama 5 jam
(masih dalam asumsi dan belum dilakukan
pembuktian praktis).

3.3. Penyerangan dengan metode FMS

dilakukan dengan mengumpulkan sejumlah paket
secara pasive dengan cara Sniffing, penyerang
memiliki kemungkinan untuk mendapatkan secret
key tersebut. Semakin banyak jumlah IV (dalam
kasus ini weak IV) yang dikumpulkan, maka waktu
yang diperlukan untuk mendapatkan secret key
semakin cepat.
Pada tabel 3, penulis melakukan percobaan
menggunakan airsnort, untuk proses cracking WEP
64-bit dengan metode FMS dibutuhkan rata-rata
paket sebanyak 1.000.000 – 2.000.000 yang
mengandung weak IV dan waktu yang diperlukan
untuk proses cracking ditentukan berdasarkan
jumlah IV yang terkumpul pada paket data tersebut.
Dan untuk mengumpulkan semua IV dan cracking
tersebut diperlukan waktu rata-rata 2 - 5 jam.
Karena lamanya waktu yang dibutuhkan untuk
melakukan proses cracking ini, maka penulis
melakukan cracking WEP secara aktif dengan
menggunakan
tool
(aircrack)
yang
juga
memanfaatkan cara kerja yang sama dengan airsnort,
namun juga memiliki fitur tambahan untuk
melakukan packet injection (aireplay).

3.4. Pengembangan dari penyerangan
metode FMS
Penyerangan ini merupakan percobaan yang
dilakukan oleh penulis. Walaupun menggunakan
metode yang sama, yaitu dengan mengumpulkan
paket yang mengandung IV, penyerangan ini
menggunakan metode tambahan yang disebut
dengan packet injection. packet injection ini
digunakan untuk mempercepat proses Sniffing dan
cracking dan juga dapat menyebabkan penyerangan
metode lain yaitu Denial of Service (DoS).

Penyerangan FMS dilakukan dengan mengumpulkan
sejumlah paket yang mengandung IV. Untuk
membuktikannya penulis menggunakan tool airsnort
yang berfungsi melakukan Sniffing, sekaligus
cracking WEP. Berikut perincian waktu cracking
dari percobaan penulis dengan menggunakan
beberapa sampel.

Pada percobaan ini, penulis menggunakan tool
aircrack, alasannya karena tool airsnort tidak
mendukung metode packet injection. Aircrack
sendiri telah menyediakan beberapa paket tool untuk
membantu proses ini, seperti airodump (digunakan
untuk Sniffing packet) dan aireplay (digunakan
untuk melakukan packet injection).

Tabel 3.Percobaan penyerangan metode FMS pada
WEP 64-bit

3.4.1. Sniffing packet

Percobaan Paket Data

IV

Waktu
cracking

1

1.288.219

1.055.663 04:20:01

2

1.414.196

1.293.506 02:47:14

3

2.143.244

1.676.566 02:15:09

Ketika RC4 digunakan dengan initialization vector
(IV) kemudian ditambahkan dengan secret key, nilai
IV ternyata menghasilkan weak IV. Proses ini

Gambar 4. Hasil Sniffing dengan airodump
Dari hasil diatas, # Data merupakan jumlah IV yang
terkumpul dari semua STATION. Jumlah IV yang
terkumpul adalah 492684. Dan masing-masing
STATION
mengirimkan
paket,
dan
akan
diakumulasi pada field packets. Field packets inilah
yang nantinya akan terus bertambah dan
berpengaruh pada jumlah IV yang didapat.
Kecepatan proses cracking tergantung dengan
jumlah IV yang berhasil di Sniffing oleh tool ini,
semakin banyak jumlah IV yang terkumpul, maka
semakin cepat proses cracking. Untuk mengatasi
masalah waktu ini, penulis melakukan teknik packet
injection pada salah satu atau lebih STATION
sehingga dapat mempercepat pengumpulan IV yang
dibutuhkan.

3.4.2. Packet injection

Gambar 6. Hasil cracking dengan mengembangkan
metode FMS
Dengan memanfaatkan packet injection
pada aireplay, penulis kemudian mendata waktu
cracking yang diperoleh kedalam tabel berikut:
Tabel
4.
Percobaan
penyerangan
dengan
mengembangkan metode FMS pada WEP 64-bit

Gambar 5. Hasil packet injection menggunakan
aireplay
Packet injection merupakan salah satu cara untuk
mempercepat proses cracking. Dengan mengirimkan
sejumlah paket ARP pada AP maka AP akan
mengirimkan
kembali
ARP
tersebut.
AP
mengirimkan informasi secara broadcast dengan
memanfaatkan protokol ARP. ARP merupakan
broadcast protokol, dalam protokol ARP terdapat
informasi IP yang kemudian di broadcast pada
seluruh mesin pada jaringan. ARP digunakan oleh
host pada jaringan untuk melakukan resolve IP
address Media Access Control (MAC) address.
Maka ARP merupakan kandidat yang tepat untuk
melakukan packet injection atau ARP replay. ARP
sangat diperlukan pada ethernet, sehingga protokol
ARP tidak akan diblok oleh firewall. Jika ARP
request diblok maka host tidak akan dapat
menemukan komputer lain pada jaringan, serta tidak
dapat terkoneksi.

3.4.3. Cracking WEP

Percobaan Paket Data

IV

Waktu

1

491.774

491.774

01:03:09

2

684.992

684.992

00:47:20

3

978.633

978.633

00:35:02

Karena Kelemahan pada penyerangan sebelumnya
adalah bagaimana merecover keystream dan
mempercepat pengumpulan weak IV. Ketika jaringan
menggunakan 224 keystream, maka dibutuhkan 16 M
yang mengandung pasangan plaintext dan
chipertext, untuk mendapatkannya maka dibutuhkan
waktu yang cukup lama. Untuk merecover 1 byte
keystream dibutuhkan 256 paket yang dikirimkan [4,
5]. Salah satu mempercepat pengumpulan weak IV
adalah mengirimkan replay paket WEP. WEP tidak
memiliki perlindungan terhadap replay paket. Hal ini
disebabkan Protokol WEP tidak memiliki format
pada pesan authentikasinya. Sehingga dapat
dimungkinkan pesan di replay atau mengirimkan
kembali pesan tersebut walaupun tidak dimodifikasi
[3]. Ketika replay dilakukan oleh penyerang akan
menyebabkan peningkatan yang signifikan pada
jumlah paket yang dikirimkan dan dimungkinkan
terjadinya denial of service.
Dalam kasus penyerangan ini, proses WEP cracking
menggunakan aircrack dibutuhkan rata-rata 300.000
– 1.000.000 paket yang mengandung weak IV dan
dikumpulkan dengan cara Sniffing (menggunakan
airodump). Penulis menemukan cara untuk
mempercepat proses ini dengan cara mengirimkan
replay paket menggunakan protokol ARP. Dengan
proses ini rata-rata paket yang terkirim dengan
menggunakan ARP replay adalah 350 p/s. Maka
terjadi peningkatan yang signifikan pada klien,

dimana penulis menggunakan aireplay untuk
melakukan packet injection pada 3 klien jaringan
tersebut.
Namun metode packet injection ini menyisakan
beberapa masalah : pertama, tidak semua paket
replayable (tidak merespon) sehingga tidak dapat
mempercepat proses Sniffing. Kedua, mengirimkan
dan menerima paket dengan menggunakan wireless
card yang sama tidak selamanya reliable. Sehingga
metode packet injection tersebut baru bisa berhasil
jika penulis menggunakan 2 wireless card sekaligus,
wireless
card
pertama
digunakan
untuk
mengirimkan paket, dan yang lain digunakan untuk
Sniffing.
4. KESIMPULAN
Dalam penelitian ini penulis telah berhasil
membuktikan celah keamanan pada jaringan
nirkabel yang menerapkan WEP. Beberapa celah
keamanan WEP yang penulis manfaatkan yaitu:
a)

Keystream reuse, berasal dari kesalahan
managemen IV. Karena secret key, k, sangat
jarang berubah, menyebabkan IV sering
digunakan berulang kali dan berpengaruh
juga pada keystream. Karena IV di publik,
duplikasi IV sangat mudah di deteksi oleh
hacker. Penggunaan IV yang berulang kali
ini disebut dengan collisions. Dengan
demikian,
hacker
hanya
perlu
mengumpulkan
sejumlah
IV untuk
mendapatkan secret key WEP.
b) Keterbatasan numerical 24-bit pada IV,
yang menghasilkan nilai 16.777.216,
dimana untuk mengumpulkan jumlah ini
diperlukan waktu sekitar 5 jam. Namun
dalam
prakteknya
menulis
bisa
mengumpulkan dalam waktu 30 menit,
dengan cara mempercepat proses sniffing
menggunakan metode packet injection.
c) Terdapat kelemahan pada protokol WEP
yaitu tidak dapat memfilter replay paket
yang
dikirimkan.
Sehingga
dapat
dimungkinkan pesan di replay atau
mengirimkan kembali pesan tersebut
walaupun tidak dimodifikasi. Kelemahan
inilah yang menyebabkan terjadinya
metode packet injection, karena dengan
memanfaatkan fungsi protokol ARP, hacker
dapat
dengan
mudah
melakukan
pengiriman paket ke AP. Kemudian AP
akan mereplay paket tersebut.
d) Selain itu penulis juga menyimpulkan kasus

seperti packet injection hanya powerfull
jika jaringan tersebut terkoneksi internet,
karena jumlah paket data yang dikirimkan
oleh klien akan lebih cepat dan besar
melalui jaringan yang di NAT.
Dengan mengetahui kelemahan-kelemahan tersebut,
penulis mempunyai solusi untuk mengurangi resiko
kerusakan terhadap serangan tersebut, yaitu :
a) Menggunakan
access
control
atau
melakukan pembatasan terhadap MAC
address dan IP address.
b) Menggunakan tool ebtables dan arp tables
untuk
mengatasi
packet
injection
menggunakan ARP.
c) Menerapkan WDS (Wireless Distribution
System)
d) Penggunaan Captive Portal
Saran-saran diatas hanya bersifat mengurangi resiko,
karena terdapat pengembangan serangan lain yang
tidak dapat di tangani oleh solusi tersebut, seperti
kemungkinan MAC spoofing dan IP spoofing
pada DHCP server, kelemahan authentikasi yang
tidak terenkripsi pada captive portal seperti NoCat,
dan kemungkinan jenis penyerangan lain. Sejauh ini
yang dapat secara maksimal menutupi kekurangan
terhadap penyerangan adalah penggunaan server
RADIUS, atau akan lebih maksimal jika
mengkombinasikan seluruh solusi yang ada.
6. DAFTAR PUSTAKA
[1]. Nikita Borisov, Ian Goldberg, David Wagner,
Intercepting Mobile Communications: The
Insecurity of 802.11, March 3, 2001. Tersedia
pada
http://www.isaac.cs.berkeley.edu/isaac/wepdraft.pdf.
[2]. Scott Fluhrer, Itsik Mantin, Adi Shamir,
Weaknesses in the Key Scheduling Algorithm of
RC4,
August
2001.
Tersedia
pada
http://online.securityfocus.com/data/library/rc4
_ksaproc.pdf.
[3]. Atheros Communications. Atheros chipset.
http://atheros.com
[4]. KoreK. chopchop (Experimental WEP attacks),
2004.
Tersedia
pada
http://www.netstumbler.org/showthread.php?
t=12489.
[5]. W. A. Arbaugh. An Inductive Chosen Plaintext
Attack Against WEP and WEP2, 2001.