Wi-Fi Authentication Service version 2019Jan

ระบบการยืนยันตัวตนเข้าใช้งานเครือข่ายไร้สายแบบปลอดภัย(WPA/WPA2 Enterprise) ด้วยบัญชีผู้ใช้แบบรวมศูนย์บน Microsoft Windows Server Active Directory พร้อมทั้งการลงทะเบียนหมายเลข MAC Address แบบอัตโนมัติ: กรณีศึกษามหาวิทยาลัยเชียงใหม่ เวอร์ชันปรับปรุง 2562

ความเป็นมา

มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ได้ทำการให้บริการเครือข่ายไร้สายในชื่อ Jumbo-Net โดยแต่เดิมให้บริการชื่อจุดเชื่อมต่อ 3 จุดคือ Jumbo-Net, Jumbo-Secure และ Jumbo-Register ซึ่ง Jumbo-Register ใช้ในการลงทะเบียนอุปกรณ์เพื่อใช้งาน Jumbo-Secure ซึ่งใช้ระบบรักษาความปลอดภัยแบบ WPA/WPA2 Enterprise เพื่อสร้าง key และลงทะเบียน MAC Address ส่วน Jumbo-Net เป็นแบบเปิดและเข้าใช้งานด้วยการยืนยันตัวตนผ่านหน้าเว็บ(Web-based Authentication) ซึ่งไม่ค่อยมีความปลอดภัย

ปัญหาและแนวทางแก้ไข

เนื่องจากมหาวิทยาลัยเป็นสถานที่เปิดมีบุคคลทั่วไปเข้าออกเป็นจำนวนมากและในยุคที่ทุกคนต้องการการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตตลอดเวลาผ่านโทรศัพท์มือถือและอุปกรณ์ต่างๆ การใช้งานแบบ web-based authentication จึงไม่เหมาะสม และเกิดปัญหาคือ

อุปกรณ์จำนวนมากรวมถึงบุคคลภายนอกที่เข้ามาภายในมหาวิทยาลัย ได้ทำการ associate เข้ากับ SSID แต่ไม่ได้ทำการยืนยันตัวตน ทำให้อุปกรณ์เครือข่ายไร้สายต้องรับภาระงานเพิ่มขึ้นกระทบผู้ใช้ภายใน รวมถึงมีความเสียงด้านความปลอดภัยเนื่องจากไม่ได้เข้ารหัสสัญญาณ
อุปกรณ์ที่ต้องการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตประเภทโทรศัพท์มือถือหรือแท็บเล็ตไม่สะดวกต่อการเชื่อมต่อแบบ web-based authentication เหมาะกับ WPA มากกกว่า ระบบเดิมสามารถลงทะเบียน MAC address เพื่อใช้งานได้แค่อุปกรณ์เดียวซึ่งผู้ใช้มีอุปกรณ์หลายอุปกรณ์ที่ต้องการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตอยู่ตลอดเวลา

จึงมีแนวคิดยกเลิกการให้บริการแบบ web-based authentication และเพื่อให้ง่ายต่อการบริหารจัดการและประสบการณ์การใช้งานของผู้ใช้ที่ดีขึ้นจึงจำเป็นต้องให้ผู้ใช้บริการแบบ WPA ทั้งหมดและยืนยันตัวตนด้วยบัญชีผู้ใช้ CMU IT Account ซึ่งเป็นอีเมลของมหาวิทยาลัยฯ เพื่อให้เกิดเป็น Centralized Authentication ที่ใช้บัญชีเดียวกันกับทุกบริการ และสามารถควบคุมจำนวนอุปกรณ์ของผู้ใช้ได้จึงได้มีการเปลี่ยนแปลงการให้บริการโดยยกเลิก SSID Jumbo-Net เดิมที่เป็น web-based authentication และเปลี่ยนชื่อ SSID Jumbo-Secure มาเป็น @JumboPlus ซึ่งเป็น WPA-Enterprise และปรับปรุงเว็บไซต์ https://jumbo.cmu.ac.th ให้รองรับการลงทะเบียน MAC address โดยผู้ใช้งานสามารถลงทะเบียนใช้งานได้สูงสุด 5 อุปกรณ์หลังจากเปลี่ยนมาใช้งาน @JumboPlus และปิด Jumbo-Net ไปเมื่อต้นเดือนธันวาคม 2556 จะเห็นว่าภาระงานของหน่วยประมวลผลอุปกรณ์ควบคุมการทำงานเครือข่ายไร้สายลดลง

แต่การปิดระบบ web-based authentication ซึ่งผู้ใช้คุ้นเคย จะต้องเตรียมคู่มือไว้ให้พร้อมเนื่องจาก WPA นั้นต้องมีการตั้งค่าที่อุปกรณ์ก่อนในครั้งแรกซึ่งคู่มือและเครื่องมือในการช่วยตั้งค่าบนอุปกรณ์ต่างๆ ในระบบปฏิบัติต่างเช่น iOS, Android, Windows Phone, Windows XP, Windows Vista, Windows 7 , Windows 8 , OSX, Black Berry OS ก็ต้องเผยแพร่บนเว็บไซต์ให้ครบถ้วน

ปรับปรุง 2558

การแก้ปัญหาจาก web authentication มาเป็น WPA-Enterprise นั้นได้เกิดปัญหาเกี่ยวกับการใช้งานเพิ่มขึ้นมานั่นก็คือผู้ใช้งานต้องเข้าสู่ระบบทางเว็บไซต์เพื่อลงทะเบียน mac address ก่อน ซึ่งผู้ใช้ส่วนจะเกิดความสับสนไม่รู้ว่า mac address คืออะไร ทำให้ใช้งานไม่ได้ จึงต้องทำการปรับปรุงให้ระบบลงทะเบียน mac address ให้ผู้ใช้โดยอัตโนมัติ และผู้ใช้สามารถเข้าสู่ระบบเพื่อลบอุปกรณ์เดิมออกเมื่อจำนวนอุปกรณ์ครบกำหนดและต้องการใช้อุปกรณ์ใหม่

ปรับปรุง 2562

ทำการ update version ของ freeradius และ deploy application ผ่านเทคโนโลยี docker เพื่อให้ง่ายต่อการนำไปใช้งาน

บัญชีผู้ใช้ไอทีมหาวิทยาลัยเชียงใหม่(CMU IT Account)

มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ได้ใช้ Microsoft Windows Active Directory ในการจัดเก็บบัญชีผู้ใช้ซึ่งเป็นบัญชีเดียวกันกับอีเมลของบุคลากรและนักศึกษา การยืนยันตัวตนบนระบบเครือข่ายไร้สายก็ใช้บัญชี CMU IT Account โดย CMU IT Account จะมีเว็บไซต์ https://account.cmu.ac.th เป็นทั้ง Front-End สำหรับผู้ใช้ในการสร้างและจัดการบัญชี และ Back-End สำหรับผู้ดูแลระบบในการจัดการบัญชี บัญชีที่ถูกสร้างขึ้นจะได้รับกล่องข้อความอีเมลโดยอัตโนมัติ

Workshop

การเชื่อมต่อ

หลักการทำงาน

ติดตั้ง Active Directory และ Network Policy and Access Service บน Windows Server
deploy freeradius mysql ที่ตั้งค่าการตรวจสอบฐานข้อมูล MAC Address และลงทะเบียน MAC Address ของผู้ใช้ก่อนแบ่งภาระงานไปยืนยันตัวตนที่ NPS ผ่าน protocol radius ผ่าน docker
ทดลองใช้ Wi-Fi Client เชื่อมต่อ

ติดตั้ง Active Directory และ Network Policy and Access Service

Server Manager -> Add roles and features
จากนั้นกด Next 3 ครั้ง เลือก Active Directory Domain Services และ Network Policy and Access Services แล้วกด Next 4 ครั้งแล้วกด Install
เมื่อติดตั้งเสร็จให้คลิก Promote this server to a domain controller
เลือก Add a new forest ระบุ domain แล้วกด Next
กำหนดรหัสผ่านที่ใช้ใน mode กู้คืนแล้วกด Next ไปเรื่อย ๆ แล้วกด Install และรอระบบ restart

สร้าง self-sign Certificate

เปิด Powershell แล้วใช้คำสั่ง

New-SelfSignedCertificate -certstorelocation cert:\localmachine\my -dnsname wifi-auth.cnoc.cmu

กรณีที่ NPS มีหลายเครื่องจะต้อง export certificate นี้ไปติดตั้งที่เครื่องอื่น ๆ ด้วย วิธีการ export http://windowsitpro.com/blog/creating-self-signed-certificates-powershell

ตั้งค่า Network Policy and Access Service

เชื่อม NPS เข้ากับ Active Directory ที่ Server Manager เมนู Tools เลือก Network Policy Server คลิกขวาที่ NPS(Local) เลือก Register server in Active Directory
สร้าง Policy สำหรับการยืนยันตัวตนเลือก RADIUS server for 802.1X Wireless or Wired Connections จากนั้นกด Configure 802.1X

Type of 802.1X connections เลือกเป็น Secure Wireless Connections แล้วกด Next
ที่ Specify RADIUS Switch กด Add จากนั้นระบุค่า RADIUS Client ให้ตรงกับค่า Radius Proxy และกำหนดค่า Share Secret จากนั้นกด OK แล้ว Next
เลือก Type เป็น Microsoft: Protected EAP (PEAP) จากนั้นกด Configure

เลือก Certificate เป็น wifi-auth.cnoc.cmu แล้วกด OK แล้วกด Next 3 ครั้งแล้วกด Finish
สามารถแก้ไขการตั้งค่าต่างๆ ของ Policy ได้ที่ NPS -> Policy -> ชื่อ จากนั้นให้ดับเบิ้ลคลิกที่ชื่อ Policy

การตั้งค่าเงือนไขการเข้าใช้งานโดยยกเลิกประเภทของอุปกรณ์ปลายทางจากที่รับเฉพาะ 802.11 เป็นอุปกรณ์ใดๆ

การตั้งค่าให้รองรับการยืนตัวตนแบบไม่เข้ารหัสรหัสผ่านสำหรับใช้งานที่ไม่ใช่การยืนยันตัวตนแบบ PEAP