IEEE 802.11r-2008

IEEE 802.11r-2008または高速 BSS 遷移( FT ) は、 IEEE 802.11標準の修正であり、移動中のワイヤレス デバイス上で継続的な接続を可能にし、ある基本サービス セット(BSS と略され、ベース ステーションまたは口語的にはアクセス ポイントとも呼ばれる) から別の基本サービス セットへのクライアントの高速かつ安全な遷移がほぼシームレスに実行されます。2008 年 7 月 15 日に公開されました。IEEE 802.11r-2008 は 802.11-2012 に統合されました。^[1]ハンドオフやローミングという用語はよく使用されますが、802.11 遷移は、プロセスがベース ステーションによって調整され、通常は中断されない、セルラーの意味での真のハンドオフ/ローミング プロセスではありません。

802.11 は一般にWi-Fiと呼ばれ、ワイヤレス ローカル エリア通信に広く使用されています。導入されている実装の多くは有効範囲が数十メートルしかないため、通信を維持するために、この規格を使用する移動中のデバイスはアクセス ポイント間を移動する必要があります。自動車環境では、5 ～ 10 秒ごとに簡単に移動が必要になる可能性があります。

移行は、既存の標準ですでにサポートされています。移行の基本的なアーキテクチャは、802.11r の有無にかかわらず 802.11 で同じです。クライアント デバイス (ステーションまたはSTAと呼ばれる) は、いつ移行するか、どの BSS に移行するかを完全に決定します。802.11 の初期の頃は、移行はクライアント デバイスにとってはるかに簡単なタスクでした。デバイスが新しい BSS との接続を確立するために必要なメッセージは 4 つだけでした (クライアントが古いアクセス ポイントに送信できるオプションの「退出します」メッセージ (認証解除および関連付け解除フレーム) を数えると 5 つ)。ただし、802.1X認証を備えた802.11i、アドミッション コントロール要求を備えた802.11e (QoS) またはワイヤレス マルチメディア拡張機能(WMM) などの追加機能が標準に追加されたため、必要なメッセージの数は大幅に増加しました。これらの追加メッセージが交換されている間、音声通話を含むモバイルデバイスのトラフィックは処理できず、ユーザーが経験する損失は数秒に達する可能性があります。^[2]一般に、エッジネットワークが音声通話に導入する遅延または損失の最大量は50ミリ秒です。

802.11r は、セキュリティとサービス品質によって移行プロセスに加わった負担を解消し、移行プロセスを元の 4 つのメッセージ交換に戻すために開始されました。この方法では、移行の問題は解消されませんが、少なくとも以前の状態に戻ります。

802.11r 規格で現在想定されている主な用途は、標準のセルラー ネットワークの代わりに (またはそれに加えて) ワイヤレス インターネット ネットワークで動作するように設計された携帯電話を介したVoice over IP (VOIP) です。

IEEE 802.11r は、セキュリティ キー ネゴシエーション プロトコルを再定義することでアクセス ポイント間の高速な基本サービス セット(BSS) 遷移を指定し、ネゴシエーションとワイヤレス リソースの要求 ( RSVPに似ていますが、 802.11eで定義されています) の両方を並行して実行できるようにします。

802.11iのキー ネゴシエーション プロトコルでは、 802.1Xベースの認証の場合、クライアントは移行のたびにRADIUSまたは拡張認証プロトコル(EAP) をサポートするその他の認証サーバーとキーを再ネゴシエートする必要があると規定されています。これは時間のかかるプロセスです。解決策は、サーバーから取得したキーの一部をワイヤレス ネットワークにキャッシュできるようにすることです。これにより、将来の接続の相当数がキャッシュされたキーに基づいて行われるようになり、802.1X プロセスが回避されます。現在、802.11i に基づく、同じタスクを実行するための、オポチュニスティック キー キャッシング(OKC) と呼ばれる機能があります。802.11r は、キー階層を完全に規定する点で OKC とは異なります。

802.11r 以外の BSS 移行は 6 つの段階を経ます。

• スキャン – エリア内の他の AP に対するアクティブまたはパッシブ。
• ターゲット アクセス ポイントと 802.11 認証メッセージを交換します (最初にクライアントから、次に AP から)。
• 再関連付けメッセージを交換して、ターゲット AP で接続を確立します。

802.1X BSSのこの時点では、AP とステーションは接続されていますが、キーが確立されていないため、データ フレームを交換することはできません。

• 802.1Xペアワイズ マスター キー (PMK) ネゴシエーション。
• ペアワイズ一時キー (PTK) の導出 -セッション キーの802.11i 4 ウェイ ハンドシェイク。前の手順で確立されたマスター キーに基づいて、関連付けの一意の暗号化キーを作成します。
• QoS ストリームを再確立するための QoS アドミッション コントロール。

高速 BSS 遷移は、802.1X ネゴシエーションを除いて同じ操作を実行しますが、PTK および QoS アドミッション コントロール交換を 802.11 認証および再関連付けメッセージに乗せます。

2017 年 10 月、セキュリティ研究者の Mathy Vanhoef (imec-DistriNet、KU Leuven) と Frank Piessens (imec-DistriNet、KU Leuven) が論文「Key Reinstallation Attacks: Forcing Nonce Reuse in WPA2」( KRACK ) を発表しました。この論文では、一般的な 802.11r 実装の脆弱性も列挙されており、 CVE 識別子CVE-2017-13082が登録されています。

2018年8月4日、研究者のJens Steube氏（Hashcat）は、WPA2およびWPA PSK（事前共有キー）パスワードを解読する新しい手法^[3]について説明しました。同氏によると、この手法は、遷移機能が有効になっているすべての802.11i/p/rネットワークに対して有効である可能性が高いとのことです。

• ライセンスのないモバイルアクセス
• IEEE 802.11s - メッシュネットワーク
• IEEE 802.11u - セルラーインターワーキング
• アクセスポイント間プロトコル

• IEEE 802.11r プロジェクトのステータス履歴