Oleh : Siyamta Mahasiswa S2 Departemen Teknik Elektro ITB Email :
[email protected]
ABSTRAK
Standar 802.16 dikembangkan oleh Institute of Electrical and Electronics TM Engineers (IEEE), yang disebut WirelessMAN , memberikan perspektif baru dalam mengakses internet dengan kecepatan tinggi tanpa tergantung pada jaringan kabel atau modem. Tahun 2002 terbentuk forum Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX) yang mengacu pada standar 802.16 dan bertugas menginterkoneksikan berbagai standar teknis yang bersifat global menjadi satu kesatuan. Teknologi WiMAX lebih murah dibandingkan dengan teknologi broadband lain seperti digital subscriber line (DSL) atau kabel modem. Kecepatan koneksi atau kemajuan teknologi yang yang baru bukan hanya hanya aspek yang penting yang yang harus harus dievaluasi, tetapi keduanya merupakan fakta transmisi wireless yang tidak aman untuk berkomunikasi. Aspek keamanan merupakan hal yang sangat penting untuk teknologi broadband dalam mengakses informasi dari internet . Dalam makalah ini dibahas tentang perkembangan WiMAX , perbedaannya dengan WiFi, fitur-fitur yang ada serta sistem keamanan yang terdapat pada pada TM teknologi WirelessMAN berdasarkan pada spesifikasi standar 802.16. Standar IEEE 802.16 memberikan kemudahan dalam akses internet untuk area metropolitan dengan hanya mendirikan beberapa base station (BS) yang dapat meng-coverage jutaan subscriber (SS). Teknologi WiMAX merupakan solusi untuk kota atau daerah pedesaan yang belum berkembang dalam penyediaan akses internet . Enkripsi data yang digunakan berupa data encryption standar (DES) dan authentication pada setiap client/subscriber station (SS) yang sangat baik dengan sertifikat X.509 yang unik, handal dan dapat dipercaya ketangguhannya.
Kata Kunci : IEEE 802.16 / WirelessMAN TM / (WiMAX), wireless, security, broadband, subscriber station (SS), base station (BS), DES, MAC dan PHY.
i
DAFTAR ISI Halaman ABSTRAK
....................................................................................................................
i
DAFTAR ISI ………...........................................................................................................
ii
DAFTAR GAMBAR ............................................................ .......................................................................................................... ..............................................
iii
DAFTAR TABEL ............................................................. ............................................................................................................... ..................................................
iv
BAB I
BAB II
PENDAHULUAN .............................................................. ............................................................................................... .................................
1
1.1
Pengertian WiMAX ......................................................................... ..................................................................................... ............
1
1.2
Standar IEEE 802.16 (WiMAX) .................................................................
2
1.3
Keuntungan WiMAX ...................................................................... .................................................................................. ............
3
1.4
Varian-Varian WiMAX ................................................................................ ................................................................................
7
TM
IMPLIKASI KEAMANAN PADA TEKNOLOGI WirelessMAN .............. TM
12
2.1
Prinsip Kerja Teknologi WirelessMAN
.................................................
12
2.2
Ancaman Umum ............................................................................ ......................................................................................... .............
13
2.3
Subscriber Station (SS) Authentication dan Registrasi ...............................
14
2.4
Struktur Layer .............................................................................................
15
2.5
Privasi Sublayer ..........................................................................................
15
2.6
Protokol Privacy Key Management (PKM) ................................................
15
2.7
Security Association (SA) ............................................................................
17
2.8
Kunci Pemeliharaan Base Station (BS) dan Subscriber Station (SS) ..........
19
2.9
Metode Cryptography .................................................................................
19
2.10 Implementasi................................................................... Implementasi ............................................................................................... ............................
20
BAB III PENUTUP……. ............................................................... .................................................................................................. ...................................
22
3.1
Kesimpulan ................................................................................. ................................................................................................ ...............
22
3.2
Saran ....................................................................... .......................................................................................................... ...................................
22
DAFTAR PUSTAKA…………… ............................................................... ...................................................................................... .......................
23
DAFTAR SINGKATAN .............................................................. ..................................................................................................... .......................................
24
ii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1.1 Standar-standar yang ada dengan spesifikasi yang mendukung komunikasi sampai tingkat MAN disatukan dengan standar WiMAX [1] ....
1
Gambar 1.2 Grafik prediksi perkembangan pengguna WiMAX diberbagai benua. dari tahun ketahun [3].........................................................................
3
Gambar 1.3 Sebuah BTS WiMAX dapat digunakan sebagai backhaul untuk titik- . titik hotspot [1] ...................................................................................
5
Gambar 1.4 Teknologi WiMAX memungkinkan aplikasinya yang luas untuk berbagai keperluan [1] ........................................................................
8
Gambar 1.5 Topologi WiMAX dalam area perkotaan dan pedesaan [6] .................
8
Gambar 2.1 Traffic yang terjadi pada WiMAX [5] ..................................................
13
Gambar 2.2 Proses authentication [5].....................................................................
16
Gambar 2.3 Proses enkripsi data [8] .......................................................................
18
Gambar 2.4 Implementasi sistem keamanan pada WiMAX standard [2]................
21
iii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.1 Perbedaan teknologi IEEE 802.11 dan IEEE 802.16 [4] ......................
6
Tabel 1.2 Varian-varian standar IEEE 802.16 [4] ................................................
7
Tabel 1.3 Fitur-fitur physical layer teknologi IEEE 802.16 WiMAX [4] ..............
10
Tabel 1.4 Fitur-fitur MAC layer teknologi IEEE 802.16 WiMAX [4] ...................
11
iv
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Pengertian WiMAX Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX) merupakan
standar industri yang bertugas menginterkoneksikan berbagai standar teknis yang bersifat global menjadi satu kesatuan. WiMAX dan WiFi dibedakan berdasarkan standar teknik yang bergabung didalamnya. WiFi menggabungkan standar IEEE 802.11 dengan ETSI HiperLAN yang merupakan standar teknis yang cocok untuk
keperluan WLAN , sedangkan WiMAX merupakan penggabungan antara standar IEEE 802.16 dengan ETSI HiperMAN . Standar keluaran IEEE banyak digunakan secara luas
di daerah asalnya, yaitu Eropa dan sekitarnya. Untuk dapat membuat teknologi ini digunakan secara global, maka diciptakan WiMAX. Standar global yang dipakai di dunia dapat digambarkan sebagai berikut.
Gambar 1.1 Standar-standar yang ada dengan spesifikasi yang mendukung komunikasi sampai tingkat MAN disatukan dengan standar WiMAX [1]
1
Kedua standar yang disatukan ini merupakan standar teknis yang memiliki spesifikasi yang sangat cocok untuk menyediakan koneksi berjenis broadband lewat media wireless atau broadband wireless access (BWA). Pada masa mendatang, segala sesuatu yang berhubungan dengan teknologi BWA kemungkinan akan diberi sertifikasi WiMAX .
Standar WiMAX dibentuk oleh gabungan-gabungan industri perangkat
wireless dan chip-chip komputer diseluruh dunia. Perusahaan besar ini bergabung
dalam suatu forum kerja yang merumuskan standar interkoneksi antar teknologi BWA yang mereka miliki pada produk-produknya.
1.2 Standar IEEE 802.16 (WiMAX) Terobosan jaringan internet wireless sebentar lagi akan menjadi kenyataan. Dengan tower yang dipasang dipusat akses internet (hot spot) di tengah kota metropolitan, seorang pemakai laptop, komputer, handphone, hingga personal digital assistant (PDA), dengan wireless card bisa koneksi dengan internet , bahkan di tengah
sawah atau pedesaan yang masih dalam cakupan area 50 kilometer. Hal ini dapat terjadi karena teknologi WiMAX yang menggunakan standar baru IEEE 802.16 . Saat ini WiFi menggunakan standar komunikasi IEEE 802.11. Yang paling banyak dipakai adalah IEEE 802.11b dengan kecepatan 11 Mbps, hanya mencapai cakupan area tidak lebih dari ratusan meter saja.
WiMAX merupakan saluran komunikasi radio yang
memungkinkan terjadinya jalur internet dua arah dari jarak puluhan kilometer. Dengan memanfaatkan gelombang radio, teknologi ini bisa dipakai dengan frekuensi berbeda, sesuai dengan kondisi dan peraturan pemakaian frekuensi di negara user .
Pada awalnya standard IEEE 802.16 beroperasi ada frekuensi 10-66 GHz dan memerlukan tower line of sight , tetapi pengembangan IEEE 802.16a yang disahkan pada bulan Maret 2004, menggunakan frekuensi yang lebih rendah yaitu sebesar 2-11 GHz, sehingga mudah diatur, dan tidak memerlukan line-of-sight . Cakupan area yang dapat dicoverage sekitar 50 km dan kecepatan transfer data sebesar 70 Mbps. Pengguna tidak akan WiMAX mampu
kesulitan dalam mengulur berbagai macam kabel, apalagi
menangani
sampai
ribuan
2
pengguna
sekaligus.
Prediksi
spektrum teknologi WiMAX termasuk lebar, dengan didukung dengan pengaturan kanal yang fleksibel, maka para pengguna tetap dapat terkoneksi dengan BTS selama mereka berada dalam range operasi dari BTS . Fasilitas quality of service (QOS) juga diberikan oleh teknologi WiMAX ini. Sistem kerja media access control pada data link layer yang connection oriented memungkinkan digunakan untuk komunikasi video
dan suara.
Pemilik internet service provider (ISP) juga dapat membuat berbagai
macam produk yang dapat dijual dengan memanfaatkan fasilitas ini, seperti membedakan kualitas servis antara pengguna rumahan dengan pengguna tingkat perusahaan, membuat bandwidth
yang bervariasi, fasilitas tambahan dan masih
banyak lagi.
Gambar 1.3 Sebuah BTS WiMAX dapat digunakan sebagai backhaul untuk titik-titik hotspot [1]
Standar IEEE 802.16 merupakan keluaran dari organisasi IEEE , sama seperti IEEE 802.11 adalah standar yang dibuat khusus untuk mengatur komunikasi lewat
media wireless. Yang membedakannya adalah WiMAX mempunyai tingkat kecepatan transfer data yang lebih tinggi dengan jarak yang lebih jauh, sehingga kualitas layanan
dengan menggunakan komunikasi ini dapat digolongkan ke dalam kelas broadband. Standar ini sering disebut air interface for fixed broadband wireless access system atau interface udara untuk koneksi broadband .
5
Sebenarnya standarisasi IEEE 802.16 ini lebih banyak mengembangkan halhal yang bersifat teknis dari layer physical dan layer datalink (MAC) dari sistem komunikasi BWA. Versi awal dari standar 802.16 ini dikeluarkan oleh IEEE pada tahun 2002. Pada bersi awalini, perangkat 802.16 beroperasi dalam lebar frekuensi 1066 GHz dengan jalur komunikasi antar perangkatnya secara line of sight (LOS). Bandwidth yang diberikan oleh teknologi ini sebesar 32-134 Mbps dalam area coverage maksimal 5 kilometer. Kapasitasnya dirancang mempu menampung ratusan
pengguna setiap satu BTS . Dengan kemampuan semacam ini teknologi perangkat yang menggunakan standar 802.16 cocok digunakan sebagai penyedia koneksi broadband melalui media wireless. Perbedaan teknis antara IEEE 802.11 dengan IEEE 802.16 dapat dilihat pada Tabel 1.1 berikut ini.
Tabel 1.1 Perbedaan teknologi IEEE 802.11 dengan IEEE 802.16 [4] IEEE 802.11
IEEE 802.16
Perbedaan Tekni s FFT sistem menciptakan
Jarak
Dibawah 9 Km
Hingga 50 Km
Teknik 256 signalingnya fitur ini.
Coverage
Optimal jika bekerja di dalam ruangan
Dirancang untuk penggunaan diluar ruangan dengan kondisi NLOS
IEEE 802.16 memiliki sistem gain yang lebih tinggi, mengakibatkan sinyal lebih kebal terhadap halangan dalam jarak yang lebih jauh.
Skalabilitas
Skala penggunaannya hanya dalam tingkat LAN. Ukuran frekuensi kanalnya dibuat fix (20 MHz)
Dibuat untuk mendukung sampai 100 pengguna. Ukuran frekuensi kanal dapat bervariasi mulai dari 1,5 sampai dengan 20 MHz.
Sistim TDMA dan pengaturan slot komunikasi, sehingga semua frekuensi yang termasuk dalam range IEEE 802.16 dapat dipakai serta jumlah pengguna dapat bertambah.
Bit Rate
2,7 bps/Hz hingga 54Mbps dalam kanal 20 MHz
5 bps/Hz hingga 100 Mbps dalam kanal 20 MHz.
Teknik modulasi yang lebih canggih disertai koreksi error yang lebih fleksibel, sehingga penggunaan frekuensi kanal lebih effisien.
QoS
Tidak QoS
QoS dibuat dalam Adanya pengaturan secara layer MAC otomatis terhadap slot-slot TDMA, sehingga dimanfaatkan untuk peng-aturan QoS.
mendukung
6
1.4 Varian-Varian IEEE 802.16 Varian-varian WiMAX dimaksudkan untuk mengembangkan performance dan kemapuan dari teknologi yang digunakannya, agar menjadi lebih hebat dan dapat meluas penggunaannya. Untuk mengembangkan jangkauan dan daya jualnya, maka standar IEEE 802.16 direvisi menjadi IEEE 802.16a. Standar teknis IEEE 802.16a inilah yang banyak digunakan oleh perangkat-perangkat dengan sertifikasi WiMAX .
Selain IEEE 802.16a, varian lainnya adalah IEEE 802.16b yang banyak menekankan segala keperluan dan permasalahan dengan
quality of service (QoS),
IEEE 802.16c banyak menekankan pada interoperability dengan protokol-protokol
lain, IEEE 802.16d
merupakan revisi dari IEEE 802.16c
ditambah dengan
kemampuan untuk access point , serta IEEE 802.16d menekankan pada masalah mobilitas. Varian-varian standar IEEE 802.16 dapat dilihat pada Tabel 1.2 berikut ini.
Tabel 1.2 Varian-varian standar IEEE 802.16 [4] IEEE 802.16
IEEE 802.16a
IEEE 802.16e
Januari 2002
Januari 2003 (IEEE 802.16a)
Estimasi 2004
Spektrum
10 – 66 GHz
2 – 11 GHz
< 6 GHz
Kondisi Kanal
Line Of Sight
Non Line Of Sight
Non Line Of Sight
Bit Rate
32 sampai 134 Mbps menggunakan frekuensi kanal 28 MHz
Hingga 70 Mbps menggunakan frekuensi kanal 20 Mhz
Hingga 15 Mbps menggunakan frekuensi kanal 5 MHz
Modulasi
QPSK, 16 QAM dan 64 QAM
OFDM 256 256 sub-carrier, QPSK, 16 QAM, 64 QAM
OFDM 256 sub-carrier , QPSK, 16 QAM, 64 QAM
Mobilitas
Perangkat tetap
wireless
Perangkat wireless tetap dan portabel
Nomadic Mobility
20, 25 dan 28 MHz
Mulai dari 1,5 hingga 20 MHz
Mulai dari 1,5 hingga 20 MHz
2 sampai 5 Km
7 – 10 Km dengan kemampuan maksimal hingga 50 Km
2 – 5 Km
Terstandarisasi
Frekuensi Kanal
Per
Radius Per Cell
7
pertengahan
Perubahan yang cukup signifikan pada standar IEEE 802.16 untuk membentuk varian IEEE 802.16a, adalah lebar frekuensi operasinya. Perbedaan ini dimaksudkan untuk mendukung komunikasi dalam kondisi line of sight (LOS), dan non line of sight (NLOS).
Dengan adanya sistem NLOS, keterbatasan yang ada pada WiFi dapat
dikurangi.
Perubahan yang sangat signifikan pada standar 802.16 untuk membentuk varian terletak pada lebar frekuensi operasinya. Standar 802.16 beroperasi pada range 10-66 GHz, sedangkan 802.16a menggunakan frekuensi yang lebih rendah, yaitu 2–11 GHz, sehingga memungkinkan komunikasi non line of sight (NLOS). Kelemahan dari komunikasi dengan frekuensi rendah ini adalah semakin kecil kapasitas bandwidth dari koneksi yang dilakukannya. Ukuran kanal-kanal frekuensi yang fleksibel dengan range yang lebar,
merupakan keunggulan dari 802.16a. Aplikasi standar WiMAX
untuk berbagai keperluan ditunjukkan pada Gambar 1.4 dibawah ini.
Gambar 1.4 Teknologi WiMAX memungkinkan aplikasinya yang luas untuk berbagai keperluan [1]
8
DAFTAR PUSTAKA
[1] _____________, IEEE 802.16* and WiMAX, Broadband Wireless Access for Everyone, http://www.intel.com/ebusiness/pdf/intel/80216_wimax.pdf , Download Tanggal 13 Desember 2004, Jam 06:00 WIB. [2] _____________, Certicom Security for 802.16 / WiMAX Integrating Security for Ultra Wideband Equipment, http://www.certicom.com/download/aid285/certicom_WiMAXappnote.pdf, Download Tanggal 14 Desember 2004, Jam 23:00 WIB. , http://www. [3] _____________,WiMAX The Critical Wireless Standard eyeforwireless.com/wimax_report.pdf, Download Tanggal 18 Desember 2004, Jam 22:00 WIB.
[4] Hayri, WiMAX : Koneksi Broadband Lewat Wireless, Majalah PC Media Edisi Juli 2004. TM
[5] Paranhos. B, Security Implications in WirelessMAN Technology (IEEE 802.16 Standard, http://www.giac.org/practical/GSEC/Bruno_Paranhos_ GSEC. pdf , Download Tanggal 17 Desember 2004, Jam 06:30 WIB. [6] Philipe. L, Dietrich. B, Christope. B, Laurence. F, WiMAX, Making Ubiquitous High Speed Data Services a Reality, http://www.alcatel.com/wimax_report.pdf, Download Tanggal 20 Desember 2004, Jam 07:30 WIB. [7] Rahardjo. B, Keamanan Sistem Informasi Berbasis Internet, PT Insan Komunikasi Indonesia, Bandung, 2001. [8] Stalling. W, Network and Internet Security, Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, New York, 1995.
23
DAFTAR SINGKATAN
AES......................................................... AK........................................................... AR........................................................... BS ........................................................... BWA ....................................................... CBC ........................................................ CDMA .................................................... CPE ......................................................... DES......................................................... DFS ......................................................... DSL......................................................... ETSI ........................................................ ................................................................ FDD ........................................................ FDX ........................................................ FEC ......................................................... Hz............................................................ IEEE........................................................ ................................................................ LAN ........................................................ LOS......................................................... MAC ....................................................... MAN ....................................................... NLOS ...................................................... OFDM..................................................... ................................................................ PHY ........................................................ PKCS ...................................................... PKM........................................................ QoS ......................................................... SoHo ....................................................... SAID ....................................................... STC ......................................................... SS ............................................................ TDD ........................................................ TDM ....................................................... TDMA..................................................... TEK......................................................... VoIP ........................................................ WiFi ........................................................ WiMAX .................................................. ................................................................
Advanced Encription Standard Authorization Key Authorization Request Base Station Broadband Wireless Access Cyclic Block Chaining Code Division Multiple Access Customer Premise Equipment Digital Encryption Standard Dynamic Frequency Selection Digital Subscriber Line European Telecommunications Standards Institute Frequency Division Duplex Full Duplex Forwarding Error Correction Hertz Institute of Electrical and Electronic Engineers Local Area Network Line Of Sight Media Access Control Metropolitan Area Network Non Line Of Sight Orthogonal Frequency Division Multiplexing Physical Layer Public Key Cryptography Standar Privacy Key Managment Quality Of Service Small Office Home Office Security Association Identity Space Time Coding Subscriber Station Time Division Duplex Time Division Multiplexing Time Division Multiple Access Traffic Encryption Voice Over IP Wireless Fidelity Worldwide Interoperability for Microwave Access
24