WLAN安全认证与加密方式详解：从WEP到WPA2
WLAN安全认证与加密方式详解：从WEP到WPA2
无线局域网（WLAN）的安全性是确保数据传输安全和用户隐私的关键。本文详细介绍了WLAN中的各种认证与加密方式，包括WEP、PSK、802.1x等认证技术，以及WEP、TKIP、CCMP等加密技术。通过深入解析这些技术和标准，帮助读者全面了解WLAN安全机制的工作原理和应用场景。
无线网络存在的安全隐患
- 数据没有加密：无线数据在空气中传播，任何个人都可以通过空口抓包网卡截获到数据，导致信息泄露。
- 没有接入认证：所有终端都可以连接到无线信号，然后去访问有线网络，进行攻击。
- 非法AP接入：STA连接到非法AP，数据被窃取。可以通过WIDS、WIPS来反制AP（后续讲解）。
STA上线流程
WLAN中STA（Station，即无线终端）的上线流程涉及多个步骤，包括认证和加密密钥的生成。具体流程较为复杂，涉及多个技术细节，将在后续章节详细讲解。
终端认证技术
目前常用的认证技术主要有以下几种：
WEP认证
WEP认证可以分为开放系统认证和共享密钥认证。
- WEP 开放系统认证（Open System Authentication）：不对站点身份进行认证的认证方式；没有做认证。通过2个认证报文进行交互（认证请求、认证应答）。适用于开放性场景，对安全性要求不高。
- WEP 共享密钥认证（Shared Key Autheentication）：通过判断对方是否掌握相同的密钥来确定对方的身份是否合法。
PSK认证
PSK（Pre-shared key）认证主要用于个人用户。要求在STA侧预先配置Key，AP通过4次握手Key协商协议来验证STA侧Key的合法性。
802.1x认证与MAC认证
802.1x认证是一种较为安全的认证方式，通过用户名+密码的方式进行认证。支持802.3有线网络和802.1x无线网络。
Portal认证
Portal认证采用浏览器输入域名重定向到Portal界面进行用户认证。
数据加密技术
主要有以下几种加密技术：
WEP加密
WEP是无线等效保密技术的简称，使用RC4流加密技术保证数据的机密性，使用CRC-32保证数据的完整性。采用静态密钥进行加密，如果被其它用户破解了，就可以使用此密钥破解数据。
TKIP加密
TKIP是WPA标准中的加密算法，是WEP的升级版。采用动态密钥，对于每个数据帧都生成一个密钥去加密。采用MIC来保证数据的完整性，比CRC32更可靠。
CCMP加密
CCMP是WPA2标准中的加密技术，采用AES的加密算法进行加密，通过CCM实现数据完整性校验。
802.11安全标准
无线的安全标准主要有三个：
- WEP标准：只支持WEP方式的认证和加密。
- WPA标准：支持PSK和802.1x的认证，但是只支持TKIP的加密方式。
- WPA2标准：支持PSK和802.1x的认证，支持CCMP（AES）、TKIP两种加密方式。
WEP共享密钥认证、加密工作原理
WEP共享密钥认证
通过4个认证报文进行交互：认证请求、明文质询消息、密文质询消息、认证结果。
WEP加解密过程
WEP 加密：
- 通过静态的WEP密钥再加IV（初始化向量）通过RC4流加密算法扩展成与明文的数据（包含数据与CRC-32对ICV）等长的密钥流。
- 将此密钥流与（明文数据+ICV）进行异或得到加密数据。
Wep 解密：
- 到达AP之后，IV是明文，AP将先将IV提取出来，将前3个字节与自身配置的静态密钥去做RC4算法形成密钥流。
- 然后将加密的数据与自身形成的密钥流再做异或，还原出加密数据，此时还原出来的数据包含（明文数据+ICV）。
- 此时AP对明文数据进行CRC-32循环校验再算出一个ICV，然后将两个进行对比；数据一致的话就说明数据没有被更改过，是完整的。
PSK认证以及生成动态密钥的工作原理
PSK认证阶段主要对用户认证并生成加密密钥，用于CCMP/TKIP加密。通过4个认证报文进行交互，具体过程较为复杂，涉及密钥生成和完整性校验等技术细节。
802.1x认证以及生成动态密钥的工作原理
802.1x认证是一种较为安全的认证方式，通过用户名+密码的方式进行认证。支持802.3有线网络和802.1x无线网络。