安全是無線網絡技術中一個很重要的部分，它主要有三個保護點。
·資料的完整性（Integrity）：用于檢查資料在傳輸過程中是否被修改。
·資料的機密性（Confidentiality）：用于確定資料不會被洩露。
·身份驗證和通路控制（Authentication and Access Control）：用于檢查受訪者的身份。
安全知識點中會經常見到Key（密鑰）和Password（密碼，也叫Passphrase）這兩個詞。它們本質意思都一樣，隻不過Password代表可讀（human readable，如字元串、數字等）的Key，而Key一般指由算法生成的不可讀（如二進制、十六進制資料等）的内容
802.11規則首先提出了WEP（Wired Equivalent Privacy，有線等效加密）
人們發現WEP很容易破解。在802.11規範提出新解決方案之前，WFA
提出了一個中間解決方案，即WPA（Wi-Fi Protected Access）。這個方案後來成為802.11i草案的一部分。
·802.11i專門用于解決無線網絡的安全問題。該規範提出的最終解決方案叫RSN（Robust Security Network，強健安全網絡），而WFA把RSN稱為WPA2。
- WEP介紹
保護資料Confidentiality的一個主要方法就是對所傳輸的資料進行加密，而WEP采用了流密碼（Stream Cipher）對資料進行加密。
·源資料通過Key Stream（密鑰流）進行加密，加密方式就是異或（XOR），得到密文。
·接收端得到密文後，再用相同的Key Stream進行異或操作，這樣就能得到目标資料。兩次異或操作，Key Stream又一樣，是以目标資料就是源資料。
·整個過程中，隻要Key Stream保證随機性，那麼不知道Key Stream的人理論上就無法破解密文。
使用者輸入一個Secret Key（即密碼）到僞随機數生成器（PseudoRandom Number Generator，PRNG）中，而PRNG會根據這個Secret Key生成密鑰流。
WEP加密過程如下。
·左上角PRNG的輸入（即随機數種子），包括一個IV（Initialization Vector，初始向量，長24位）和WEP Key（Key長度有40、104和128位。位數越多，安全性越高）。IV的值由設
備廠商負責生成。PRNG最終輸出Key Stream。
·XOR（即加密）操作的一方是Key Stream，另一方是資料和ICV（Integrity Check Value，完整性校驗值）。ICV長32位，其值由CRC-32方法對Data進行計算後得到。XOR操作後的資料即圖3-29所示的Encrypted部分。可知Data和ICV都經過了加密。
·最終的MAC幀資料（frame payload）包括IV以及加密後的Data以及ICV。
WEP身份驗證有以下兩種。
·開放系統身份驗證（Open System Authentication）：這種驗證其實等同于沒有驗證，因為無論誰來驗證都會被通過。
·共享密鑰身份認證（Shared Key Authentication）：Shared Key這個詞以後還會經常碰到，它表示共享的密碼。
Shared Key驗證的方法包括四次幀互動。
·STA（即圖中的Client）發送Authentication請求給AP。
·AP收到請求後，通過Authentication Response發送一個質詢明文（Challenge Text，長度為128位元組）給STA。
·STA取出Challenge Text，通過圖3-31所示的WEP加密方法利用自己設定的密鑰對質詢文進行加密，然後再次發送Authentication Request給AP。
·AP收到第二次Authentication Request幀後，會利用AP的密鑰進行解密，同時還要驗證資料完整性。如果ICV正确，并且解密後的譯文等于之前發送的質詢文，則可知STA擁有正确的密碼，故STA身份驗證通過。
·AP傳回驗證處理結果給STA。如果成功，STA後續将通過Association請求加入該無線網絡。
·WPA采用了新的MIC（Message Integrity Check，消息完整性校驗）算法用于替代WEP中的CRC算法。新算法名為Michael。
·采用TKIP（Temporal Key Integrity Protocol，臨時密鑰完整性協定）用于為每一個MAC幀生成不同的Key。這種為每幀都生成單獨密鑰的過程稱為密鑰混合（Key Mixing）。
TKIP将為每一幀資料都使用不同的密鑰進行加密，故其安全性比WEP要高。另外，由于生成密鑰和計算完整性校驗時會把MAC位址（如DA、SA、TA）等資訊都考慮進去，是以它可以抵抗幾種不同類型的網絡攻擊。不過，從加密本身來考慮，TKIP和WEP一樣都屬于流密碼加密。
CCMP出現在WPA2中，它比TKIP更安全，因為它采用了全新的加密方式CCMP（Counter Mode with CBC-MAC Protocol，計數器子產品及密碼塊鍊消息認證碼協定），這是一種基于AES（Advanced Encryption Standard，進階加密标準）的塊的安全協定。
3.EAP和802.1X介紹
目前身份驗證方面最基礎的安全協定就是EAP（Extensible Authentication Protocol），協定文檔定義在RFC3748中。EAP是一種協定，更是一種協定架構。
·Authenticator（驗證者）：簡單點說，Authenticator就是響應認證請求的實體（Entity）。對無線網絡來說，Authenticator往往是AP。
·Supplicant（驗證申請者①）發起驗證請求的實體。對于無線網絡來說，Supplicant就是智能手機。
·BAS（Backend Authentication Server，後端認證伺服器）：某些情況下（例如企業級應用）Authenticator并不真正處理身份驗證，它僅僅将驗證請求發給背景認證伺服器去處理。
正是這種架構設計拓展了EAP的适用範圍。
·AAA（Authentication、Authorization and Accounting，認證、授權和計費）：另外一種基于EAP的協定。實作它的實體屬于BAS的一種具體形式，AAA包括常用的RADIUS伺服器
等。在RFC3748中，AAA和BAS的概念可互相替代。
·EAP Server：表示真正處理身份驗證的實體。如果沒有BAS，則EAP Server功能就在Authenticator中，否則該功能由BAS實作。
EAP沒有強制定義位于最底層（Lower Layer，LL）的傳輸層。目前支援EAP協定的網絡有PPP、有線網（EAPOL，也就是802.1X協定）、無線網絡（即802.11WLAN）、TCP、UDP等
·Code：EAP協定第一位元組，目前僅有四種取值，分别為1（Request）、2（Response）、3（Success）、4（Failure）。
·Identifier：消息編号（ID），用于配對Request和Response。
EAP Method Type取值如下。
·1：代表Identity。用于Request消息中。其Type Data字段一般将攜帶申請者的一些資訊。一般簡寫為EAP-Request/Identity或者Request/Identity。
·2：代表Notification。Authenticator用它傳遞一些消息（例如密碼已過期、賬号被鎖等）給Supplicant。一般簡寫為Request/Notification。
·3：代表Nak，僅用于Response幀，表示否定确認。例如Authenticator用了Supplicant不支援的驗證類型發起請求，Supplicant可利用Response/Nak消息以告知Authenticator其支援的驗證類型。
·4：代表身份驗證方法中的MD5質詢法。Authenticator将發送一段随機的明文給
Supplicant。Supplicant收到該明文後，将其和密碼一起做MD5計算得到結果A，然後将結果A
傳回給Authenticator。Authenticator再根據正确密碼和MD5質詢文做MD5計算得到結果B。A和
B一比較就知道Supplicant使用的密碼是否正确。
·5：代表身份驗證方法為OTP（One Time Password，一次性密碼）。
·6：代表身份驗證方法為GTC（Generic Token Card，通用令牌卡）。GTC和OTP類似，隻不過GTC往往對應一個實際的裝置，例如許多國内銀行都會給申請網銀的使用者一個動态密碼牌。它就是GTC。
·0x888e代表EAPOL在802.11幀中的類型。
·Key Descriptor Type值為2，表示EAPOL RSN Key。
·Descriptor Body的内容就是大括号中所包含的資訊。
Supplicant主動向Authenticator發送EAPOL-Start消息來觸發認證。注意，EAPOL-Start消息不是必需的。
·Authenticator收到EAPOL-Start消息後，将發出EAP-Request/Identity消息以要求Supplicant輸入使用者名。由于EAPOL-Start消息不是必需的，是以一個未經驗證的Supplicant發送了其他資料包也将觸發Authenticator發送EAP-Request/Identity消息。
·Supplicant将使用者名資訊通過EAP-Response/Identity消息發送給Authenticator。Authenticator再将它經過封包處理後（轉換成RADIUS Access-Request消息）送給AS（Authenticator Server）進行處理。
·AS收到Authenticator轉發的使用者名資訊後，将其與資料庫中的使用者名表對比，找到該使用者名對應的密碼資訊。然後随機生成的一個MD5質詢文并通過RADIUS Access-Challenge消息發送給Authenticator，最後再由Authenticator轉發給Supplicant。
·Supplicant收到EAP-Request/MD5 Challenge消息後，将結合自己的密碼對MD5質詢文進行處理，處理結果最終通過EAP-Response/MD5 Challenge消息經由Authenticator傳回給AS。
·AS将收到RADIUS Access-Request消息和本地經過加密運算後的密碼資訊進行對比，如果相同，則認為該Supplicant為合法使用者，然後回報認證成功消息（RADIUS Access-Accept和
EAP-Success）。
·Authenticator收到認證通過消息後将端口改為授權狀态，允許Supplicant通路網絡。注意，有些Supplicant還會定期向Supplicant發送握手消息以檢測Supplicant的線上情況。如果Supplicant狀态異常，Authenticator将禁止其上線。
·Supplicant也可以發送EAPOL-Logoff消息給Authenticator以主動要求下線。
4.RSNA介紹
為什麼要進行密鑰派生呢？它涉及密碼安全方面的問題，不過其目的并不難了解。在WEP中，所有STA都使用同一個WEP Key進行資料加密，其安全性較差。而RSNA中要求不同的STA和AP關聯後使用不同的Key進行資料加密，這也就是RSNA中Pairwise（成對）概念
的來曆。
如何解決不同STA使用不同密碼的問題呢？原來，我們在STA中設定的密碼叫PMK（Pairwise Master Key，成對主密鑰），其來源有兩種。
·在SOHO網絡環境中，PMK來源于預共享密鑰（Pre-Shared Key，PSK）。Shared Key概念在3.3.7節介紹WEP身份驗證時提到過，即在家用無線路由器裡邊設定的密碼，無須專門的驗證伺服器，對應的設定項為"WPA/WPA2-PSK"。由于适用家庭環境，是以有些無線路由器設定界面中也叫"WPA/WPA2-個人"（WFA認證名為"WPA/WPA2-Personal"）。
·在企業級環境中，PMK和Authenticator Server（如RADIUS伺服器）有關，需要通過EAPOL消息和背景AS經過多次互動來擷取。這種情況多見于企業級應用。讀者可在無線路由器設定界面中見到"WPA/WPA2-企業"（有時叫“WPA或WPA2”，WFA認證名為"WPA/WPA2-Enterprise"）的安全類型選項，并且會要求設定RADIUS伺服器位址。
·Personal模式不需要RADIUS伺服器參與。AP和STA雙方的Key屬于PSK，即事先就配置好了。
·Enterprise模式下，STA、AP和RAIDUS的PMK通過多次EAPOL消息來擷取。擷取的方法和具體的EAP Method有關。顯然，相比Personal模式，這種方式更加安全，但其耗費的時間也較長。
·STA和AP得到PMK後，将進行密匙派生以得到PTK。最後，PTK被設定到硬體中，用于資料的加解密。
·由于AP和STA都需要使用PTK，是以二者需要利用EAPOL Key幀進行資訊交換。這就是4-Way Handshake的作用。
有了PMK後，AP和STA将進行密鑰派生，正是在派生的過程中，AP和不同STA将生成獨特的密鑰。這些密鑰用于實際的資料加解密。由于STA每次關聯都需要重新派生這些Key，是以它們稱為PTK（Pairwise Transient Key，成對臨時Key）
1）Authenticator生成一個Nonce（ANonce），然後利用EAPOL-Key消息将其發給Supplicant。
2）Supplicant根據ANonce、自己生成的一個Nonce（SNonce）、自己所設定的PMK和Authenticator的MAC位址等資訊進行密鑰派生。Supplicant随後将SNonce以及一些資訊通過第
二個EAPOL-Key發送給Authenticator。Message 2還包含一個MIC值，該值會被圖3-48中的KCK加密。接收端Authenticator取出Message 2中的SNonce後，也将進行和Supplicant中類似的
計算來驗證Supplicant傳回的消息是否正确。如果不正确，這将表明Supplicant的PMK錯誤，于是整個握手工作就此停止。
3）如果Supplicant密鑰正确，則Authenticator也進行密鑰派生。此後，Authenticator将發送第三個EAPOL-Key給Supplicant，該消息攜帶組臨時密碼（Group Transient Key，GTK，用于後續更新組密鑰，該密鑰用圖3-48中的KEK加密）、MIC（用KCK加密）。Supplicant收到Message 3後也将做一些計算，以判斷AP的PMK是否正确。注意，圖中的IGTK（Integrity
GTK）用于加解密多點傳播位址收發的管理幀
4）Supplicant最後發送一次EAPOL-Key給Authenticator用于确認。
5）此後，雙方将安裝（Install）Key。Install的意思是指使用它們來對資料進行加密。
Supplicant和Authenticator就此完成密鑰派生群組對，雙方可以正常進行通信了。
根據802.11規範，PMK緩存資訊的名稱叫PMKSA（PMK Security Association），它包括AP的MAC位址、PMK的生命周期（lifetime），以及PMKID（PMK IDentifier，用于标示這個
PMKSA，其值由PMK、AP的MAC位址、STA的MAC位址等資訊用Hash計算得來）。
當STA和AP進行關聯（或重關聯）時：
·STA首先根據AP的MAC位址判斷自己是否有緩存了的PMKSA，如果有則把PMKID放在RSNE中然後通過Association/Reassociation Request發送給AP。
·AP根據這個PMKID再判斷自己是否也保持了對應的PMKSA。如果是，雙方立即進入4-Way Handshake過程，進而避免802.1X協商步驟。