学一点Wi-Fi：EAP EAPOL

1. EAP

EAP其实并不是WiFi专有的协议，但在802.1X认证中经常碰到EAP，而且自己老是把一些相关的概念搞混淆，所以还是得做做笔记。

EAP，全称Extensible Authentication Protocol，是一个认证框架，这个框架一种简单的request/response方式，传递认证算法（EAP method）所需要的信息并完成认证。

2. EAP中的常见概念

Supplicant：向Authenticator申请认证的一方，和Peer是一个概念

Authenticator：对Supplicant进行认证并提供网络连接或其他资源的一方，通常还会见到的NAS（Network Access Server）就属于Authenticator。

Backend Authentication Server：Authenticator的后备支援。Authenticator可能实现了部分的EAP method，也可能一个都不支持，这个时候，所有和EAP method相关的事务就都需要经由Authenticator转给BAS（有时简称为AS）来处理。通常见到的AAA server和BAS是一个概念，RADIUS是BAS的一种实现。为理解方便，可以认为BAS=AAA Server=RADIUS。

EAP server：当Authenticator处于pass-through模式时，EAP server就是BAS；否则，EAP server是Authenticator。换句话说，谁实现的EAP method，谁就是EAP Server。

AAA：Authentication，Authorization，and Accounting（你是谁？能给你什么权限/资源？你曾经做过些什么？）

RADIUS：Remote Authentication Dial-In User Service，如上所述，是AAA server的一种实现

其802.1X的实现结构如下图

3. EAP协议的分层思想

如图2，EAP协议在概念上分为以下几个层次：Lower Layer、EAP Layer、EAP Peer/Authenticator Layer、EAP Method Layer.

1）最底层的LL负责链路上的EAP frame接收和发送，具体实现根据链路层协议而不同。

2）EAP Layer负责重传和重复帧的检测

3）EAP Peer/Authenticator Layer根据EAP frame中的Type，确认该由哪个具体EAP method处理该信息。

4）EAP method层完成最终的认证

但是，上面提到，Authenticator并不一定实现了相应的EAP method。这种情况，Authenticator在EAP认证的过程中起到的就是转发的作用。其数据经由的路线如图3。Authenticator在EAP Authenticator层发现这个EAP method我们不支持，于是就转发给AS进行处理。

通常一个EAP认证由1）Authenticator发起Identity的request开始，2）然后会是多个回合的Request/Response用于确认使用的EAP method以及使用该EAP method的认证过程，3）最后会以Success或Failure结束。

Fig. 4 EAP-process (Pass-Through Authenticator)

4. EAP数据包格式

EAP数据包格式如下图：

Code表示的含义如下表：

Table. 1 EAP packet Code
Code	含义
1	Request
2	Response
3	Success
4	Failure

Identifier用于将Request和Response配对。

当EAP发送的是Request和Response时，Data域可以拆分成Type+Data。Type即表示具体的EAP method或特殊用途，举几个例子，如下表

Table. 2 EAP packet Request/Resonse Type
1	2	3	4	5	6	13	17	25	43	254	255
Identity	Notification	NAK	MD5	OTP	GTC	TLS	LEAP	PEAP	FAST	Expanded method	Experimental Use

其中，Identity用来询问认证对象的身份，Notification用于一些通知信息，NAK仅用于response帧告诉authenticator不支持该Type的EAP method。254为扩展EAP method，产商可以自定义Auth alg.，255留作他用。其余数值表示具体的算法。

5. 802.1X

802.1X讨论了EAP在无线局域网的具体封装和实现方式。802.1X中对EAP的封装如图，当Type为0，也就是EAPOL-Packet时，包中的Data就是完整Fig 5。

Fig.6 中，Protocol type是0x888E，protocol version是EAPOL的协议版本，Type和EAP packet中的Type不是一回事，这里的Type主要有以下几种

Table. 3 EAPOL Type
Type	含义
0	EAPOL-Packet
1	EAPOL-Start
2	EAPOL-Logoff
3	EAPOL-Key

EAPOL-Start通常由supplicant发送给Authenticator，告诉Authenticator有peer要求认证（但是EAPOL-Start并不是必须的），随后Authenticator发起Identity询问。EAPOL-Packet包含了EAP Request/Response的数据。

802.1X基本流程如图（默认Authenticator实现在AP中），当认证成功后并完成4次握手，Supplicant就可以上网了。

6. 小结

几个Server的概念；两个Type的区分；EAP是个框架，802.1X讨论了EAP在局域网的封装，EAPOL只是个封装格式。

7. 参考资料

[1] https://www.kancloud.cn/alex_wsc/android-wifi-nfc-gps/414053

[2] https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc3748

[3] https://mrncciew.com/2013/03/03/eap-overview/

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