无线产品的多种无线加密方式及其区别

0 前言

无线网络的安全性由认证和加密来保证。本文主要讨论的是无线加密，加密和认证的关系十分密切，文中出现相关无线认证方式的介绍，因此各位要注意区分这两个概念：

认证允许只有被许可的用户才能连接到无线网络；

加密的目的是提供数据的保密性和完整性（数据在传输过程中不会被篡改）。

我司的无线产品使用的操作系统目前主要使用OpenWrt和RGOS两大类，两种操作系统的加密认证方式悬殊，下面通过console介绍下两种操作系统的所支持的加密(不代表所有的，示例版本而已)方式：

(a) Openwrt。

图1 OpenWrt支持的加密方式

(b) RGOS。进入WLAN的无线安全配置模式（WLANSEC配置模式）。

输入“?”查看所支持的安全配置项：

图2 RGOS支持的加密方式

从上面图中，有些关键缩写字不是那么容易明了。想了解锐捷无线产品的加密方式，必须习惯这些晦涩难懂的3~4字母组成的缩略词，曾经有人统计过，802.11所使用的缩略术语数量创网络词汇历史最高。无线局域网的认证(Authentication)和加密(Encryption)方式有Open System，WEP，WPA，WPA2，MAC ACL，Web Redirection几种。

下面分别按照图中术语出现的先后，RSN、WEP、WAPI、WPA的顺序介绍各种加密方式的异同。若需了解相关历史，可以参考网络文章，另外，本文大部分的内容也是摘抄于网络。

1 有线等效保护协议(Wired Equivalent Privacy - WEP)

有线等效保护协议。无线接入点设定有WEP密钥(WEP Key)，无线网卡在要接入到无线网络是必须要设定相同的WEP Key，否则无法连接到无线网络。WEP可以用在认证或是加密，例如认证使用Open System，而加密使用WEP；或者认证和加密都使用WEP。WEP加密现在已经有软件可以轻易破解，因此不是很安全。

对于开放系统认证，在设置时也可以启用WEP，此时，WEP用于在传输数据时加密，对认证没有任何作用。对于共享密钥认证，必须启用WEP，WEP不仅用于认证，也用于在传输数据时加密。WEP使用对称加密算法（即发送方和接收方的密钥是一致的），WEP使用40位或104位密钥和24位初始化向量（Initialization Vector – IV，随机数）来加密数据。由于WEP有一些严重缺陷，如初始化向量的范围有限，而且是使用明文传送……，802.11使用802.1X来进行认证、授权和密钥管理，另外，IEEE开始制订802.11i标准，用于增强无线网络的安全性。同时，Wi-Fi联盟与IEEE一起开发了Wi-Fi受保护的访问（Wi-Fi Protected Access – WPA）以解决WEP的缺陷

2 WPA及WPA2
不同于WEP，WPA同时提供认证（基于802.1X可扩展认证协议– Extensible Authentiation Protocl - EAP的认证）和加密（临时密钥完整性协议– Temporal Key Integrity Protocol –TKIP）。可扩展认证协议（EAP）是一个认证框架，而不是一种特定的认证机制，EAP提供一些公共的功能，并且允许协商认证机制（EAP方法）。EAP规定如何传输和使用由EAP方法产生的密钥材料（如密钥、证书等等）和参数。锐捷无线产品的WPA认证模式下的加密方式，有AES和TKIP两种加密方式。还是进入正题：

2.1 WPA的加密– TKIP
临时密钥完整性协议（TemporalKey Integrity Protocol – TKIP）也是对称加密方法，使用RC4算法，TKIP使用128位临时密钥和48位初始化向量（IV）。总结：
WPA 的优点：

（1）WPA利用802.1X认证提供强力的访问控制；

（2）TKIP使用动态密钥

WPA缺点：

（1）由于TKIP使用RC4算法，安全隐患

（2）复杂的认证和加密导致性能降低

2.2 WPA2的加密 - AES-CCMP

WPA2顾名思义就是WPA的加强版，也就是IEEE 802.11i的最终方案。同样有家用的PSK版本（PSK的概念后面会介绍）与企业的IEEE 802.1X版本。WPA2与WPA的差別在于，它使用更安全的加密技术AES (Advanced Encryption Standard)，因此比WPA更难被破解、更安全。

802.11i定义了临时密钥完整性协议（TKIP）、计数器模式密码块链消息认证码协议（Counter Mode withCipher Block Chaining Message Authentication Code Protocol – CCMP）、Wireless Robust AuthenticationProtocol – WRAP三种加密方式。另外还有一种AES-CCMP加密方式，AES表示Advanced encryption standard（高级加密标准），使用AES加密算法代替过时的DES（DataEncryption Standard – 数据加密标准）加密算法能够提供更高的安全性，但由于AES-CCMP需要硬件，提高了成本。

3 WAPI

无线局域网认证和保密基础结构（WLAN Authentication and Privacy Infrastructure）是我国提出的无线局域网安全标准。WAPI包括无线局域网认证基础结构（WLAN AuthenticationInfrastructure - WAI）和无线局域网保密基础结构（WLAN PrivacyInfrastructure - WPI）。WAI提供认证功能，WPI提供加密功能。

4 MAC ACL (Access Control List)

MACACL只是一种认证方式。在无线AP输入允许被连入的无线网卡MAC位址，不在此清单的无线网卡无法连入无线网络。

5 Open System

完全不认证也不加密，任何拥有无线网卡的人都可以连到无线接入点。

6 常见的认证和加密方式组合

WPA是一个中间过渡标准，最终的安全解决标准是802.11i，WAP的认证方式是802.1X；加密方法是WEP、TKIP；WAP2的认证方式是802.1X；加密方法是WEP、TKIP和CCMP。即：

WPA=802.11i草案3=802.1X/EAP+WEP(可选)/TKIP

WPA2=802.11i=802.1X/EAP+WEP（可选）/TKIP/CCMP（AES-CCMP）

WAPI是中国无线局域网强制性标准中的安全机制，已获得ISO认可，将成为国际标准。实际上WAPI和802.11i物理层是一样的，只是协议和MAC层不一样，因此很容易在一个芯片上支持两种标准。

WPA、WPA2、802.11i的802.1X/EAP认证都要使用authentication server（认证服务器），对于大型企业环境来说，构建一台认证服务器没有问题，但对于家庭环境和小型办公室环境来说，构建一台认证服务器不太现实。为了解决这个问题，802.11i提供了一种简单的认证方法：PSK。

预共享密钥（PSK）需要事先在无线访问点（AP）和所有要访问无线网络的电脑上手动输入一相同的passphrase（这个词我不知道如何翻译，有些地方翻译为密码/口令，我觉得不太恰当），使用一种算法将passphrase转换为认证时使用的Pairwise Master Key（PMK），另外，在验证过程中，还要产生用于加密的动态密钥。这种进行认证(不使用认证服务器)/加密的方法称为WPA/WPA2-Personal或WPA/WPA2 Pre-Shared Key或WPA/WPA2-PSK；使用认证服务器进行认证/加密的方法称为WPA/WPA2-Enterprise。下面以文本图的形式对常见的不同认证方式做个总结。

方式1：

STA（如手机） ----------------------------- AP(事先设置密码)

Supplicant Authenticator

方式2：

STA（如手机）--------------AP ------------ 服务器（由服务器进行认证）

Supplicant Authenticator Authentication Server

7 结语

以上关于锐捷无线产品加密技术的简单解析，还有很多具体细节的问题没有涉及到。还请各位工程师从网络上获取相关文档并研究。经常访问锐捷社区无线版本的网页，http://bbs.ruijie.com.cn/?fromuser=unrecoverable找到最新的信息和资料。也非常欢迎您加我好友一起切磋技术，同时也欢迎各位在论坛上提问。

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