Wifi_认证 、关联 和 四次握手（WPA/WPA2）
概述
什么是 四次握手？
四次握手是 AP （authenticator） 和 （supplicant）进行四次信息交互，生成一个用于加密无线数据的秘钥。
Wifi的连接
让我们 从一次Wifi连接的过程入手。
用事实说话（先抓个包）
- 这个图的确是很抽象，可能有点劝退，不过不用担心，这个图可以先不看。
- 这个图只是想说明一点，WIFI建立连接的时候，在空气中传播的就是这些数据包。
- 而我们接下来就是要解释一下为什么要传这些包，包中都有一些什么比较重要的数据。
再重申一遍，四次握手是为了生成一个秘钥。
为什么要生成这个秘钥？
- 当然是为了加密 之后传输的数据包啊，不然你在网上冲浪的小秘密不就被发现了！！
WPA认证过程
先上图（上述抓包图的精简版）：
先说明一下 上图的虚线部分（为什么是虚线呢？）
- WPA2 是没有后续的那四次数据交互的 ，WPA才有。（当 设备同时支持WPA/WPA2时，默认选择更新一代的 WPA2）
- 首先是 认证 （Authentication）：STA 和 AP 互相认证一下对方是不是 802.11设备。
- 当然，主要是 AP 对 STA 做一下链路认证，确认其的合法性。
- 其次是 关联 （Association）：关联总是由STA发起的，实际上关联就是STA和AP间无线链路服务协商的过程。
- AP 在这时就已经将连接数 +1了（后续握手失败了 再 -1）
- 由 STA 发出请求包（内含 STA 支持的速率、信道、QoS 的能力，以及选择的接入认证和加密算法等等）
- 关联完成之后，就标志着 STA 与 AP 之间已经建立好了 无线链路，如果 STA 没有选择安全认证机制，STA 获得 IP 之后就可以直接进行数据交互了。（这就是链接数为什么在这就可以 +1 了。）
接下来就是重点了。
四次握手
还是先上图，后解释。
大家放心，图中的文字说明，后续会提取出来，方便大家阅读。
我错了，我还是先说一下图中出现的 “名词”吧。
- STA：就是客户端，最常见的一个实例就是——“手机”
- AP：接入点，无线局域网构建者，通常情况下就是——“路由器”
- PSK：STA 与 AP 直接约定的 “暗语” ，用于认证（Authentication）的，通常情况下就是 WIFI密码。
- SNonce：STA 生成的随机数。
- ANonce：AP生成的随机数。
- PMK：PMK 是由 ESSID + PSK（通俗的密码） 通过 SHA-1 （一个Hash 算法） 计算出来的。
- PTK：Pairwise Transit Key，用来加密 AP 和 STA 通讯的单播数据包，AP 与每个 STA 通讯的PTK都是唯一的。
- PTK = PRF（PMK + ANonce + SNonce + Mac（AA） + Mac （SA））
- PRF：是一个随机的函数
- PMK：Pairwise Master Key，PMK 会驻留在 AP 和 所有的 STA 中。
- MAC（AA/SA）：AP 和 STA 对应的 Mac 地址。
- MIC：Message Integrity Check，PTK 的前 16 位通过Hash算法得出，用于校验消息的完整性。
STA 和 AP 利用各自已知的 SSID 和 PSK 生成 PMK。
AP 的 SSID 和 PSK 是不会出现问题的；
SSID 也是 在扫描过程中 告知STA的，一般也不会有出入；
但 PSK（Wifi密码） 就不一定了，存在输入错误的可能。
- 如果STA端 PSK 错误，生成的 PMK 必然也会和 AP 生成的有出入，这会导致后续握手失败。
- 至于为什么失败，后续解释。
在第一次握手过程中，STA 利用自己生成的 PMK 和 SNonce 与 从 AP 那里拿到的 ASonce 生成了 PTK。
这里我们为了做区分，将这里的 PTK 叫做 —— sta_PTK。
在第二次握手过程中，AP 利用自己生成的 PMK 和 ANonce 与 从 STA 那里拿到的 SNonce 生成了PTK。
同样，我们把这里的 PTK 叫做——ap_PTK。
在第二次握手过程中，STA 将 自己生成 MIC 传给了AP。
MIC 是 sta_PTK 的前16位通过一个Hash算法算出来的，它会去和 ap_PTK 的前16位算出来的MIC去比对
- 如果校对失败，则握手失败，AP 将不会在理 STA 了。
- 如果校对成功，则进行后续确认环节，从这之后，每个数据包中都会包含 MIC。
小细节：大家有没有发现，重要的 PMK 和 PTK 是不会在数据包中体现的。
总结
说实话，我不太爱写最后的总结，一般都是 这样草草了事：
- That’s all , , thank you ! !
但这次还是稍微写一点吧，因为这次准备的时间比较长，但看上去并不充分，很多细节都被忽略了，只是简单聊了聊 “四次握手” 这回事儿，说的也不是很详细，但基本上把大致的结构说清楚了，也加了一些自己的理解，分享了一些自己发现的小细节。
当然，如有纰漏 欢迎指正。
That’s all , , thank you ! ! !
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