无线安全——WPA加密及WPA2-PSK的破解

WPA加密算法有两个版本：
    WPA = 802.1x + EAP + TKIP + MIC  （WPA-PSK = Pre-shared Key + TKIP + MIC）
    WPA2 (802.11i) = 802.1x + EAP + AES + CCMP   （WPA2-PSK = Pre-shared Key + AES + CCMP）
    这里802.1x + EAP，Pre-shared Key是身份校验算法（WEP没有设置有身份验证机制）
    TKIP和AES是数据传输加密算法（类似于WEP加密的RC4 算法）
    MIC和CCMP是数据完整性编码校验算法（类似于WEP中CRC32算法）
WPA 认证方式：
    802.1x + EAP （工业级的，安全要求高的地方用。需要认证服务器）
    Pre-shared Key （家庭用的，用在安全要求低的地方。不需要服务器）
    EAP 扩展认证协议，是一种架构。而不是定义了算法。常见的有LEAP，MD5，TTLS，TLS，PEAP，SRP，SIM，AKA 。其中的TLS 和TTLS 是双向认证模式。这个和网络银行的安全方式差不多。这个认证方式是不怕网络劫持和字典攻击的。而MD5 是单向认证的。无法抵抗网络劫持，中间人攻击。
WPA-PK的破解：
    不像WEP一样抓很多的包就能够破解出密码，目前WPA-PSK的破解几乎还是靠字典，而且要先捕捉到握手包（4way-handshake 四次握手包，其中包含了SSID, AP_MAC, STATION_MAC, ANonce, SNonce, MIC）。为什么会有这样一个包呢，我们先来看看WPA-PSK验证的四次握手：通信过程如图

    初始化：使用 SSID 和PSK，使用以下算法产生PMK（Pairwise Master Key）
            在WPA-PSK 中，PMK = SHA1(passphrase，SSID，SSID length，4096)

            注：在认证阶段中，计算PMK的过程开销比较大，是我们破解时长的关键，所以我们可以采用以空间换时间的策略，把PMK 事先生成好，这个事先生成好的表就是常说的HASH表（生成PMK的算法是一种哈希），这个工作是用airlib-ng这个工具来完成的。
    第一次握手：AP广播SSID和自身MAC地址，即AP_MAC → STATION，STATION 端使用接收到的SSID，AP_MAC和PSK，使用同样算法产生PMK
    第二次握手：STATION 发送一个随机数SNonce 和自身的MAC地址给AP，即STATION_MAC → AP，AP端接受到SNonce和STATION_MAC后产生一个随机数ANonce，然后用PMK，AP_MAC，STATION_MAC，SNonce和ANonce 用以下算法产生PTK（Pairwise Temporary Key）：
    PTK=SHA1_PRF(PMK, Len(PMK), "Pairwise key expansion", MIN(AP_MAC, STATION_MAC) || MAX(AP_MAC, STATION_MAC) || 
            MIN(ANonce, SNonce) || MAX(ANonce, SNonce))

    提取这个PTK 前16 个字节组成一个MIC_KEY（Message Integrality Check）

    第三次握手：AP发送上面产生的ANonce给STATION，即ANonce → STATION，STATION 端用接收到ANonce 和以前产生的PMK，SNonce，AP_MAC和STATION_MAC用同样的算法产生PTK。提取这个PTK 前16 个字节组成一个MIC_KEY并使用以下算法产生MIC值：给定MIC_KEY 和一个802.1x data 数据帧，有：MIC = HMAC_MD5(MIC Key，16，802.1x data)

     第四次握手：STATION 端用上面那个准备好的802.1x 数据帧在最后填充上MIC值和两个字节的0（十六进制）让后发送这个数据帧到AP，即802.1x data，MIC → AP。AP端收到这个数据帧后提取这个MIC。并把这个数据帧的MIC部分都填上0（十六进制）这时用这个802.1x data 数据帧，和用上面AP产生的MIC_KEY 使用同样的算法得出MIC’。如果MIC’等于STATION 发送过来的MIC。那么第四次         握手成功。若不等说明则AP 和STATION 的密钥不相同，或STATION 发过来的数据帧受到过中间人攻击，原数据被篡改过，握手失败。

破解实例(模拟环境，仅供学习！)：

    环境：Kali Linux

    工具：Aircrack-ng

    STEP 1：将网卡设置为监听状态，命令如下：

（注：在wlan0后面加上个数字可指定无线网卡监听的频道，如，这样在后续操作中就不会遇到频道不匹配的问题。但是，我们怎么知道攻击目标工作在哪个频道呢？所以，我们可以先用不指定工作频道的命令查看目标频道后，再用带频道参数的命令重新设置监听状态）

这时利用ifconfig –a命令查看网络状态，可发现新增了一个mon0

    STEP 2：查看当前无线网络的状态，我们的攻击目标为ESSID为YY的无线网络，命令如下：

    STEP 3：开始抓包（目标是抓到四次握手包），命令如下：

    参数解释：-c：监听频道    -w：保存监听事件的文件名

    STEP 4：使用Deauth攻击，使我们尽快抓到“四次握手包”。命令如下：

    参数解释：-0：采用Deauth攻击     5：进行5次攻击    -a：AP的MAC地址    -c：已连接该AP的客户端的MAC地址

    当捕获到“四次握手包后”，执行STEP 3的终端窗口的右上角会显示如下信息：

 

    STEP 5：通过捕获到的“四次握手包”和字典（我这里用的是metasploit自带的字典）破解密码。输入命令并按回车，输入要破解的那个无线网络的索引后，即可开始破解。命令如下：

    参数解释：-w：设置字典，后跟字典路径    hac-05.cap：STEP 3中设置的文件名

    如果密码包含在字典文件中，则破解迟早会成功（只是时间问题，示例用的密码是12345678，是弱口令，包含在字典文件中，所以很快就破解成功了），否则破解失败。所以，如果不是弱口令的话，WPA是很难很难破解的。

参考资料：

    1、深入解析无线WEP和WPA密码及破解原理