WPA2 and WPA3 Mixed Mode

當每一種新穎的技術不小心被發表的時候，短時間內並不是所有的產品都有辦法支援。假如這乙款新的技術有辦法向下相容的話，就會有一個所謂的過渡時期。Mixed Mode (混合模式)只不過是寫給End-User (終端使用者，即一般消費者)看的，較為專業的用辭叫Transition Mode (過渡模式)。就像當年WPA2 – Passphrase – CCMP被發表時，也有一個WPA2 Transition Mode一樣，Pairwise Cipher Suite可以同時支援TKIP和CCMP。

那麼WPA3 Transition Mode和WPA3 – SAE – CCMP Mode有何差異呢？前半段一樣會有Beacon、Probe Request和Probe Response；後半段一樣會有Association Request、Association Response和4-Way HandShaking。

假如使用者的STA只有支援WPA2，就會只有WPA2 – Passphrase的2-Way Authentication；假如使用者的STA有支援WPA3，就會是WPA3 – SAE Mode 的4-Way Authentication。我們可以觀察一下Beacon封包：

• Auth Key Management (AKM) Suite Count: 2
• Auth Key Management (AKM) Suite OUI / Type: 00:0F:AC (IEEE 802.11) / PSK (0x02)
• Auth Key Management (AKM) Suite OUI / Type: 00:0F:AC (IEEE 802.11) / SAE (SHA256, 0x08)
• RSN Capabilities:
• Management Frame Protection Required: False
• Management Frame Protection Capable: True

回頭複習一下：WPA and WPA2 Transition Mode的差異在哪兒？

• Pairwise Cipher Suite Count: 2
• Pairwise Cipher Suite OUI / Type: 00:0F:AC 00:0F:AC (IEEE 802.11) / AES (CCMP-128, 0x04)
• Pairwise Cipher Suite OUI / Type: 00:0F:AC 00:0F:AC (IEEE 802.11) / TKIP (0x02)

Related:

• WPA-PSK - TKIP Mode
• WPA-PSK - CCMP Mode
• WPA2-Passphrase - CCMP Mode
• WPA and WPA2 - TKIP and CCMP Mixed Mode
• WPA3 - SAE - CCMP Mode

WPA3 - SAE - CCMP Mode

回頭看看自己上一篇的文章記錄 (WPA and WPA2 - TKIP and CCMP Mixed Mode)都已經是2024年六月07日了！足足有一年的時間都沒有記錄心得，其實這些工作心得都寫在自己的記事本當中，只是工作繁忙沒啥時間整理。趁著現在還有一丁點的時間，就拿出來紀錄一下。

WPA3是Wi-Fi Alliance於2018年所發表的技術標準，目前主要的參考文件是：WPA3 Specification Version 3.5 (©2025 Wi-Fi Alliance. All Rights Reserved)。現今業界建議的最低加密標準是WPA2 and WPA3 Mixed Mode。

這裡記錄一下當使用者設定成WPA3 – SAE (Simultaneous Authentication of Equals, 對等實體同步驗證) – CCMP Mode的時候，它的封包內容長什麼樣子。首先，先看一下它的封包流程：

• #1044：Beacon Broadcast packet.
• #1049：The STA send Probe Request to the AP.
• #1050：The AP feedback Probe Response to the STA.
• #1055：The STA send Authentication (request, SAE Commit) to the AP.
• #1058：The AP feedback Authentication (response, SAE Commit) to the AP.
• #1060：The STA send Authentication (request, SAE Confirm) to the AP.
• #1063：The AP feedback Authentication (response, SAE Confirm) to the AP.
• #1065：The STA send Association Request to the AP.
• #1069：The AP feedback Association Response to the STA.

先看一下當使用者設定成WPA3 – SAE – CCMP模式的時候，Beacon封包長成甚麼樣子：

#1044：Beacon Broadcast packet.

• Group Cipher Suite OUI / Type: 00:0F:AC (IEEE 802.11) / AES (CCMP, 0x04)
• Pairwise Cipher Suite Count: 1
• Pairwise Cipher Suite OUI / Type: 00:0F:AC (IEEE 802.11) / AES (CCMP, 0x04)
• Auth Key Management (AKM) Suite Count: 1
• Auth Key Management (AKM) Suite OUI / Type: 00:0F:AC (IEEE 802.11) / SAE (SHA256, 0x08)
• RSN Capabilities:
• Management Frame Protection Required: True
• Management Frame Protection Capable: True

WPA3規範 IEEE802.11w (PMF, Protected Management Frame)的Required和Capable一定要設定成True；而SAE (SHA256, 0x08)的參考依據則是來自於IEEE 802.11 2020: Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications

接下來我們來觀察一下４組Authentication封包的資訊。

#1055：The STA send Authentication (request, SAE Commit) to the AP.

#1058：The AP feedback Authentication (response, SAE Commit) to the AP.

#1060：The STA send Authentication (request, SAE Confirm) to the AP.

#1063：The AP feedback Authentication (response, SAE Confirm) to the AP.

前面２組Authentication Commit的Authentication SEQ都是0x0001，而後面２組Authentication Confirm的Authentication SEQ都是0x0002。其中Authentication Algorithm: Simultaneous Authentication of Equals (SAE, 0x03)的參考來源如下圖：

而還有一個很重要的欄位Group ID: 256-bit random ECP group (19)，它的參考來源來自：

其實WPA3還有非常多的細節需要注意，在這裡族繁不及備載。

Refer: WPA3-SAE Mode

Related:

• WPA-PSK - TKIP Mode
• WPA-PSK - CCMP Mode
• WPA2-Passphrase - CCMP Mode
• WPA and WPA2 - TKIP and CCMP Mixed Mode

WPA and WPA2 - TKIP and CCMP Mixed Mode

這裡記錄一下當使用者設定成WPA and WPA2 - TKIP and CCMP Mixed Mode的時候，它的封包內容長什麼樣子。在這裡已經不想再抓全部的封包流程了，因為實在是半斤八兩，沒必要一直再作重複的事：

• The STA send Probe Request to the AP.
• The AP feedback Probe Response to the STA.
• The STA send Authentication (request) to the AP.
• The AP feedback Authentication (response) to the AP.
• The STA send Association Request to the AP.
• The AP feedback Association Response to the STA.
• The AP and the STA Unicast 4-Way handshaking.
• The AP and the STA Multicast / Broadcast 2-Way handshaking.

其中Authentication比較有差異，不一樣的加密方式，Authentication的次數也不一樣 (WEP – Shared Key和WPA3 – SAE要4次)；而4-Way / 2-Way handshaking要WPA才有。

這一次就直接看AP所發送的Beacon封包。

Mode: WPA and WPA2 Personal Mixed Mode
Cipher Suite: TKIP and CCMP Mixed Mode

• OUI: 00:0F:AC (IEEE 802.11)
• Group Cipher Suite Type: TKIP (2)
• Pairwise Cipher Suite Count: 2
• Pairwise Cipher Suite List:
• Pairwise Cipher Suite Type: AES (CCM) (4)
• Pairwise Cipher Suite Type: TKIP (2)
• Auth Key Management (AKM) Suite Count: 1
• Auth Key Management (AKM) Suite Type: PSK (2)
• RSN Capabilities:
• Management Frame Protection Required: False
• Management Frame Protection Capable: False

由此可見，當使用者設定成WPA and WPA2 – TKIP and CCMP Mixed Mode的時候，Multicast / Broadcast 封包會使用TKIP來加密；而Unicast封包則是有TKIP和CCMP這兩種選擇。

Releated:

• WPA-PSK - TKIP Mode
• WPA-PSK - CCMP Mode
• WPA2-Passphrase - CCMP Mode

WPA2-Passphrase - CCMP Mode

這裡記錄一下當使用者設定成WPA2-Passphrase - CCMP的時候，它的封包流程和內容長什麼樣子。

AP MAC Address: E8:C7:CF:AF:5C:C0
STA MAC Address: C4:04:15:22:64:9A

Security: WPA2 Personal
Cipher Suite: CCMP
Passphrase: 0987654321

#2946: The STA send Probe Request to AP.
(沒抓到): The AP feedback Probe Response to STA.
#2969: The STA send Authentication (request) to AP.
#2982: The AP feedback Authentication (response) to STA.
#2992: The STA send Association Request to AP.
#3004: The AP feedback Association Response to STA.
#3018, #3020, #3023, #3025: Unicast 4-Way handshaking.
#3028: Data packet; decrypted is a DHCP Request.

因為這一個案例是在Open Environment下抓的，並非在Sheilding Room / Box，所以有一些封包漏掉了，沒抓到！所以，我們就隨便找一個由AP所發出的Beacon封包：

#2941: The AP broadcast Beacon to ALL.

由上圖資訊可以得知：

• OUI: 00:0F:AC (IEEE 802.11 ；這是IEEE 802.11的OUI)
• RSN Version: 1
• Group Cipher Suite Type: AES (CCM) (4)
• Pairwise Cipher Suite Count: 1
• Pairwise Cipher Suite Type: AES (CCM) (4)
• Auth Key Management (AKM) Suite Count: 1
• Auth Key Management (AKM) Type: PSK (2)

這裡我們比對一下之前的WPA-PSK - TKIP Mode或是WPA-PSK - CCMP Mode，他是歸類在Tag: Vendor Specific: Microsoft Corp. : WPA Information Element (WPA Version: 1)；而在這裡的WPA2-Passphrase – CCMP Mode則是歸類在Tag: RSN Information (RSN Version: 1)。這是因為在IEEE 802.11i - 2004已經強制規範在WPA2 RSN (Roust Security Network，固安網路)為必要資訊，且強制使用CCMP的加密方式。

• RSN Capabilities:
• Management Frame Protection Required: False
• Management Frame Protection Capable: True

除此之外，IEEE 802.11i – 2004也規範MFP (Management Frame Protection，IEEE 802.11w)管理封包 (Management)的加密是有能力的 (Capable)。我們隨便選一個Data封包：

#3028: Data packet; decrypted is a DHCP Request.

這一個Data封包，一樣也有一個CCMP Parameters的欄位資訊，表示是由CCMP來加密。

WPA-PSK - CCMP Mode

這裡記錄一下當使用者設定成WPA-PSK - CCMP的時候，它的封包流程和內容長什麼樣子。

AP MAC Address: 00:12:0E:C1:D7:09
STA MAC Address: C0:FF:D4:D4:E9:BA

Security: WPA1 Personal
Cipher Suite: CCMP
Pre-Shared Key: 0987654321

#119: The STA send Probe Request to AP.
#122: The AP feedback Probe Response to STA.
#123: The STA send Authentication (request) to AP.
#125: The AP feedback Authentication (response) to STA.
#127: The STA send Association Request to AP.
#129: The AP feedback Association Response to STA.
#141, #143, #145, #151: Unicast 4-Way handshaking.
#155, #159: Multicast / Broadcast 2-Way handshaking.
#165: Data packet; decrypted is a DHCP Offer.

基於TKIP的經驗，這回直接看Probe Response封包：
#122: The AP feedback Probe Response to STA.

由上圖資訊可以得知：

• OUI: 00:50:F2 (Microsoft Corp. ；這是微軟的OUI)
• WPA Version: 1
• Multicast Cipher Suite Type: AES (CCM) (4)
• Unicast Cipher Suite: AES (CCM) (4)
• Authentication Key Management Type: PSK (2)

AES (Advanced Encryption Standard；進階加密標準)和CCMP (Counter Mode with CBC-MAC Protocol；計數器模式與密碼塊鏈資訊認證)就某種程度上而言是一模一樣的東西。IEEE 802.11的定義如下：

#165: Data packet; decrypted is a DHCP Offer.

這一個Data封包，多了一個CCMP Parameters的欄位資訊，表示是由CCMP來加密。

由此可見，WPA TKIP和CCMP的差異就在於Multicast / Unicast的Ciphrt Suite。

Refer: CWSP – CCMP Encryption Method

Releated: WPA-PSK - TKIP Mode

WPA-PSK - TKIP Mode

這裡記錄一下當使用者設定成WPA-PSK - TKIP的時候，它的封包流程和內容長什麼樣子。

AP MAC Address: 00:12:0E:C1:D7:08
STA MAC Address: C0:FF:D4:D4:E9:BA

Security: WPA1 Personal
Cipher Suite: TKIP
Pre-Shared Key: 0987654321

#292: The STA send Probe Request to AP.
#300: The AP feedback Probe Response to STA.
#294: The STA send Authentication (request) to AP.
#302: The AP feedback Authentication (response) to STA.
#304: The STA send Association Request to AP.
#306: The AP feedback Association Response to STA.
#332, #334, #336, #338: Unicast 4-Way handsharking.
#340, #342: Multicast / Broadcast 2-Way hsndsharking.

#294: The STA send Authentication (request) to AP.

#302: The AP feedback Authentication (response) to STA.

由Authentication SEQ分別為0x0001和0x0002可以得知AP和STA之間認證成功；但是會帶RSN-IE的４種封包當中，與AP有關的是Beacon和Probe Response。所以，我們回過頭來檢查一下Probe Response：

#300: The AP feedback Probe Response to STA.

由上圖資訊可以得知：

• OUI: 00:50:F2 (Microsoft Corp. ；這是微軟的OUI)
• WPA Version: 1
• Multicast Cipher Suite Type: TKIP (2)
• Unicast Cipher Suite: TKIP (2)
• Authentication Key Management Type: PSK (2)

而IEEE 802.11是如何規範Unicast / Multicast Cipher Suite Type 的？

Authentication Key Management Type的部份：

我們隨便檢查一個Data封包：

會發現多了一個TKIP Parameters欄位，代表這一個封包的Cipher Suite是用TKIP；因為TKIP有向下相容於WEP，所以依樣會有Initialization Vector (初始化向量)和Key Index (金鑰索引)的欄位資訊。因為這個封包已經經過WireShark來解密，所以可以得知這是一個DHCP Ack封包。

Refer: CWSP – TKIP Encryption Method

Static WEP - Shared Key Mode

這裡記錄一下當使用者設定成Static WEP – Shared Key的時候，它的封包流程和內容長什麼樣子。

從上頭的流程圖可以得知：NONE Security和Open System只有2道認證；而Shared Key則是需要4道。

AP MAC Address: E8:C7:CF:AF:59:40
STA MAC Address: 80:86:F2:83:07:0C

Security: Static WEP
Authentication: Open System / Shared Key
Key Length: 64-bit / 128-bit
Key Type: ASCII / Hex
Key Index: 1
Key1 / 2 / 3 / 4: ABCDE / N / A / N / A / N / A

#619: The STA send Authentication (request) to AP.
#627: The AP feedback Authentication (response) with cleartext challenge (口令盤查) to STA.
#625: The STA send Authentication (request) with encrypted cleartext challenge (WEP加密過的口令盤查) to AP.
#629: The AP feedback Authentication (response) to STA.
#631: The STA send Association Request to AP.
#634: The AP feedback Association Response to STA.

這一次偷懶，並沒有抓AP和STA的Probe Request / Response封包，因為這本來就會有的；直接從Authentication開始抓。其中#627和#625的順序剛好對調，這是因為接收封包的軟體順序的問題，並不代表AP和STA的行為錯誤。

#619: The STA send Authentication (request) to AP.

Authentication Algorithm現在是設定成 Shared Key (1)。

#627: The AP feedback Authentication (response) with cleartext challenge (口令盤查) to STA.

AP回覆128 Bytes的Challenge Text。

#625: The STA send Authentication (request) with encrypted cleartext challenge (WEP加密過的口令盤查) to AP.

這一個封包已經先行經過WEP解密，所以才看的到封包內容。STA也回覆128 Bytes的Challenge Text，但是有經過WEP加密過。

#629: The AP feedback Authentication (response) to STA.

最後一個封包，AP回覆Status Code: Successful (0x0000)，表示認證成功。留意這四組封包：#619、#627、#625、#629，它們的Authentication SEQ依序為：0x0001、0x0002、0x0003、0x0004，也表示這一個完整的認證過程。再補充IEEE 802.11對Authentication Algorithm的規範：

Refer: CWSP-Legacy 802.11 Security

Related:

• Wired Equivalent Privacy
• Wireless WEP Encryption
• Static WEP - Open System Mode

Static WEP - Open System Mode

這裡記錄一下當使用者設定成Static WEP – Open System的時候，它的封包流程和內容長什麼樣子。

AP MAC Address: E8:C7:CF:AF:5C:C0
STA MAC Address: C0:FF:D4:D4:E9:BA

Security: Static WEP
Authentication: Open System / Shared Key
Key Length: 64-bit / 128-bit
Key Type: ASCII / Hex
Key Index: 1
Key1 / 2 / 3 / 4: ABCDE / N / A / N / A / N / A

#4449: The STA send Probe Request.
#4486: The AP feedback Probe Response.
#4471: The STA send Authentication (request) to AP.
#4521: The AP feedback Authentication (response) to STA.
#4523: The STA send Association Request to AP.
#4527: The AP feedback Association Response to STA.

#4471: The STA send Authentication (request) to AP.

#4521: The AP feedback Authentication (response) to STA.

找一個Data封包 #4558 看一下內容：

它會告訴你Protected Flag: Data is protected；且下面還多了WEP Parameters的相關參數，告訴你這個資料封包是用WEP方式加密。而加密內容是一堆亂碼。然後我們用WireShark來解密WEP：

原來這是一個ICMPv6的封包！所以，Static WEP – Open System和NONE Security的流程和封包非常相似，差別在於Data封包是否有加密。

Related:

• Wired Equivalent Privacy
• Wireless WEP Encryption

Wireless WEP Encryption

這一篇文章記錄一下Wireless傳統 (Legacy or Pre-RSNA)的加密方式─WEP (Wired Equivalent Privacy，有線等效加密)；WEP還細分成２種類型：Open System (開放式系統)和Shared Key (共享金鑰)。現在的無線AP產品要設定WEP，必須要先將模組設定成Legacy Mode，即IEEE 802.11 b/g (2.4 GHz)或是IEEE 802.11 a (5 GHz)。

Security: Static WEP
Authentication: Open System / Shared Key
Key Length: 64-bit / 128-bit / 256-bit
Key Type: ASCII / Hex
Key Index: 1
Key1: ABCDE
Key2: N / A
Key3: N / A
Key4: N / A

這邊要先解釋一下WEP Key的設定規則：

Key Index (金鑰索引)：代表我現在要使用哪一把鑰匙，這一部份很好理解。

Key Type (金鑰類型)：是ASCII碼還是Hexadecimal？”ABCDE”就是ASCII碼；而4142434445就是Hexadecimal (0x41, 0x42, 0x43, 0x44, 0x45)。

Key Length (金鑰長度)：這一部份有點兒複雜，依照IEEE 802.11官方的說法，64-bit和128-bit分別是WEP40和WEP104；而256-bit的WEP232 IEEE802.11並無此一規範，但在當時有的廠商會私底下實做。

WEP的加密協定前24-bit (8 Bytes)是屬於Initialization Vector (IV，初始化向量)，所以剩下的 bits (64-24 = 40; 128-24 = 104; 256-24 = 232)才是使用者所輸入的Key值。所以換句話說：

WEP40 (64-bit)：5個ASCII碼 (ABCDE)，或是10個16進制值 (4142434445)。

WEP104 (128-bit)：13個ASCII碼 (ABCDEFGHIJKLM)，或是26個16進制值 (41424344454647484950515253)。

WEP232 (256-bit)：29個ASCII碼 (ABCDE…. XYZabc)，或是58個16進制值 (4142434445….58595A616263)。

由此可見，WEP的Key值輸入對於End User而言，並不是那麼友善，因為並不是每個使用者都清楚何時該輸入多少個字母。

無論是WEP40 / WEP104 / WEP232，後面的40-bit / 104-bit / 232-bit都是由使用者來輸入的Key值 (Static)；真正會變動的只有前面24-bit的IV，即2 ^ 24 = 16,777,216種組合。以現在的CPU運算速度而言，約10~15分鐘左右即可破解。

於是乎，後還就有一些專家學者陸續地開發出WEP+ / WEP2 / Dynamic WEP；但是前兩者並未實作，而Dynamic WEP則進化為後來的WPA TKIP。

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Wired Equivalent Privacy

Wired Equivalent Privacy

有線等效加密 (WEP, Wired Equivalent Privacy)，又稱無線加密協定 (Wireless Encryption Protocol, WEP)，是個保護無線網路資料安全的體制，於1997年，由IEEE802.11制定與發佈。

WEP採用64-bit或128-bit的金鑰加密 [其中24-bit用來給初始化向量 (Initialization Vector, IV) ]，故64-bit可用的密碼 (Secret Key)是64 – 24 = 40-bit (WEP40)；也就是10個16進制數字。而128-bit可用的密碼是128 – 24 = 104-bit (WEP104)；也就是26個16進制數字。這種用法曾經被廣泛使用，也是當時路由器給使用者的預設組態。

因為無線網路是用無線電把訊息傳播出去，它特別容易被竊聽。WEP的設計是要提供和傳統有線的區域網路相當的機密性，而依此命名的。不過密碼分析學家已經找出有線等效加密幾個弱點，因此在2003年被Wi-Fi Protected Access (WPA)取代，隨著2004年發佈完整IEEE 802.11i標準，其中所制定的WPA2淘汰了WEP40與WEP104。
最初WEP僅適用於802.11a與802.11b，而其後的第一代WPA適用於802.11g。但隨著部份廠商升級自家802.11b產品的韌體，亦能採用WPA加密。

WEP是1999年9月通過的IEEE 802.11標準的一部分，使用RC4串流加密技術達到機密性，並使用CRC-32 驗和達到資料正確性。其後於2004年正式由IEEE 802.11i明文淘汰WEP標準。

標準的64位元WEP使用40位元的鑰匙接上24位元的初向量 (initialization vector，IV)成為RC4用的鑰匙。在起草原始的WEP標準的時候，美國政府在加密技術的輸出限制中限制了鑰匙的長度，其後這個限制放寬之後，眾多的主要業者都用104位元的鑰匙實作了128位元的WEP延伸協定。使用者輸入128位元的WEP鑰匙的方法一般都是用含有26個十六進位數（0-9和A-F）的字串來表示，每個字元代表鑰匙中的4個位元，4 * 26 = 104位元，再加上24位元的IV就成了所謂的"128位元WEP鑰匙"。有些廠商還提供256位元的WEP系統，就像上面講的，24位元是IV，實際上剩下232位元作為保護之用，典型的作法是用58個十六進位數來輸入，(58 * 4 = 232位元) + 24個IV位元 = 256個WEP位元。

鑰匙長度不是WEP安全性的主要因素，破解較長的鑰匙需要攔截較多的封包，但是有某些主動式的攻擊可以激發所需的流量。WEP還有其他的弱點，包括IV雷同的可能性和變造的封包，這些用長一點的鑰匙根本沒有用，見Stream Cipher Attack一頁。

WPA支援開放系統認證 (Open System)與共享密鑰認證 (Shared Key)。

因為RC4是流加密的一種，同一個鑰匙絕不能使用二次，所以使用 (雖然是用明文傳送的) IV的目的就是要避免重複；然而24位元的IV並沒有長到足以擔保在忙碌的網路上不會重複，而且IV的使用方式也使其可能遭受到關連式鑰匙攻擊。

許多WEP系統要求鑰匙得用十六進位格式指定，有些使用者會選擇在有限的0-9 A-F的十六進位字元集中可以拼成英文詞的鑰匙，如C0DE C0DE C0DE C0DE，這種鑰匙很容易被猜出來。

在2001年8月，Fluhrer et al.發表了針對WEP的密碼分析，利用RC4加解密和IV的使用方式的特性，結果在網路上偷聽幾個小時之後，就可以把RC4的鑰匙破解出來。這個攻擊方式很快就實作出來了，而自動化的工具也釋出了，只要用個人電腦、現成的硬體和免費可得的軟體 (例：aircrack-ng)就能進行這種攻擊。

Cam-Winget et al. (2003)審查了WEP的各種短處，他們寫下「在實際場所實驗的結果顯示，只要有合適的儀器，就可以在一英里之外或更遠的地方偷聽由WEP保護的網路。」他們也報告了兩個一般的弱點：
1. WEP不是強制使用的，使得許多設施根本就沒有啟動WEP
2. WEP並不包含Key Management Protocol (金鑰管理)，郤依賴在使用者間共享一個秘密鑰匙。

在2005年，美國聯邦調查局的一組人展示了用公開可得的工具可以在三分鐘內破解一個用WEP保護的網路。

再者，若802.11網路有連上網際網路，攻擊方可以在802.11訊框 (Fragmentation)上編造新的IP標頭 (Header)，做出重送竊聽封包。而該AP會解密這些封包然後重送給在網際網路另一端正常情況下的收方 (Client)，如此攻擊方可以即時解密WEP使用的金鑰。

對WEP安全問題最廣為推薦的解法是換到WPA或WPA2，不論哪個都比WEP安全。有些古老的Wi-Fi存取點可能需要汰換或是把它們記憶體中的作業系統升級才行，不過替換費用相對而言並不貴。另一種方案是用某種穿隧協定，如IPsec。

Wireless NONE Security Mode

在無線網路 (Wireless)的世界中，最重要的就是認證 (Authentication)和連線 (Association)。因為它並不像有線網路 (Ethernet)，當你人在辦公室，你不是這間公司的員工，就是這間公司的訪客；而當你在咖啡廳的時候，你的身份也有可能只是顧客而已。

這一篇文章記錄一下，當無線網路沒有使用任何加密技術的時候，它的封包流程和內容長什麼樣子。

AP MAC Address: E8:C7:CF:AF:5C:C0
STA MAC Address: C0:FF:D4:D4:E9:BA
Security: NONE
WireShark Filter command: (wlan.addr == E8:C7:CF:AF:5C:C0) && (wlan.addr == C0:FF:D4:D4:E9:BA)
/* 找出同時擁有AP和STA MAC Address的封包 */

#968: The STA send Probe Request.
#970: The AP feedback Probe Response.
#972: The STA send Authentication (request) to AP.
#983: The AP feedback Authentication (response) to STA.
#989: The STA send Association Request to AP.
#993: The AP feedback Association Response to STA.

所有的STA和AP的連線過程中，一定會有STA發送Probe Request (探測詢問)和AP的Probe Response (探測回覆)，這是用來告知彼此之間的能力 (Capability)。

#972: The STA send Authentication (request) to AP.

#983: The AP feedback Authentication (response) to STA.

因為無線網路的Unicast封包有Atomic Operation的特性─單點傳播的封包，一定是有去有回，所以Sequence Number一定會是連續的 (0x0001和0x0002)。而從Status Code: Successful (0x0000)得知這個認證是成功的。

所以，以沒有加密的方式進行連線，在所有Layer 3以上的協定內容全部都看的到，DHCP、IGMPv6等等。隨便點選一個Data封包，它會告訴你Protected Flag: Data is not protected.

這裡再補充一下：Authentication Algorithm (認證演算法)IEEE 802.11是如何規範的？

鳥不拉雞的Wireless筆記。。。。。

大年初三....不知道要幹嘛。。。。。想一想有啥鬼東西可以整理的....看到自己的記事本還記錄了一些之前做的關於無線網路的筆記，雖然這些對於高手而言都是皮毛，不過畢竟是自己的學習紀錄，還是把它們抄過來好了！

◎ 無線網路對於"速度"的指標~MCS (Modulation and Coding Scheme)─模組及編碼策略表。用意在於不需要去背誦每乙種Wireless (IEEE 802.11 b/a/g/n/ac/ax)所定義的速度，而直接用MCS來做查詢。

◎ Coding Rate N / M 表示當傳送 M bit 的資料時，只有 N bit 是真正有效的資料，即「資料有效率」。

◎ Short Guard Interval (SGI)，短保護區間，好像是指在無線網路中展頻技術間訊號傳送的時間間隔，SGI越短，傳輸速率越高。

◎ 早期的無線網路技術IEEE 802.11b/a/g只需要1根天線 (Antenna)即可。但 IEEE 802.11n 之後是一個分水嶺需要2跟以上的天線，對多到4根天線。因為多了MIMO (Multi Input Multi Output)技術。

◎ 傳輸速率之所以提高，並不是"單一天線的速率提高"，而是因為使用了MIMO技術。

◎ 目前常見的產品多為 1T2R / 2T2R / 2T3R / 3T3R ；雖然 11n 可以支援到4根天線，但市面上並沒有 3T4R / 4T4R 的產品。

◎ 天線的「訊號強度」取決於訊號的「發射功率」即dBm。所以並沒有「天線數量越多，發射訊號越強」這種謬論。

◎ 11n的MIMO其實指的是SU-MIMO (Single User MIMO)；而 11ac 則是MU-MIMI (Multi User MIMO)。

◎ SNR，Signal-to-Noise Rate，訊號雜訊比率，簡稱訊噪比。BER，Bit Error Rate，位元錯誤率。

◎ TPS (Transmit Power System，傳輸功率系統)和DFS (Dynamic Frequency Selection，動態頻道選擇)是5 GHz才有的東西。

◎ 相較於2.4 GHz的頻率，頻道單純 (FCC: 13 Channels; ETSI: 11 Channels; JAP: 14 Channels)，而5 GHz的頻道較多且雜，有一些甚至還會覆蓋和干擾到軍用的雷達頻道。此一部份在FCC並無太大的問題；但在ETSI則是遇到很大的瓶頸，因為歐盟許多國家的軍用雷達都是使用5 GHz這個頻率。所以賣到歐盟的產品必須經過TPS和DFS的認證。

◎ DFS的功能是當偵測到軍用雷達的頻道時，要能夠自動地切換到其它的頻道。

◎ Wi-Fi應用在IoT的領域中，擴大Wireless涵蓋範圍的方法，不外乎有三種：

1. 加大天線，提高功率：無論天線和功率如何地放大，都不能夠超過當地國家地區的相關法規。

2. 使用橋接器 (Bridge)和中繼器 (Repeater)：會耗掉一半的頻寬在做訊號的處理，對於ThroughPut無法有效地提昇。

3. 新增另一個AP：容易發生無線訊號品質不佳的狀況。當使用者從AP1移動到AP2時，因無法觸發漫遊的臨界值導致於設備上在與AP1連線，但訊號品質不佳，卻又無法自動地切換到AP2。

◎ 為了解決上述3點的問題，Wi-Fi Mesh Network (無線網狀網路)應運而生。相關規範：

1. IEEE 802.11k：Neighbor Report (鄰居報告)。
2. IEEE 802.11v：Wireless Network Managerment (無線網路管理)。
3. IEEE 802.11r：Fast Transmission Roaming (快速傳遞漫遊)。
4. IEEE 802.11x：Network Access Control (網路存取控制)。

◎ Wireless Mesh Network的主要功能：
1. 無縫漫遊 (Seamless Roaming)。
2. 頻段引導 (Band Steering)。
3. 自我修復 (Self-Healing)。
4. 裝置引導 (Client Steering)。

◎ IEEE 802.11ac Wave 2有4個特性：
1. 256-QAM
2. 80 / 160 MHz Bandwidth
3. Higher Spatial Stream
4. MU-MIMO

◎ IEEE 802.11n，20 / 40 MHz Bandwidth
◎ IEEE 802.11ac Wave 1，80 MHz Bandwidth
◎ IEEE 802.11ac Wave 2，80 / 160 MHz Bandwidth

◎ Beacon Interval (信標間隔)：一般的無線網卡都是在做被動式掃描 (Passive Scanning)，即在作業系統下開啟無線網路的相關管理程式。它會一直在做輪詢 (Polling)掃描ISM頻道，而掃描的依據則是Wi-Fi AP所釋放出的Beacon訊框，掃描道之後才會顯示在軟體上的ESSID欄位。

1. 間隔調高：較不占頻寬資源，提昇網路效能，Client端較省電，因為不會一直掃到。
2. 間隔調低：較占頻寬資源，因為AP一直釋放Beacon訊框；優點是Client端易於連上AP。
3. 應用時機：當Client屬於移動狀態，或是戶外公開場合，可把信標間隔調低 (單位：微秒 10 ^ -6)。

◎ RTS / CTS Threshold (Request / Clear To Send Threshold)：要求 / 允許傳送門檻。基於Wireless的CAMA/CA機制，當Wireless在溝通時，會產生封包碰撞的問題，而且大封包更容易產生。此一功能的目的即設定大於多少的訊框 (Frame)大小才啟用此一功能。需要設定此一功能的時機為：Client端眾多、RF頻譜干擾嚴重、無線傳輸距離較長、Client端處於移動模式。2312~2346即不啟用；啟用時是把值設定成小於2312。

◎ DTIM (Delivery Traffic Indication Message/Map)：AP要幫Client端省電的功能。運作方式是當Client進入省電模式時，AP會幫Client暫存資料；醒來之後Client端會檢查AP的Beacon訊框是否帶有DTIM參數；若有，AP才會把暫存的資料丟給Client。設定值的用意是「多少間隔Beacon才包含DTIM訊框」設定值高對Client較省電 (Client端可休眠時間較長)，AP效能較差 (因為幫Client端暫存的資料較多)，反之亦然！

◎ CTS Preotection Mode：減少11b和11g之間的訊框碰撞；開啟之後訊號會變差。

◎ ACK Distance / Timing：和傳輸速率及距離有關，即AP和Client之間的最遠距離。

◎ Framementation Threshold (片段門檻)：無線網路的訊框大小；較大的訊框對於傳輸品質較穩定。

◎ Frame Burst (訊框爆炸)：可以提昇無線網路的利用率。在Client極少的狀況下使用，因為無線網路非常空閒。

◎ Interference Mitigation (阻礙減緩)：在Client較多的情況下使用，可以降低Client之間彼此的干擾。

◎ IEEE 802.11 Preamble：長，容錯性高，增加對11b的相容性；短，容錯性差，但ThroughPut較佳。

◎ WMM (Wireless Multi Media)：簡言之，就是IEEE 802.11上的QoS機制。

◎ IEEE 802.11ac只支援5 GHz；IEEE 802.11n只支援2.4 GHz。

◎ 4x4:4 MU-MIMO：支援4組空間串流 (Spatial Stream)。

◎ IEEE 802.11是用CAMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)，多重載波碰撞避免。

◎ 因為無線網路是開放式的，所以認證 (Authentication)和保密 (Privacy)就很重要。

◎ 保密又分為加密 (Encryption)和解密 (Decryption)。

◎ MultiCast Tx Rate：可以控制Wireless的BroadCast和MultiCast的傳輸流量，密免影響到其他的封包。

Linux的wpa_passphrase指令

Errr....這乙次自己要記錄的心得筆記是Linux下的wpa_passphrase指令。其實這一個指令是和Wireless (無線網路)有關，指令很簡單，但它背後所牽扯到的相關Know-How錯綜複雜，但在這兒也沒打算贅述 (寫下去就沒完沒了了)。在Linux下，wpa_*開頭的相關指令除了wpa_passphrase之外，還有wpa_cli和wpa_supplicant。

WPA指的是無線網路的加密技術，總共計有WEP (Wired Equivalent Privacy，有線等效加密協定)、WPA (Wi-Fi Protected Access，無線保護存取)、WPA2和WPA3等等；WPA只不過是個通稱而已。而wpa_passphrase指令的功能也很簡單，就是把ESSID (Extended Service Set Identifier)和PSK (Pre-Shared Key，預先共享金鑰) 2個東西一起做一個加密的動作 (或是行為)。用法如下：

wpa_passphrase "(Your ESSID)" (Your PSK)

範例如下：

[root@localhost ~]# 
[root@localhost ~]# wpa_passphrase "PICASSO_1234" 0987654321
network={
        ssid="PICASSO_1234"
        #psk="0987654321"
        psk=17b53e93e75d3199be569fedc6d18ad54e9682d5df4f37325870cad6a4111529
}
[root@localhost ~]# 

"PICASSO_1234"就是我們的ESSID，而0987654321就是PSK。指令輸出的結果，有註解符號 (#)的那一 行，就是PSK未加密過的明碼；而下面那一行落落長長的PSK才是被加密過的！假如我們只需要已加密過的PSK，則可 善用管線 (Pipe)把我們所需的資料過濾出來：

[root@localhost ~]# 
[root@localhost ~]# wpa_passphrase "PICASSO_1234" 0987654321 | grep "psk" | grep -v "#" | cut -d '=' -f 2
17b53e93e75d3199be569fedc6d18ad54e9682d5df4f37325870cad6a4111529
[root@localhost ~]#