WPA-PSK(WPA-Preshared Key,WPA预共享密钥)是指WEP预分配共享密钥的认证方式,在加密方式和密钥的验证方式上作了修改,使其安全性更高。
WPA2 (WPA 第二版) 是Wi-Fi 联盟对采用IEEE 802.11i 安全增强功能的产品的认证计划。简单一点理解,WPA2是基于WPA的一种新的加密方式。
WPA2-PSK AES则是采用更高级加密标准。
拓展资料:
WPA全名为Wi-Fi Protected Access,Wi-Fi网络安全接入,有WPA和WPA2两个标准,是一种保护无线电脑网络(Wi-Fi)安全的系统,它是应研究者在前一代的系统有线等效加密(WEP)中找到的几个严重的弱点而产生的。WPA实作了IEEE 802.11i标准的大部分,是在802.11i完备之前替代WEP的过渡方案。WPA的设计可以用在所有的无线网卡上,但未必能用在第一代的无线取用点上。WPA2具备完整的标准体系,但其不能被应用在某些老旧型号的网卡上。
WPA(Wi-Fi Protected Access)加密方式目前有四种认证方式:WPA、WPA-PSK、WPA2、WPA2-PSK。采用的加密算法有二种:AES(Advanced Encryption Standard高级加密算法)和TKIP(Temporal Key Integrity Protocol临时密钥完整性协议)。
l WPA
WPA是用来替代WEP的。WPA继承了WEP的基本原理而又弥补了WEP的缺点:WPA加强了生成加密密钥的算法,因此即便收集到分组信息并对其进行解析,也几乎无法计算出通用密钥;WPA中还增加了防止数据中途被篡改的功能和认证功能。
l WPA-PSK(预先共享密钥Wi-Fi保护访问)
WPA-PSK适用于个人或普通家庭网络,使用预先共享密钥,秘钥设置的密码越长,安全性越高。WPA-PSK只能使用TKIP加密方式。
l WPA2(WPA第二版)
WPA2是WPA的增强型版本,与WPA相比,WPA2新增了支持AES的加密方式。
l WPA2-PSK
WPA-PSK类似,适用于个人或普通家庭网络,使用预先共享密钥,支持TKIP和AES两种加密方式。
AES加密过程涉及到 4 种操作,分别是字节替代、行移位、列混淆和轮密钥加。
1.字节替换:字节代替的主要功能是通过S盒完成一个字节到另外一个字节的映射。
2.行移位:行移位的功能是实现一个4x4矩阵内部字节之间的置换。
4.轮密钥加:加密过程中,每轮的输入与轮密钥异或一次(当前分组和扩展密钥的一部分进行按位异或);因为二进制数连续异或一个数结果是不变的,所以在解密时再异或上该轮的密钥即可恢复输入。
5.密钥扩展:其复杂性是确保算法安全性的重要部分。当分组长度和密钥长度都是128位时,AES的加密算法共迭代10轮,需要10个子密钥。AES的密钥扩展的目的是将输入的128位密钥扩展成11个128位的子密钥。AES的密钥扩展算法是以字为一个基本单位(一个字为4个字节),刚好是密钥矩阵的一列。因此4个字(128位)密钥需要扩展成11个子密钥,共44个字。
加密算法分为单向加密和双向加密。
单向加密 包括 MD5 , SHA 等摘要算法。单向加密算法是不可逆的,也就是无法将加密后的数据恢复成原始数据,除非采取碰撞攻击和穷举的方式。像是银行账户密码的存储,一般采用的就是单向加密的方式。
双向加密 是可逆的,存在密文的密钥,持有密文的一方可以根据密钥解密得到原始明文,一般用于发送方和接收方都能通过密钥获取明文的情况。双向加密包括对称加密和非对称加密。对称加密包括 DES 加密, AES 加密等,非对称加密包括 RSA 加密, ECC 加密。
AES 算法全称 Advanced Encryption Standard ,是 DES 算法的替代者,也是当今最流行的对称加密算法之一。
要想学习AES算法,首先要弄清楚三个基本的概念:密钥、填充、模式。
密钥是 AES 算法实现加密和解密的根本。对称加密算法之所以对称,是因为这类算法对明文的加密和解密需要使用同一个密钥。
AES支持三种长度的密钥:
128位,192位,256位
平时大家所说的AES128,AES192,AES256,实际上就是指的AES算法对不同长度密钥的使用。从安全性来看,AES256安全性最高。从性能来看,AES128性能最高。本质原因是它们的加密处理轮数不同。
要想了解填充的概念,我们先要了解AES的分组加密特性。AES算法在对明文加密的时候,并不是把整个明文一股脑加密成一整段密文,而是把明文拆分成一个个独立的明文块,每一个明文块长度128bit。
这些明文块经过AES加密器的复杂处理,生成一个个独立的密文块,这些密文块拼接在一起,就是最终的AES加密结果。
但是这里涉及到一个问题:
假如一段明文长度是192bit,如果按每128bit一个明文块来拆分的话,第二个明文块只有64bit,不足128bit。这时候怎么办呢?就需要对明文块进行填充(Padding)。AES在不同的语言实现中有许多不同的填充算法,我们只举出集中典型的填充来介绍一下。
不做任何填充,但是要求明文必须是16字节的整数倍。
如果明文块少于16个字节(128bit),在明文块末尾补足相应数量的字符,且每个字节的值等于缺少的字符数。
比如明文:{1,2,3,4,5,a,b,c,d,e},缺少6个字节,则补全为{1,2,3,4,5,a,b,c,d,e,6,6,6,6,6,6}
如果明文块少于16个字节(128bit),在明文块末尾补足相应数量的字节,最后一个字符值等于缺少的字符数,其他字符填充随机数。
比如明文:{1,2,3,4,5,a,b,c,d,e},缺少6个字节,则可能补全为{1,2,3,4,5,a,b,c,d,e,5,c,3,G,$,6}
需要注意的是,如果在AES加密的时候使用了某一种填充方式,解密的时候也必须采用同样的填充方式。
AES的工作模式,体现在把明文块加密成密文块的处理过程中。AES加密算法提供了五种不同的工作模式:
ECB、CBC、CTR、CFB、OFB
模式之间的主题思想是近似的,在处理细节上有一些差别。我们这一期只介绍各个模式的基本定义。
电码本模式 Electronic Codebook Book
密码分组链接模式 CipherBlock Chaining
计算器模式 Counter
密码反馈模式 CipherFeedBack
输出反馈模式 OutputFeedBack
如果在AES加密的时候使用了某一种工作模式,解密的时候也必须采用同样的工作模式。
AES加密主要包括两个步骤: 密钥扩展 和 明文加密 。
密钥扩展过程说明(密钥为16字节):
函数g的流程说明:
轮常量(Rcon)是一个字,最右边三个字节总为0。因此字与Rcon相异或,其结果只是与该字最左的那个字节相异或。每轮的轮常量不同,定位为Rcon[j] = (RC[j], 0, 0, 0)。(RC是一维数组)
RC生成函数:RC[1] = 1, RC[j] = 2 * RC[j – 1]。
因为16字节密钥的只进行10轮的扩展,所以最后生成的RC[j]的值按16进制表示为:
十轮的密钥扩展后,就能生成44个字大小的扩展密钥。扩展后的密钥将用于AES对明文的加密过程。
S盒是16×16个字节组成的矩阵,行列的索引值分别从0开始,到十六进制的F结束,每个字节的范围为(00-FF)。
进行字节代替的时候,把状态中的每个字节分为高4位和低4位。高4位作为行值,低4位作为列值,以这些行列值作为索引从S盒的对应位置取出元素作为输出,如下图所示:
S盒的构造方式如下:
(1) 按字节值得升序逐行初始化S盒。在行y列x的字节值是{yx}。
(2) 把S盒中的每个字节映射为它在有限域GF中的逆;{00}映射为它自身{00}。
(3) 把S盒中的每个字节的8个构成位记为(b7, b6, b5, b4, b3, b2, b1)。对S盒的每个字节的每个位做如下的变换:
ci指的是值为{63}的字节c的第i位。
解密过程逆字节代替使用的是逆S盒,构造方式为
字节d={05}。
逆向行移位将状态中后三行执行相反方向的移位操作,如第二行向右循环移动一个字节,其他行类似。
要注意,图示的矩阵的乘法和加法都是定义在GF(2^8)上的。
逆向列混淆原理如下:
轮密钥加后的分组再进行一次轮密钥加就能恢复原值.所以,只要经过密钥扩展和明文加密,就能将明文加密成密文,进行解密的时候,只需要进行逆向变换即可。
图[AES加密算法的流程]中还需要注意,明文输入到输入状态后,需要进行一轮的轮密钥加,对输入状态进行初始化。 前9轮的加密过程,都需要进行字节替代、行移位、列混淆和轮密钥加,但是第10轮则不再需要进行列混淆。
进行解密的时候,需要进行逆向字节替代,逆向行移位、逆向列混淆和轮密钥加。
OFB两种模式下则加密数据长度等于原始数据长度,OFB,除了NoPadding填充之外的任何方式;OFB//PCBC/CFB/ECB/CBC/CFB/ECB/PKCS5Padding
32
16
AES/CBC/PCBC/PKCS5Padding;CBC/NoPadding
16
不支持
AES/NoPadding
16
不支持
AES//ISO10126Padding
32
16
可以看到;模式/NoPadding和我现在使用的AESUtil得出的结果相同(在16的整数倍情况下);NoPadding填充情况下,CFB;PCBC/ISO10126Padding
32
16
AES/PKCS5Padding
32
16
AES/PKCS5Padding
32
16
AES/NoPadding
16
不支持
AES/OFB/填充
16字节加密后数据长度 不满16字节加密后长度
AES/NoPadding
16
原始数据长度
AES/ISO10126Padding
32
16
AES/PKCS5Padding
32
16
AES/ECB//ECB/OFB/NoPadding
16
原始数据长度
AES47