3. WPA/WPA2协议：TKIP与CCMP、4次握手过程、PSK与802.1X模式
WPA/WPA2 协议，说白了就是 Wi-Fi 的「门禁系统」。WEP 被破解后，IEEE 802.11i 工作组紧急推出了 WPA 作为过渡方案，后来才有了完整的 WPA2。我最早接触 WPA2 是在 2006 年做企业无线覆盖项目时，那时候很多设备还不支持 CCMP，只能跑 TKIP，性能差得让人头疼。
这一章我们重点拆解三个核心模块：加密协议（TKIP vs CCMP）、四次握手流程、以及认证模式（PSK vs 802.1X）。
3.1 TKIP 与 CCMP：加密协议的「老将」与「主力」
WPA 定义了两种加密协议：TKIP 和 CCMP。前者是 WEP 的「打补丁」方案，后者是真正的 AES 加密。
| 特性 | TKIP | CCMP |
|---|---|---|
| 加密算法 | RC4 + 混合密钥 | AES-CCM |
| 密钥长度 | 128 位 | 128 位 |
| 完整性校验 | Michael MIC | CBC-MAC |
| 抗重放攻击 | IV 序列 + 重放计数器 | PN 包序号 |
| 性能开销 | 较低（软件实现） | 较高（硬件加速） |
| 安全性 | 已淘汰（有已知攻击） | 目前安全 |
关键结论：TKIP 是 WPA 的强制要求，CCMP 是 WPA2 的强制要求。WPA2 可以兼容 TKIP，但我不建议你这么做——兼容模式会降低整体安全性。
3.1.1 TKIP：WEP 的「急救包」
TKIP 的设计目标很明确：在现有 WEP 硬件上通过固件升级实现安全增强。它保留了 RC4 算法，但做了三件事：
- 密钥混合：将临时密钥与发送方 MAC 地址、IV 混合，生成每包不同的加密密钥。
- Michael MIC：一个简单的完整性校验算法，防止数据包被篡改。
- 重放保护：使用 IV 序列和重放计数器，拒绝旧包重放。
嗯，这里要注意——Michael MIC 有个致命弱点：攻击者如果连续两次伪造 MIC 失败，AP 会断开所有关联的客户端，持续 60 秒。这就是所谓的「MIC 错误攻击」。我在某酒店项目里遇到过，攻击者利用这个漏洞导致整个楼层无线瘫痪，最后只能强制升级到 CCMP。
3.1.2 CCMP：真正的 AES 加密
CCMP 基于 AES-CCM 模式，同时提供加密和完整性校验。它使用 128 位 AES 密钥，每个数据包都有一个唯一的 PN 包序号（48 位），几乎不可能被重放攻击。
我个人习惯在部署 WPA2 时，只启用 CCMP，关闭 TKIP 兼容模式。你想想看，既然硬件都支持 AES 了，为什么还要保留一个「后门」呢？
实战建议：在企业级 AP 上，配置 WPA2-AES（即 CCMP）时，记得检查客户端兼容性。2010 年以后的设备基本都支持 CCMP。如果遇到老设备，单独开一个 SSID 跑 TKIP，不要混用。
3.2 四次握手过程：密钥协商的「灵魂」
四次握手是 WPA/WPA2 的核心机制。它发生在客户端（STA）和 AP 之间，目的是生成用于加密数据的临时密钥（PTK）。
为什么会需要四次握手？因为双方需要在不安全的信道上安全地交换密钥材料。说白了，就是「你证明你知道密码，我证明我知道密码，然后我们一起算出一个只有我俩知道的密钥」。
3.2.1 握手前的准备：PMK 的由来
四次握手的前提是双方已经拥有一个共享的成对主密钥（PMK）。PMK 的来源取决于认证模式：
- PSK 模式：PMK = PBKDF2(Passphrase, SSID, SSID长度, 4096, 256)。说白了，就是密码经过 4096 次哈希迭代生成的 256 位密钥。
- 802.1X 模式：PMK 由认证服务器（RADIUS）通过 EAP 协商生成，然后下发给 AP。
3.2.2 四次握手详解
- 消息 1（AP → STA）：AP 发送 ANonce（AP 随机数）。STA 收到后，结合 PMK 和 SNonce（自己生成的随机数），计算出 PTK。
- 消息 2（STA → AP）：STA 发送 SNonce 和 MIC（用 PTK 的前 128 位计算）。AP 收到后，用同样的方式计算 PTK，验证 MIC 是否正确。如果正确，说明 STA 知道 PMK。
- 消息 3（AP → STA）：AP 发送 GTK（组临时密钥）和 MIC。GTK 用于广播/组播数据的加密。STA 验证 MIC 后，安装 PTK 和 GTK。
- 消息 4（STA → AP）：STA 发送确认 ACK。AP 收到后，安装 PTK 和 GTK。握手完成。
避坑指南：我曾经在部署 802.1X 时遇到一个问题——STA 一直卡在消息 2 之后，AP 不发送消息 3。排查后发现是 RADIUS 服务器返回的 PMK 超时了。记住，四次握手的超时时间默认是 100ms，如果 RADIUS 响应慢，客户端就会反复重试，导致连接失败。
3.3 PSK 与 802.1X 模式：家庭 vs 企业
WPA/WPA2 支持两种认证模式：PSK（预共享密钥）和 802.1X（企业级认证）。它们的核心区别在于密钥管理方式。
| 特性 | PSK 模式 | 802.1X 模式 |
|---|---|---|
| 密钥来源 | 预共享密码（8~63 字符） | RADIUS 服务器动态生成 |
| 用户管理 | 所有用户共享同一密码 | 每个用户独立凭证 |
| 密钥更新 | 手动更改密码 | 自动定期更新（GTK 更新） |
| 安全性 | 密码泄露后所有用户受影响 | 单个用户泄露不影响其他人 |
| 部署复杂度 | 低（适合家庭/小办公室） | 高（需要 RADIUS 服务器） |
| 典型场景 | 家庭 Wi-Fi、小型店铺 | 企业、学校、医院 |
3.3.1 PSK 模式：简单但脆弱
PSK 模式最大的问题在于：所有客户端共享同一个密码。如果有人知道了密码，他就能解密所有历史流量（前提是捕获了四次握手包）。这就是所谓的「离线字典攻击」——攻击者拿到握手包后，可以暴力破解密码。
我记得有一次做渗透测试，客户用的是 WPA2-PSK，密码是「password123」。我用 aircrack-ng 跑了不到 5 分钟就破解了。嗯，这种密码在字典里排前 100 位。
PSK 安全建议：
- 密码长度至少 12 位，包含大小写字母、数字和特殊字符。
- 避免使用常见单词、生日、公司名。
- 定期更换密码（建议每 3 个月一次）。
- 如果设备支持，启用 WPA3-SAE 替代 WPA2-PSK。
3.3.2 802.1X 模式：企业级的安全保障
802.1X 模式引入了 RADIUS 服务器，每个用户使用独立的凭证（用户名/密码、证书等）进行认证。认证通过后，RADIUS 服务器生成唯一的 PMK 下发给 AP，AP 再通过四次握手与客户端协商 PTK。
802.1X 的核心优势在于：
- 独立密钥：每个用户的 PMK 不同，即使一个用户的凭证泄露，也不会影响其他人。
- 动态密钥更新：AP 可以定期触发 GTK 更新，防止密钥被长期使用。
- 可审计性：RADIUS 服务器记录所有认证日志，方便追踪异常行为。
我在做某大型园区网项目时，部署了 802.1X + PEAP-MSCHAPv2 认证。初期遇到的最大问题是客户端配置复杂——用户需要手动安装证书、配置 EAP 方法。后来我们改用 EAP-TLS（证书认证），配合 MDM 自动下发配置，才解决了用户体验问题。
802.1X 部署要点：
- RADIUS 服务器建议使用 FreeRADIUS 或 Windows NPS。
- EAP 方法推荐 EAP-TLS（证书认证）或 PEAP-MSCHAPv2（密码认证）。
- AP 与 RADIUS 之间使用 RADIUS 共享密钥加密通信。
- 配置 RADIUS 超时时间（建议 5 秒），避免握手失败。
3.4 本章小结
WPA/WPA2 协议虽然已经服役多年，但理解它的核心机制对排查无线问题仍然至关重要。TKIP 已经淘汰，CCMP 是目前的主流；四次握手是密钥协商的基石，任何一步失败都会导致连接中断；PSK 适合简单场景，802.1X 才是企业级的安全选择。
你想想看，如果连四次握手的流程都不清楚，遇到「连接成功但无法上网」的问题时，你怎么定位是握手失败还是 DHCP 问题？