AES加密算法在無線網(wǎng)絡(luò)安全中的應(yīng)用
admin 隨著人們對WLAN安全性的不斷研究，推出了一個(gè)又一個(gè)安全機(jī)制，在2006年，國際標(biāo)準(zhǔn)組織批準(zhǔn)IEEE802.11i為更安全無線協(xié)議的基礎(chǔ)。IEEE802.11i在數(shù)據(jù)加密方面定義了CCMP、WRAP和TKIP三種加密機(jī)制。那么，今天，我就給大家介紹一下AES加密算法在這三種加密機(jī)制下的應(yīng)用。
AES加密算法在無線網(wǎng)絡(luò)安全中的應(yīng)用
一、AES加密算法在CCMP加密機(jī)制中的應(yīng)用
CCMP是一種基于AES加密算法和CCM認(rèn)證機(jī)制，可以大大提高無線網(wǎng)絡(luò)的安全程度。WPA（無線局域網(wǎng)受保護(hù)訪問協(xié)議）是一種新型的無線安全技術(shù)，它是IEEE802.11i的一個(gè)子集，核心是IEEE802.1X和TKIP，可用以下公式表示幾者之間的關(guān)系：
WPA=8021.1X+EPA+TKIP+MIC
其中MIC（信息完整性檢查碼）是CCMP加密技術(shù)中的一個(gè)重要組成部分：
CCMP首先用CBC－MAC數(shù)據(jù)源認(rèn)證模式對消息中的明文頭、明文頭長度和負(fù)載計(jì)算出一個(gè)MIC，然后使用計(jì)數(shù)模式對負(fù)載和MIC進(jìn)行加密，產(chǎn)生128比特的密匙，其中計(jì)數(shù)模式的核心算法就是AES加密算法。
二、AES加密算法在WRAP加密機(jī)制中的應(yīng)用
無線健壯安全認(rèn)證協(xié)議（WRAP），是一種基于128比特AES－OCB模式的加密算法。
OCB是802.11健壯安全網(wǎng)絡(luò)（RSN）AES加密算法所采用的操作模式OCB使用AES加密算法進(jìn)行塊加密，OCB首先把明文分成m個(gè)128bit長度的的數(shù)據(jù)塊，然后依次對m個(gè)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行異或和AES加密運(yùn)算，直到生成m個(gè)加密數(shù)據(jù)塊，隨后將m個(gè)加密數(shù)據(jù)塊拼接在一起，與重放計(jì)數(shù)器、MIC一起作為加密數(shù)據(jù)負(fù)載，完成對明文文件加密。
AES在WRAP中的作用體現(xiàn)在對數(shù)據(jù)處理過程中，WRAP的數(shù)據(jù)封裝過程如下：
1、密鑰產(chǎn)生進(jìn)程：
通過802.1x協(xié)議建立鏈接，構(gòu)建臨時(shí)密鑰，媒體訪問控制（MAC）由聯(lián)接請求、應(yīng)答和臨時(shí)密鑰K一起通過密鑰產(chǎn)生算法生成加密密鑰。
2、加密密鑰生成后，初始化連接狀態(tài)，MAC使用WRAP數(shù)據(jù)封裝算法，利用加密密鑰對所有即將發(fā)送的單MAC服務(wù)數(shù)據(jù)單元進(jìn)行保護(hù)：
（1）在數(shù)據(jù)加密之前，傳輸端根據(jù)所要發(fā)送的MSDU選擇合適的封裝方式?jīng)Q定使用何種方式保護(hù)MSDU；
（2）選好封裝方式后，傳輸端對MSDU分組個(gè)數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)。分組個(gè)數(shù)為：（其中表示向上取整，AES分組長度為128bit）。根據(jù)分組個(gè)數(shù)，選擇合適的重放計(jì)數(shù)器。
（3）OCB加密每一條消息的Nonce都沒有相互雷同的，重放計(jì)數(shù)器、QOS通信類別、MODS源MAC地址和MSDU目的MAC地址共同作用構(gòu)成OCB _Noce，來保證Noce的唯一性，提高消息的安全性。
（4）由目的MAC地址構(gòu)造一個(gè)相關(guān)的數(shù)據(jù)分組。
（5）使用AES－OCB對MSDU等數(shù)據(jù)進(jìn)行加密：設(shè)備使用WRAP臨時(shí)加密密鑰和Nonce對明文MSDU文件進(jìn)行加密，）產(chǎn)生兩個(gè)輸出結(jié)果：一個(gè)OCB加密數(shù)據(jù)串；一個(gè)64比特的OCB標(biāo)識符。
（6）構(gòu)造MSDU負(fù)載，生成最終的加密密鑰。
3、數(shù)據(jù)解封進(jìn)程：
一旦加密密鑰被生成，初始化連接狀態(tài)后，802.11MAX用WRAP數(shù)據(jù)解封算法和加密密鑰對所有接收來的單播MSDU進(jìn)行解封，丟棄所有未經(jīng)過數(shù)據(jù)封裝算法保護(hù)的MSDU。其中MSDU數(shù)據(jù)的解密是通過對Nonce和AES解密密鑰的使用來實(shí)現(xiàn)的?？梢?，AES不論是在初始時(shí)的數(shù)據(jù)加密，還是密鑰生成后的解封，都是作為核心算法在其中起著關(guān)鍵的作用，使得網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩愿摺?/p>
AES加密算法作為新一代的數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)，具有高安全性、高性能、高效率、易用和靈活等優(yōu)點(diǎn)，將它應(yīng)用于WLAN中，為無線網(wǎng)絡(luò)帶來更強(qiáng)大的安全防護(hù)。成為取代WEP的新一代的加密技術(shù)，隨著AES加密算法在加密領(lǐng)域應(yīng)用的擴(kuò)展，人們將進(jìn)一步體會(huì)到一個(gè)好的算法帶來的進(jìn)步。
小知識之AES加密算法：
密碼學(xué)中的高級加密標(biāo)準(zhǔn)（Advanced Encryption Standard，AES），又稱高級加密標(biāo)準(zhǔn)Rijndael加密法，是美國聯(lián)邦政府采用的一種區(qū)塊加密標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)用來替代原先的DES，已經(jīng)被多方分析且廣為全世界所使用。經(jīng)過五年的甄選流程，高級加密標(biāo)準(zhǔn)由美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院_（NIST）于2001年11月26日發(fā)布于FIPS PUB 197，并在2002年5月26日成為有效的標(biāo)準(zhǔn)。2006年，高級加密標(biāo)準(zhǔn)已然成為對稱密鑰加密中最流行的算法之一。
