网络安全攻防：无线网络安全之WPA

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1. WPA简介

由于WEP的安全性较低，IEEE 802.11组织开始制定新的安全标准，也就是802.11i协议。但由于新标准从制定到发布需要较长的周期，而且用户也不会仅为了网络的安全性就放弃原来的无线设备，所以无线产业联盟在新标准推出之前，又在 802.11i 草案的基础上制定了WPA（Wi-Fi Protected Access）无线加密协议。

WPA使用临时密钥完整性协议（TKIP，Temporal Key Integrity Protocol），它的加密算法依然是WEP中使用的RC4加密算法，所以不需要修改原有的无线设备硬件。WPA针对WEP存在的缺陷，如 IV 过短、密钥管理过于简单、对消息完整性没有有效的保护等问题，通过软件升级的方式来提高无线网络的安全性。

WPA为用户提供了一个完整的认证机制，AP或无线路由根据用户的认证结果来决定是否允许其接入无线网络，认证成功后可以根据多种方式（传输数据分组的多少、用户接入网络的时间等）动态地改变每个接入用户的加密密钥。此外，它还会对用户在无线传输中的数据分组进行MIC编码，确保用户数据不会被其他用户更改。作为802.11i标准的子集，WPA的核心就是IEEE802.1x和TKIP。

WPA标准于2006年正式被WPA2 取代。WPA和WPA2之间最显著的变化之一是强制使用AES算法和引入CCMP（计数器模式密码块链消息完整码协议）替代TKIP。

目前，WPA2系统的主要安全漏洞很不明显（漏洞利用者必须进行中间人模式攻击，从网络内部获得授权，然后延续攻击网络上的其他设备）。因此，WPA2的已知漏洞几乎都限制在企业级网络，所以，讨论WPA2在家庭网络上是否安全没有实际意义。

不幸的是，WPA2也有着与WPA同样的致命弱点——Wi-Fi保护设置（WPS）的攻击向量。尽管攻击WPA/WPA2保护的网络，需要使用现代计算机花费2～14 h持续攻击，但是我们必须关注这一安全问题，用户应当禁用WPS（如果可能，应该更新固件，使设备不再支持WPS，由此完全消除攻击向量）。

2. 破解WPA

接下来尝试在没有大量流量的情况下破解WPA。

为了更好地理解破解的过程，不再使用集成了Aircrack-ng的Wifite，直接使用这个强大的Aircrack-ng套件来进行WEP破解。

首先开启无线网卡的Monitor模式，然后使用Airodump-ng wlan0mon寻找合适的目标，记录下目标的BSSID和信道。这里就以smart为例，如图1所示。

BSSID：28:6C:07:3E:ED:CA

CH：1

root@kail:～# airodump-ng–bssid28:6C:07:3E:ED:CA-c 1-w smart wlan0mon

图1  获取BSSID和信道

可以看到有一个用户连接，但是捕捉数据分组的速度非常的慢，可见这个用户并没有在上网，因此不能获得大量流量。

现在我们使用这个用户的BSSID来进行模拟发送数据分组，这样可以更快地取得数据分组。

root@kali:～#aireplay-ng-0 0-a 28:6C:07:3E:ED:CA-h 3C:46:D8:4D:0F:5D wlan0mon

-0 模式是指 Deauthentication（取消认证），向客户端发送数据分组，让客户端误以为是AP 发送的数据。而后面的数字 0 是指无尽发送，当然也可以指定发送的数据分组，选择无尽模式去发送是为了更快地获取握手分组。

如图2所示，可以看到发送了大量的数据分组。

图2  发送大量数据分组

然后回到Airodump-ng的页面，可以看到Frames数量在不断上升，在获得了握手分组后，就可以停止Aireplay-ng的分组发送行为了，如图3所示。

图3  获取握手分组

然后获得了smart的cap分组，这里可以使用Aircrack-ng来进行跑包，但是取决于密码在字典中的位置，也可以自己制作字典，由于目前的WPA2加密的密码长度可以设置得很长，因此破解需要时间。我们先使用aircrack-ng来跑一个常用字典，命令如下。

root@kali:～#aircrack-ng-w rockyou.txt smart-01.cap

这里的01是系统在设定了-w smart后自动生成的，因为可能之后还会捕捉分组，系统用以区分这是第几次捕捉分组。如图4所示，密码在字典里，并且密码在字典的很前面。

图4  WPA破解

3. 密码破解

Aircrack-ng 是使用 CPU 来破解的，如果运气不好，可能一个字典分组就要跑上好几个小时，这样的速度太慢了，这时可以借助显卡的计算速度来进行 GPU跑包，这样速度可以获得几倍的提升。借助GPU跑包可以使用更短的时间，可以说GPU是跑包的好手，但是CPU是集大成者，它能做的事情非常多，因为杂，所以慢，因为还要处理其他事项，因此，越来越多的人开始使用GPU来跑包。

Hashcat号称是如今最快的跑包软件。以前Hashcat分为Hashcat、Oclhashcat、Cudahashcat，Hashcat使用CPU跑包，而后两者是使用GPU跑包。不过目前这三者合并为Hashcat，并且官网上也不再提供其他两者的下载。

Hashcat 是一款在 github 上开源的密码破解软件，号称是世界上最快的密码破解者，也是世界上第一个也是唯一的内核规则引擎。

Hashcat系列软件在硬件上支持使用CPU、NVIDIA GPU、ATI GPU来进行密码破解。在操作系统上支持 Windows、Linux 平台，并且需要安装官方指定版本的显卡驱动程序，如果驱动程序版本不对，可能导致程序无法运行。

如果要搭建多GPU破解平台的话，最好是使用Linux系统来运行Hashcat系列软件，因为在Windows下，系统最多只能识别4张显卡。并且，Linux下的VisualCL技术，可以轻松地将几台机器连接起来，进行分布式破解作业。在破解速度上，ATI GPU破解速度最快，使用单张HD7970破解MD5可达到9000 Mbit/s的速度，其次为NVIDIA显卡，同等级显卡GTX690破解速度大约为ATI显卡的图片，速度最慢的是使用CPU进行破解。

Hashcat支持绝大多数的密码破解，在其帮助页面列出了所有支持的密码类型，如图5所示。

图5  Hashcat支持的密码类型

Hashcat 支持使用字典跑包，也支持自定义密码格式跑包，并且可以自定义规则，其用法太多，在此不做赘述。下图是官方提供的例子，如图6所示。

图6  Hashcat官方示列

在使用Hashcat破解WAP/WAP2时，需要先将cap文件转换成hccap文件。我们可以使用Aricrack-ng来进行转换，如图7所示。

root@kail:～# aircrack-ng smart.cap-J smart

图7  Hashcat破解WAP/WAP2