WPA2 “KRACK” 缝隙简介与重现
颁布功夫 2018-01-241、、、概述
2017年10月，，比利时安全钻研员Mathy Vanhoef披露了无线网络和谈WPA2存在高危缝隙，，缝隙允许攻击者监听AP和接入点STA之间传输的Wi-Fi数据流量。。作者颁布了缝隙验证演示视频[1][2]。。由于缝隙存在于WiFi和谈层，，理论上所有支持WPA2的客户端（桌面操作系统、、、移动OS、、、路由器、、、物联网设备等）都将受到“KRACK”攻击的影响（其透过WiFi传输的数据存在被篡改、、、嗅探的风险，，诸如被攻击者的支付、、、财富账号、、、用户名、、、密码、、、邮件、、、照片等敏感信息可被截获，，�：Υ笥跋炝煊蚬悖�。
OG东方厅ADLab通过对全零密钥缝隙的分析成功重现“KRACK”攻击。。
2、、、和谈简介
802.11i是IEEE工作组为无线网络802.11和谈组界说的安全尺度。。WPA实现了IEEE 802.11i尺度的大部门，，是在802.11i完整之前代替WEP的过渡规划，，后被WPA2取代[3]。。WPA和WPA2都是基于802.11i，，区别在于WPA2要求支持更安全的CCMP。。WPA和WPA2均使用802.11i中界说的四次握手。。
下图是客户端（Station, STA）衔接接入点（Access Point, AP）的新闻交互过程。。
STA和AP在四次握手中协商会话密钥PTK（Pairwise Transient Key），，PTK是由PMK和PKE推算天生，，而PMK由ANonce、、、SNonce和双方MAC地址等推算天生。。PTK分为KCK，，KEK和TK三部门，，其中，，KCK用于MIC校验，，KEK用于加密GTK，，TK为数据加密密钥。。四次握手实现后，，传输数据使用TK进行加密。。
3、、、缝隙道理
wpa_supplicant是linux系统下WiFi客户端，，用于衔接无线网络，，Android WiFi系统引入了wpa_supplicant，，它的整个WiFi系统是以wpa_supplicant为主题来界说上层用户接口和基层驱动接口。。
下图为wpa_supplicant版本颁布功夫线。。Android 6.0 WiFi系统是基于v2.5，，Android 6.0+ WiFi系统是基于v2.6。。
v2.4版本引入了一个全零密钥缝隙。。这个缝隙是由802.11尺度中的一句话引起的，，该尺度间接建议在装置了TK之后从内存断根TK；2016年10月颁布的V2.6对这个缝隙进行了一次修复，，由于思考不全面，，代码依然存在缝隙；在2017年10月颁布的补丁中，，最终修复了这个缝隙。。下面结合代码对缝隙进行具体分析。。
3.1. V2.4(2.5)
wpa_supplicant 2.4(2.5) 四次握手中的状态转移如下图所示：
（1）当衔接到无线网络进行四次握手的时辰，，首先进入PTK_INIT状态。。
（2）当接管到Msg1时，，进入PTK-START阶段。。wpa_supplicant会随机天生一个SNonce，，推算一个一时PTK（TPTK），，并且在Msg2中将SNonce发送给AP。。
（3）当接管到Msg3时，，若是MIC和replay counter校验成功，，进入PTK-NEGOTIATING状态。。而后将TPTK赋值给PTK，，并发送Msg4。。
（4）接着进入PTK-DONE阶段，，装置PTK和GTK，，并且打开802.1x的端口，，使wpa_supplicant和AP正常接管和发送数据包。。
由于无线网络存在滋扰，，可能会造成数据帧的迷失，，因而在802.11i划定若是AP没有收到Msg2和Msg4，，会相应的重传Msg1和Msg3。。从图中能够看出，，当实现PTK装置后，，若是收到重传的Msg3，，会重新装置PTK。。
当wpa_supplicant收到Msg3后，，会挪用wpa_supplicant_install_ptk函数装置PTK，，其中wpa_sm_set_key函数掌管将密钥PTK.TK装置到驱动。。在supplicant v2.4(v2.5)中，，在挪用wpa_sm_set_key函数实现PTK的装置后，，执行os_memset(sm->ptk.tk, 0, WPA_TK_MAX_LEN)，，对PTK.TK进行清零操作。。
若是攻击者劫持Msg3或Msg4，，造成Msg3的重传，，凭据状态转移图，，STA会重新装置PTK，，而PTK.TK之前已经被清零，，导致STA装置全零加密密钥。。
3.2. V2.6
下面结合V2.5和V2.6的源代码进行分析。。
（1）V2.6在wpa_sm结构体中增长了一个标志位tk_to_set。。
（2）V2.6批改了wpa_supplicant_install_ptk函数。。在装置完PTK后，，将tk_to_set赋值为0，，当再次进入该函数时，，若是tk_to_set==0，，直接return，，不再重装PTK。。
（3）V2.6批改wpa_supplicant_process_1_of_4函数。。当每次收到Msg1时，，推算tptk，，并将tk_to_set重置为1。。
针对V2.6，，攻击者通过在重传的Msg3之前插入一个伪造的Msg1，，依然能够实现全零密钥的装置。。固然STA初次装置PTK后对tk_to_set进行清零，，但是紧接处置伪造的 Msg1时，，将tk_to_set重置为1，，因而在最后处置重传Msg3时，，成功绕过wpa_supplicant_install_ptk函数的tk_to_set前提判断代码。。
在2017年10月颁布的补丁中，，删除了wpa_supplicant_process_1_of_4函数中的sm->tk_to_set = 1;语句，，修复了全零密钥缝隙。。
4、、、缝隙重现
OG东方厅ADLab “KRACK”重现视频地址为：https://v.qq.com/x/page/m0538vcwqbb.html 。。
视频中出现的步骤及提醒字幕：
1.本尝试使用Nexus6手机作为被攻击设备。。
2.首先，，Nexus衔接到真实AP(SSID=wap，，加密方式是WPA2，，信道10，，频率2457)。。
3.接着，，运行Hostapd创建克隆AP(SSID=wap，，加密方式是WPA2，，信道3，，频率2422)。。
4.同时，，启动wireshark监听克隆AP网卡，，捕获客户端数据。。
5.运行攻击剧本，，指定AP的SSID和Nexus的Mac地址。。
6.运行ssltrip,进行Https降级。。
a.wireshark显示了成立衔接的数据包。。
b.攻击成功，，Nexus衔接到克隆wap，，频率2422。。
c.接见uk.match.com 显示当前衔接为http衔接，，输入测试用户名和密码。。
d.wireshark能够成功捕获用户名和密码。。
e.关闭Hostapd（频率2422）。。
f.重新衔接到真实wap（频率2457），，再次接见uk.match.com 显示衔接为https衔接。。
下表中列出了重现视频中使用的设备：
5、、、缝隙编号及修复情况
“KRACK”涉及的有关缝隙编号：
CVE-2017-13077: 在四次握手中重装成对加密密钥（PTK-TK）
CVE-2017-13078: 在四次握手中重装组密钥（GTK）
CVE-2017-13079: 在四次握手中重装齐全组密钥（IGTK）
CVE-2017-13080: 在组密钥握手中重装组密钥（GTK）
CVE-2017-13081: 在组密钥握手中重装齐全组密钥（IGTK）
CVE-2017-13082: 接受重新传输的急剧BSS切换（FT）重新关联要求，，重装成对加密密钥（PTK-TK）
CVE-2017-13084: 在PeerKey握手中重装STK密钥
CVE-2017-13086: 在TDLS（Tunneled Direct-Link Setup）握手中重装TDLS PeerKey（TPK）
CVE-2017-13087: 处置无线网络治理（WNM）休眠模式响应帧时重装组密钥（GTK）
CVE-2017-13088: 处置无线网络治理（WNM）休眠响应帧时重装齐全组密钥（IGTK）
修复情况：
2017年10月2日，，Linux的hostapd和wpa_supplicant 补丁已颁布，，详见 https://w1.fi/security/2017-1/。。
2017年10月10日，，微软在Windows 10 操作系统中颁布补丁 KB4041676。。
苹果在最新的 beta 版本iOS、、、macOS、、、 tvOS和 watchOS中修复了无线网络安全缝隙。。
6、、、参考链接
[1]https://www.krackattacks.com/
[2]https://papers.mathyvanhoef.com/ccs2017.pdf
[3]https://zh.wikipedia.org/wiki/WPA
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