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電力可信WAPI系統(tǒng)

WAPI 是 WLAN Authentication and Privacy Infrastructure（無線局域網(wǎng)鑒別與保密基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)）的簡(jiǎn)稱，是中國(guó)提出的、以 802.11 無線協(xié)議為基礎(chǔ)的無線安全標(biāo)準(zhǔn)。

產(chǎn)品概述

典型應(yīng)用

技術(shù)規(guī)格

產(chǎn)品文檔

產(chǎn)品選型

產(chǎn)品概述

　　WAPI 協(xié)議由以下兩部分構(gòu)成：

　?。?）WAI：是 WLAN Authentication Infrastructure（無線局域網(wǎng)鑒別基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)）的簡(jiǎn)稱，是用于無線局域網(wǎng)中身份鑒別和密鑰管理的安全方案；

　　（2）WPI：是 WLAN Privacy Infrastructure（無線局域網(wǎng)保密基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)）的簡(jiǎn)稱，是用于無線局域網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸保護(hù)的安全方案，包括數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)鑒別和重放保護(hù)等功能。

WAPI系統(tǒng)基本概念

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（1）AC（Access Controller，接入控制器）：用于對(duì)WLAN 中與之關(guān)聯(lián)的FIT AP 進(jìn)行控制和管理的設(shè)備。

（2）AP（Access Point，接入點(diǎn)）：是指任何一個(gè)能通過無線介質(zhì)為無線終端提供分布式訪問服務(wù)的實(shí)體。

（3）AS（Authentication Server，鑒別服務(wù)器）：用于對(duì)用戶和設(shè)備證書進(jìn)行身份鑒別等，是基于公鑰密碼技術(shù)的WAI 中重要的組成部分。

（4）BK（Base Key，基密鑰）：用于導(dǎo)出單播會(huì)話密鑰，由證書鑒別過程協(xié)商得到或者由預(yù)共享密鑰導(dǎo)出。

（5）FAT AP（FAT Access Point，胖 AP）：傳統(tǒng) AP，除了提供基本的無線連接功能外，還能提供安全、管理和性能增強(qiáng)功能。FAT AP 不能與 AC 關(guān)聯(lián)使用。

（5）FIT AP（FIT Access Point，瘦 AP）：區(qū)別于傳統(tǒng)的FAT AP，只提供可靠、高性能的無線連接功能，而剝離了其它功能。FIT AP 必須與 AC 關(guān)聯(lián)使用，本文中的 AP 均指FIT AP。

（6）MSK（Multicast Session Key，組播會(huì)話密鑰）：用于保護(hù)站點(diǎn)發(fā)送的組播 MPDU 的隨機(jī)值，由組播主密鑰導(dǎo)出，包括組播加密密鑰和組播完整性校驗(yàn)密鑰。

（7）PSK（Preshared Key，預(yù)共享密鑰）：是發(fā)布給 STA 的靜態(tài)密鑰。

（8）STA（Station，站點(diǎn)）：即無線終端，本文中是指帶有支持WAPI 協(xié)議無線網(wǎng)卡的 PC、便攜式筆記本電腦等無線終端。

（9）USK（Unicast Session Key，單播會(huì)話密鑰）：是由 BK 通過偽隨機(jī)函數(shù)導(dǎo)出的隨機(jī)值，分為四個(gè)部分：?jiǎn)尾ゼ用苊荑€、單播完整性校驗(yàn)密鑰、消息鑒別密鑰和密鑰加密密鑰。

（10）WAPI user（WAPI 用戶）：是指使用WAPI 安全模式進(jìn)行認(rèn)證的用戶，系統(tǒng)所支持的最大WAPI 用戶數(shù)量為 1024 個(gè)。本文中也稱為STA。

WAPI 的工作過程

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電力可信WAPI系統(tǒng)

　　在一個(gè)采用了WAPI安全關(guān)聯(lián)機(jī)制的WLAN中，當(dāng)STA需要訪問該WLAN時(shí)，通過被動(dòng)偵聽AP的信標(biāo)（Beacon）幀或主動(dòng)發(fā)送探詢幀（主動(dòng)探詢）以識(shí)別AP所采用的安全策略：

　?。?）若 AP 采用證書鑒別方式，AP 將發(fā)送鑒別激活分組啟動(dòng)證書鑒別過程，當(dāng)證書鑒別過程成功結(jié)束后，AP 和STA 再進(jìn)行單播密鑰協(xié)商和組播密鑰通告；

　?。?）若 AP 采用預(yù)共享密鑰鑒別方式，AP 將與 STA 直接進(jìn)行單播密鑰協(xié)商和組播密鑰通告。

WAPI系統(tǒng)典型組網(wǎng)

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電力可信WAPI系統(tǒng)

　　在一個(gè)典型的WAPI系統(tǒng)中， WAPI用戶通過AP接入有線IP網(wǎng)絡(luò)。首先，WAPI用戶與AP進(jìn)行 802.11 鏈路協(xié)商，之后AP為該用戶觸發(fā)WAI鑒別過程，配合AS完成與用戶的雙向認(rèn)證。當(dāng)認(rèn)證通過后，AP會(huì)發(fā)起對(duì)該用戶的密鑰協(xié)商，并使用協(xié)商出的密鑰通過WPI向該WAPI用戶提供加、解密服務(wù)。

WAPI證書鑒別方式

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　　數(shù)字證書是一種經(jīng) PKI（Public Key Infrastructure，公鑰基礎(chǔ)設(shè)施）證書授權(quán)中心簽名的、包含公開密鑰及用戶相關(guān)信息的文件，是網(wǎng)絡(luò)用戶的數(shù)字身份憑證。WAPI 系統(tǒng)中所使用的用戶證書為數(shù)字證書，通過 AS 對(duì)用戶證書進(jìn)行驗(yàn)證，可以唯一確定 WAPI 用戶的身份及其合法性。

　　證書鑒別是基于STA和AP雙方的證書所進(jìn)行的鑒別。鑒別前STA和AP必須預(yù)先擁有各自的證書，然后通過AS對(duì)雙方的身份進(jìn)行鑒別，根據(jù)雙方產(chǎn)生的臨時(shí)公鑰和臨時(shí)私鑰生成BK，并為隨后的單播密鑰協(xié)商和組播密鑰通告做好準(zhǔn)備。

WAPI預(yù)共享密鑰鑒別方式

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　　預(yù)共享密鑰鑒別是基于 STA 和AP 雙方的密鑰所進(jìn)行的鑒別。鑒別前 STA 和 AP 必須預(yù)先配置有相同的密鑰，即預(yù)共享密鑰。鑒別時(shí)直接將預(yù)共享密鑰轉(zhuǎn)換為 BK，然后進(jìn)行單播密鑰協(xié)商和組播密鑰通告。

WAPI 的密鑰管理

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　　STA 與 AP 之間交互的單播數(shù)據(jù)利用單播密鑰協(xié)商過程所協(xié)商出的單播加密密鑰和單播完整性校驗(yàn)密鑰進(jìn)行保護(hù)；AP 利用自己通告的、由組播主密鑰導(dǎo)出的組播加密密鑰和組播完整性校驗(yàn)密鑰對(duì)其發(fā)送的廣播/組播數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)，而 STA 則采用 AP 通告的、由組播主密鑰導(dǎo)出的組播加密密鑰和組播完整性校驗(yàn)密鑰對(duì)收到的廣播/組播數(shù)據(jù)進(jìn)行解密。