AES TKIP

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TKIP(暫時密鑰集成協議)

  在IEEE 802.11i規范中,TKIP: Temporal Key Integrity Protocol(暫時密鑰集成協議)負責處理無線安全問題的加密部分。TKIP在設計時考慮了當時非常苛刻的限制因素:必須在現有硬件上運行,因此不能使用計算先進的加密算法。

  TKIP是包裹在已有WEP密碼外圍的一層“外殼”。TKIP由WEP使用的同樣的加密引擎和RC4算法組成。不過,TKIP中密碼使用的密鑰長度為128位。這解決了WEP的第一個問題:過短的密鑰長度。

  TKIP的一個重要特性,是它變化每個數據包所使用的密鑰。這就是它名稱中“動態”的出處。密鑰通過將多種因素混合在一起生成,包括基本密鑰(即TKIP中所謂的成對瞬時密鑰)、發射站的MAC地址以及數據包的序列號。混合操作在設計上將對無線站和接入點的要求減少到最低程度,但仍具有足夠的密碼強度,使它不能被輕易破譯。

  利用TKIP傳送的每一個數據包都具有獨有的48位序列號,這個序列號在每次傳送新數據包時遞增,并被用作初始化向量和密鑰的一部分。將序列號加到密鑰中,確保了每個數據包使用不同的密鑰。這解決了WEP的另一個問題,即所謂的“碰撞攻擊”。這種攻擊發生在兩個不同數據包使用同樣的密鑰時。在使用不同的密鑰時,不會出現碰撞。

  以數據包序列號作為初始化向量,還解決了另一個WEP問題,即所謂的“重放攻擊(replay attacks)”。由于48位序列號需要數千年時間才會出現重復,因此沒有人可以重放來自無線連接的老數據包:由于序列號不正確,這些數據包將作為失序包被檢測出來。

  被混合到TKIP密鑰中的最重要因素是基本密鑰。如果沒有一種生成獨特的基本密鑰的方法,TKIP盡管可以解決許多WEP存在的問題,但卻不能解決最糟糕的問題:所有人都在無線局域網上不斷重復使用一個眾所周知的密鑰。為了解決這個問題,TKIP生成混合到每個包密鑰中的基本密鑰。無線站每次與接入點建立聯系時,就生成一個新基本密鑰。這個基本密鑰通過將特定的會話內容與用接入點和無線站生成的一些隨機數以及接入點和無線站的MAC地址進行散列處理來產生。由于采用802.1x認證,這個會話內容是特定的,而且由認證服務器安全地傳送給無線站。

AES(高級數據加密標準 )

  對稱密碼體制的發展趨勢將以分組密碼為重點。分組密碼算法通常由密鑰擴展算法和加密(解密)算法兩部分組成。密鑰擴展算法將b字節用戶主密鑰擴展成r個子密鑰。加密算法由一個密碼學上的弱函數f與r個子密鑰迭代r次組成。混亂和密鑰擴散是分組密碼算法設計的基本原則。抵御已知明文的差分和線性攻擊,可變長密鑰和分組是該體制的設計要點。

  AES是美國國家標準技術研究所NIST旨在取代DES的21世紀的加密標準。

  AES的基本要求是,采用對稱分組密碼體制,密鑰長度的最少支持為128、192、256,分組長度128位,算法應易于各種硬件和軟件實現。1998年NIST開始AES第一輪分析、測試和征集,共產生了15個候選算法。1999年3月完成了第二輪AES2的分析、測試。2000年10月2日美國政府正式宣布選中比利時密碼學家Joan Daemen 和 Vincent Rijmen 提出的一種密碼算法RIJNDAEL 作為 AES.

  在應用方面,盡管DES在安全上是脆弱的,但由于快速DES芯片的大量生產,使得DES仍能暫時繼續使用,為提高安全強度,通常使用獨立密鑰的三級DES。但是DES遲早要被AES代替。流密碼體制較之分組密碼在理論上成熟且安全,但未被列入下一代加密標準。

AES提供了比 TKIP更加高級的加密技術, 現在無線路由器都提供了這2種算法,不過比較傾向于AES。TKIP安全性不如AES,而且在使用TKIP算法時路由器的吞吐量會下降3成至5成,大大地影響了路由器的性能。

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