Wi-Fi 速率

Protocol	Frequency	Signal	Maximum Data Rate
傳統 802.11	2.4 GHz	FHSS 或 DSSS	2 Mbps
802.11a	5 GHz	OFDM	54 Mbps
802.11b	2.4 GHz	HR-DSSS	11 Mbps
802.11g	2.4 GHz	OFDM	54 Mbps
802.11n	2.4 或 5 GHz	OFDM	600 Mbps (理論值)
802.11ac wav1	5 GHz		866.7 Mbps (理論值)
802.11ac wav2	5 GHz		1.73 Gbps (理論值)

？？TKIP本來速率就會比較慢，頂多54Mbps，因為只有802.11g，但是txpower會比較強。AES就可以跑到802.11n 300Mbps.

參考來源：

• Intel: What are the different Wi-Fi protocols and data rates?

延伸閱讀：

• MCS

iwlist

iwlist <interface> scan[ning] 可以列出掃到的 Wi-Fi 網路 (AP 或 Ad-Hoc) 及其它訊息。root 才能驅動掃描，一般使用者只是讀出留下的掃描結果。

iwlist wlan0 scan
          Cell 01 - Address: 9C:D6:43:D0:02:AE
                    Channel:3
                    Frequency:2.422 GHz (Channel 3)
                    Quality=28/70  Signal level=-82 dBm 
                    Encryption key:on
                    ESSID:"my_ap"
                    Bit Rates:1 Mb/s; 2 Mb/s; 5.5 Mb/s; 11 Mb/s; 6 Mb/s
                              9 Mb/s; 12 Mb/s; 18 Mb/s
                    Bit Rates:24 Mb/s; 36 Mb/s; 48 Mb/s; 54 Mb/s
                    Mode:Master
                    Extra:tsf=000000b8cd99d176
                    Extra: Last beacon: 14628ms ago
                    IE: Unknown: 0004616E6479
                    IE: Unknown: 010882848B960C121824
                    IE: Unknown: 030103
                    IE: Unknown: 050400010000
                    IE: Unknown: 2A0100
                    IE: Unknown: 32043048606C
                    IE: Unknown: 2D1A2C181EFFFF000000000000000000000000000000000000000000
                    IE: Unknown: 3D1603000000000000000000000000000000000000000000
                    IE: WPA Version 1
                        Group Cipher : TKIP
                        Pairwise Ciphers (2) : TKIP CCMP
                        Authentication Suites (1) : PSK
                    IE: IEEE 802.11i/WPA2 Version 1
                        Group Cipher : TKIP
                        Pairwise Ciphers (2) : TKIP CCMP
                        Authentication Suites (1) : PSK
                    IE: Unknown: DD180050F2020101800003A4000027A4000042435E0062322F00
                    IE: Unknown: DD1E00904C332C181EFFFF000000000000000000000000000000000000000000
                    IE: Unknown: DD1A00904C3403000000000000000000000000000000000000000000
                    IE: Unknown: DD0600E04C020160
                    IE: Unknown: DD180050F204104A00011010440001021049000600372A000120

其它：

• nm-tool

Wi-Fi Protected Setup

Wi-Fi Protected Setup (WPS) 是 Wi-Fi 聯盟於 2006 為了簡化 Wi-Fi 連線而訂定。

有幾種連線認證方式：

1. PIN：類似 Bluetooth，雙方透過一組硬體的序號 (4 或 8 位數) 來認證建立連線。
2. 按鍵：分別按下兩個設備的按鈕 (或是軟體模擬的按鈕) 後，即可完成連線。
3. RFID NFC：不在 Wi-Fi 聯盟認證範圍內。
4. USB flash：棄用

WPS 易受 brute-force 攻擊，攻擊者可在數小時內獲得 WPS 的 PIN，再去取得 WPA/WPA2 pre-shared key。所以 WPS PIN 認證需要時才打開較安全。

參考來源：

1. https://en.wikipedia.org/wiki/Wi-Fi_Protected_Setup

Wi-Fi Direct

傳統 Wi-Fi 使用者需要透過 AP 才能連線。Wi-Fi Direct 讓連線更容易建立，不需要 AP 設備，採用直接點對點連接方式。Wi-Fi Direct 設備本身就有軟體 AP 的功能，連接前使用 ad-hoc 協定設定連線、商議是否作為 AP

• Wi-Fi Alliance 的標準，讓各家可以互通。
• 跟傳統 Wi-Fi 可同時存在
• 比較：跟既有的 ad-hoc 模式有何不同？ (更快？) mesh？
• 不支援 802.11/b (why?)
• WPA2 加密機制
• 最大傳輸距離 200 公尺，最大傳輸速度為 250Mbps，使用 2.4GHz 與 5GHz 頻段。支援一對一及一對多模式。

關鍵機制的說明

• 設備發現：確定其他 Wi-Fi Direct 設備並建立連接，確保目標設備能夠被加入小組當中，主要是採用 WPS 的安全連接技術。
• 服務發現：告知其他 Wi-Fi Direct 設備，高階屬於應用層相關的服務，例：Bonjour、UPnP、Web服務。
• 小組建立：每個 Wi-Fi Direct 設備都可建立一個小組，若是具備兩個以上的 Wi-Fi Direct 設備時，彼此之間還可協商誰為主要管理者。
• 邀請機制：能夠透過邀請的方式來讓其它 Wi-Fi Direct 的設備來進入已經存在的小組。
• 客戶發現：讓使用者能夠輕鬆定位並連接特定的設備，例：一部手機可以要求查看是否存在具備 Wi-Fi Direct 功能的印表機。
• 電源管理：降低小組內各類設備角色的能源消耗，同時保持發現的功能，雖然所有 Wi-Fi Direct 設備均實施了這些機制，但能否實現節能，仍取決於特定環境下的設備設置與互動，不過節能的管理機制無法相容於傳統的連線設備。
• P2P-PS 與 P2P-WMM®-PS：以標準的Wi-Fi Power Save 和 WMM-Power Save 規範為基礎，幫助負責管理小組的設備實現節能目標，以達致休眠時間的最大化，尤其是對於採用電池作為電源供應 Wi-Fi Direct 設備。
• 缺席通知：通報小組中有什麼 Wi-Fi Direct 的設備離開。
• 動態節能：讓負責管理小組的 Wi-Fi Direct 設備也進入休眠狀態，仍會定期進入可用狀態，為了能夠保持第一個關鍵機制「設備發現」的功能。

目標與結果與同樣基於 IEEE 802.11 標準的藍牙 3.0+HS 幾乎是一致的，除了藍牙 3.0+HS 是使用藍牙作為 Ad Hoc，Wi-Fi Direct 是完全建立在 IEEE 802.11 之上；雖然藍牙3.0+HS 標準當中還未開放 IEEE802.11n 的支援，不過許多廠商已經搶先導入；簡言之，光就得到的結果，兩者在一般 消費者的使用感受不會有明顯的差異就是了。

因為 Wi-Fi Direct 本身與其它 Wi-Fi 設備溝通的機制中，同時包括了設備和服務發現 (Device & Service Discovery) 的功能，能夠協助具備 Wi-Fi Direct 的設備來判斷那些設備或服務可用，甚至能夠偵測出那個 Wi-Fi 的網路中具備特定的輸出設備（例：印表機）。

參考文獻

1. 無線網路的應用大升級：Wi-Fi Direct (較詳細)
2. http://en.wikipedia.org/wiki/Wi-Fi_Direct
3. Wi-Fi Direct終於變成標準了，不過就效果論跟藍牙3.0+HS好像一樣？

IEEE 802.11-2012

802.11 是 IEEE 802 系列標準的第 11 部份，規範無線區域網路的 MAC 及 PHY。

版本：

• 1999 最原始版，2003 reaffirmed
• 2007 改版，合併 802.11a™-1999、802.11b™-1999、802.11b-1999/Corrigendum 1-2001、802.11d™-2001、802.11g™-2003、802.11h™-2003、802.11i™-2004、802.11j™-2004、及 802.11e™-2005。
• 2012 目前版本，合併
• 802.11k™-2008: Radio Resource Measurement of Wireless LANs (Amendment 1)
• 802.11r™-2008: Fast Basic Service Set (BSS) Transition (Amendment 2)
• 802.11y™-2008: 3650–3700 MHz Operation in USA (Amendment 3)
• 802.11w™-2009: Protected Management Frames (Amendment 4)
• 802.11n™-2009: Enhancements for Higher Throughput (Amendment 5)
• 802.11p™-2010: Wireless Access in Vehicular Environments (Amendment 6)
• 802.11z™-2010: Extensions to Direct-Link Setup (DLS) (Amendment 7)
• 802.11v™-2011: IEEE 802.11 Wireless Network Management (Amendment 8)
• 802.11u™-2011: Interworking with External Networks (Amendment 9)
• 802.11s™-2011: Mesh Networking (Amendment 10)

WPA

在 2003，由於 WEP 的缺陷而面臨沒加密機制可用狀況下，Wi-Fi 聯盟在 802.11i 標準制定無法如期完成前，緊急推出 WPA，也就是 TKIP (Temporal Key Integrity Protocol)，作為將來較安全但較複雜 WPA2 前的過渡，部份 WEP 設備可透過韌體更新使用 WPA。

WPA 相對於 WEP 的改進如下：

1. IV (Initialization Value) 增長為 48-bit，並由 TKIP Sequence Counter (TSC) 產生，強制每個封包不同。
2. 延續使用 WEP 的 128-bit RC4 stream 加密，但不再是簡單的 IV 接上固定的 WEP key，而是每個封包重新由 48-bit source MAC address, 128-bit Temporal Encryption key (TEK) 及 TSC 混和產生。由於 TSC 每個封包不同，所以每個封包加密的 key 也不同，可避免 replay attacks。
3. 每個 MAC SDU (上層封包) 多加了 64-bit Message Integrity Check (MIC)，採用 Michael 演算法。

封包 PDU 格式

						← RC4 加密 →
802.11 Frame header	IV	Res	Ext. IV	Key ID	Extended IV	Payload	MIC	ICV	FCS
	24b	5b	1b	2b	32b		64b	32b

• Ext. IV 表示有 Extended IV 欄位，及每個 MAC SDU 的 MIC
• IV + Extended IV 的 byte 依序為 TSC1, d, TSC0, TSC2, TSC3, TSC4, TSC5，組合成傳送的 TSC。d 為 dummy byte 避免較弱的 TKIP key

Michael 演算法是 WPA 設計者在大多數舊的網路卡也能使用的條件下找到的最強的演算法，然而它可能會受到偽造封包攻擊。為了降低這個風險，WPA 網路每當偵測到一個企圖的攻擊行為時就會關閉 30 秒鐘。

WPA 個人版是用 pre-shared key (PSK) 的方式，可以輸入 8 ~ 63 個 ASCII 字元的密碼產生 256-bit 的 Pairwise Master Key (PMK)，或是直接輸入 64 十六進位數字。密碼產生 PMK 是用 PBKDF2 演算法 (JavaScript)，SSID 作為 salt，執行 HMAC-SHA1 4096 次 。

PMK 加上兩者 MAC address、supplicant nonce 及 authenticator nonce 經過 SHA-1 產生 Pairwise Transient Keys (PTK)，包括 EAPOL-key Encryption Key, EAPOL-key Integrity Key, TEK, 及 MIC key，這些每次 association 會重新產生。

而企業版是用 802.1X 認證伺服器來散佈不同的鑰匙給各個用戶。

安全性

• 暴力破解 (brute force attack) 弱密碼需要兩三天
• 解出達 596 bytes 以下的封包的 keysteam，例如 ARP，插入假的 ARP 將封包導到其他地方
• 一種新形式的攻擊可解出所有到 client 的封包，但關掉 QoS 可避免。

參考

1. CSE571S: Network Security (Fall 2007)對網路安全有不錯的講解
2. Wikipedia: Wi-Fi Protected Access

延伸閱讀

• 二樓守衛 - WPA/WPA2 
• 無線網路安全：破解 WPA/WPA2 - 第一種作法
• 無線網路安全：破解 WPA/WPA2 - 完全不受密碼長度限制
• WPA2 (Wi-Fi Protected Access II)
• 802.11i-2004 標準
• 用 CCMP 取代 TKIP，CCMP 是基於 AES 的加密機制，有時也稱為 AES。
• WAPI (中國標準)
• 依照 authentication key distribution 方式可分成個人版 (WPA-Personal, WPA-PSK) 及企業版 (WPA-Enterprise, WPA-802.1X, WPA)，WPA 跟 WPA2 都適用。企業版需要 RADIUS 伺服器，使用 Extensible Authentication Protocol (EAP) 作為認證，例如 EAP-TLS、EAP-TTLS、EAP-SIM。個人版的加密來自一個 256-bit key，可直接輸入 64 的十六進位數字 (剛好 256-bit)，或輸入 8 至 63 個可印的 ASCII 字元 (0x20~0x7E) 作為 passphrase，加上 SSID，使用演算法產生 256-bit key。取較佳的 passphrase 及 SSID 較不易破解。
• WPA3：Wi-Fi 聯盟公佈更安全的 WPA3 標準協定

FON2100

La Fonera (FON AP) 的第一版

• Last Source Code
• 基於 Chillispot、OpenWRT 所開發
• 限制 FON release 的 Firmware
• Atheros AR2315 based SOC (MIPS R4Kc) @180MHz, 8MB Flash and 16MB SDRAM, which use standart MIPS EJTAG v2.6.
• 拆開 La Fonera

My Hacking (參考 sylphidsu's FON Hacking)

1. 變回出廠的 firmware -- 果真要三次，我的出廠版本是 0.7.1 r1
2. 打開ssh (La Fonera: nuovo hack per il firmware 0.7.1r1) -- 連上MyPlace，登入管理介面後，submit那兩個下載的html，然後就可以 ssh root@192.168.10.1 了 (預設密碼是 admin)
3. 把 dropbear (ssh server) 加入預設會開的 service
1. /etc/firewall.user  中把 port 22 那兩行 uncomment
2. cp /etc/init.d/dropbear /etc/init.d/S50dropbear
4. 重設internet

Firmware Upgrade

• FON 的 image 是經過 RIPEMD-160 加密的，由 Pablo Martin 寫的 /bin/fonverify 確認後才會寫到flash (參考 Rex Tsai's Free your La Fonera)
• 不想自動更新firmware的話
1. mv /etc/init.d/N40thinclient /etc/init.d/thinclient
2. /etc/crontabs/root 裡面 thinclient 那一行 comment 掉
• thinclient script -- executed when boot and .... It will “ssh” into the download.fon.com:1937 to get the config scripts from FON.com. We can use dnsspoof and some program to make the router download some script we want it to run. (參考 Rex Tsai's Free your La Fonera)

RS-232

• Recovering a bricked Fonera -- 使用 RS-232 跳脫到 RedBoot 使用 tftpboot，...
• Inside the Fonera — 接上 RS-232 (需外接driver) 並開啟ssh

JTAG

• Hacking the La Fonera

ToDo

• ddns client
• http://oldwiki.openwrt.org/Hardware%282f%29Fon.html
• http://ahmow.blogspot.com/2009/04/la-fonera-heartbeat.html
• 改造 FON 成為La Fonera = Repeater + Access Point
• 開啟La Fonera SSH 埠口« Jamyy's Weblog
• 加 SD/MMC 介面：http://www.larsen-b.com/Article/262.html

References

1. Rex Tsai's Hacking Fonera
2. sylphidsu's FON Hacking

• http://madwifi.org/

比較

• FON2200：也是 FON 1.0，但改善了散熱，天線接口多了擋板，變壓器也不同。
• FON2201, FON 1.5, FON+：多了 LAN 介面，是用 Marvell 88E6060 擴充的
• FON2202, FON 2.0：多 USB 介面
• FON=5V*2A=10W, FON+=7.5v*1A=7.5W 應該可以用太陽能板

WEP

Wired Equivalent Privacy 意思是提供跟有線相當的隱私，主要是防止竊聽，附帶防止未經授權的存取。因有缺陷，2003 年由 WPA 取代，2004 年再由 WPA2 所取代。

雙方知道 WEP key，傳送端用 WEP key 加上一串亂數用來加密資料，傳送亂數跟加密資料。這個亂數稱為 Initialization Value (IV)，有 24-bit。接收端用 WEP key 跟封包裡的 IV 就可以解密。不固定的 IV 讓 WEP key 較不容易破解。

WEP key 有下列長度。

• 64-bit WEP (WEP-40): 24-bit IV + 40-bit key (10 位十六進位數字)
• 128-bit WEP (WEP-104): 24-bit IV + 104-bit key (26 位十六進位數字)
• 256-bit WEP: 24-bit IV + 232-bit key (58 位十六進位數字)，部份機器有

封包格式

			← RC4 加密 →
802.11 Frame header	24-bit IV	Key ID	Payload	ICV	FCS

• ICV (Integrity Check Value)：Payload 的 CRC-32
• 24-bit IV (Initialization Value)：依不同實作方式可以每個封包用不同值。前面串 WEP key 形成 RC4 key，用來產生跟 Payload 加 ICV 等長的虛擬亂數，然後一起 XOR，稱為 RC4 加密。
• Key ID：範圍為 0 ~ 3，用來選 4 組 WEP key 其中一個，但一般只用一組。
• 認證
• Open System：開放認證，WEP 只用在後續的資料傳輸
• Shared Key：WEP 用於認證，但反而變成弱點。採用 4-way challenge-response handshake:
• client 送認證要求給 AP
• AP 回送一個 clear-text 的 challenge.
• client 用 WEP 加密 challenge 送回給 AP
• AP 檢查是否對回送 positive 或 negative response.
• 缺陷：WEP 是一個安全攻擊很好的訓練場地，幾乎所有地方都有弱點
• IV collisions
• 攻擊者故意讓 IV 相同，讓 WEP key 容易破解。
• ...

延伸閱讀

• 無線網路安全：20 分鐘內破解 WEP