AESについて（★）

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タイトルはAESについてですが、内容はCCMPに関する暗号方式に関するものです（世の中一般的には、AESと呼ばれることが多いためです）。TKIPではRC4の暗号強度が弱いということで、AESを搭載したCCMPを使うようになりました。

データパケットの暗号化

CCMPでのデータパケットの暗号化の処理は下図のようになります。
CCMPでは、テンポラリー鍵（以下PTK）とPacketNumber（以下PN。48bit）とMACアドレスを種に、AESのアルゴリズムを動かしています。そのAESのアルゴリズムから暗号系列が出てきますので、それと平文データのXORを取って、暗号化されたデータとしています。
ここで、PTKとMACアドレスはセッション中は固定ですので、PNによってAES暗号系列が決まります。PNは、パケット毎に1ずつ増加させていきます。PNは48bitありますので、1msに1packetを投げたとしても、9000年近くかかります。普通の人には関係ない時間ですので、MAXまで行って、戻った時の心配はしなくてもよいです。絶対に同じ値にならないように設計されていました（後述のKRACKにてそうはなってないことがわかった）。

最終的なCCMPのデータパケットは下記のようになります。

CCMP Header (PacketNumber:48bit, KeyID等:8bit)

暗号化されたデータ (Nbyte:含むMIC64bit)

MIC(Message Integrity Check)の計算もCCMPを使って行われます。このMICにより、Packet Numberを偽造したReplay Attackをできなくしています。

認証について

WPA,WPA2の認証方式について、CCMPが選択できるようになっています。乱数(ANonce, SNonce)を使ったChallenge Response方式により、認証を行っています。認証と同時にテンポラリー鍵(PTK)の交換も行なっています。なお、PTKは、Challenge Response方式に用いた乱数(ANonce,SNonce)とおおもとの共有鍵(Pairwise Master Key)を使って生成しています。そのため、乱数は無線区間で見えていても、他者に知られることはありません。
下記にWPA2のシーケンスを示します（説明はTKIPの項を参照ください）。

最初のEAPOL-KEYから順にMessage1, Message2, Message3, Message4と呼んでいます。パケットが4つあるので4 way handshakeとも呼んでいます。