WLAN无感知认证技术要求PEAP认证067.docx

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WLAN无感知认证技术要求PEAP认证067

WLAN无感知认证试点技术要求（PEAP认证）

背景

PEAP是EAP认证方法的一种实现方式，网络侧通过用户名/密码对终端进行认证，终端侧通过服务器证书对网络侧进行认证。

用户首次使用PEAP认证时，需输入用户名和密码，后续接入认证无需用户任何手工操作，由终端自动完成。

技术原理

PEAP（ProtectedEAP）实现通过使用隧道在PEAP客户端和认证服务器之间进行安全认证。

EAP客户端和认证服务器之间的认证过程有两个阶段。

第一阶段：

建立PEAP客户端和认证服务器之间的安全通道，客户端采用证书认证服务端完成TLS握手。

服务端可选采用证书认证客户端。

第二阶段：

提供EAP客户端和认证服务器之间的EAP身份验证。

整个EAP通信，包括EAP协商在内，都通过TLS通道进行。

服务器对用户和客户端进行身份验证，具体方法由EAP类型决定，在PEAP内部选择使用（如：

EAP-MS-CHAPv2）。

访问点只会在客户端和RADIUS服务器之间转发消息，由于不是TLS终结点，访问点无法对这些消息进行解密。

目前被WPA和WPA2批准的有两个PEAP子类型PEAPV0-MSCHAPV2，PEAPV1-GTC，使用广泛的是PEAPV0-MSCHAPV2。

PEAP认证参考如下国际标准

[1]IETFDraft,PEAPAuthentication,

draft-josefsson-pppext-eap-tls-eap-10.txt,2004.

[2]IETRRFC2759，MSCHAPv2

[3]IETFRFC3748,"ExtensibleAuthenticationProtocol（EAP）".

关键技术问题

证书问题

PEAP认证需要AAA服务器配置认证证书。

需评估不同服务器证书与各类终端的兼容性。

如果服务器证书与终端预置证书验证不匹配，PEAP认证可能失败。

目前Portal认证使用的证书为IP地址绑定，如果试点阶段AAA服务器选择绑定域名的证书，现网AC可能需改造。

iPhone如果证书验证失败，此时用户选择接受，PEAP认证可成功。

Blackberry手机PEAP认证配置有“禁止服务器证书验证”选项，勾选后，终端不再进行证书验证。

WindowsMobile手机如果证书验证失败，PEAP认证无法通过。

Symbian和Adroid/Ophone还未验证。

密码设置

PEAP认证使用的用户名/密码与Portal认证的用户名/密码应保持一致。

PEAP认证方法

试点使用PEAPv0版本，选用MSCHAPv2认证方法。

SSID设置

需设置新的SSID（CMCC-AUTO），支持存量终端使用PEAP认证方式。

PEAP认证与SIM认证使用相同SSID。

机卡分离问题

由于PEAP认证的用户名/密码保存在手机中，如果手机和用户卡发生分离（用户换手机或换卡），手机仍能进行PEAP认证，但费用会记录在原有卡用户账户上。

目前暂无较好技术手段进行解决机卡分离问题。

下线控制

PEAP认证仍保留8小时下线机制

可通过AC开关开启/关闭PEAP认证对应SSID的15分钟下线机制。

Keep-alive机制（可选）

AC利用EAP信令周期性探测UE状态，如果UE在一定时间内无响应（异常关机、移出WiFi覆盖区域），则网络侧对此用户进行下线操作。

具体实现机制如下图：

AC在一定时间内无流量后，向终端发送EAP-Request/identity消息，终端如果在线则回复EAP-Response消息，如果AC收到终端响应后，回复EAP-Success，如果AC没有收到终端响应，则在一定时间内重发EAP-Request消息，在重传一定次数后，仍未收到响应，则从网络侧下线用户。

此机制可能存在如下潜两个问题：

1）上述流程不是标准流程，部分终端周期性收到心跳后，可能出于安全或其它因素考虑，不处理EAP-Request消息。

2）终端在EAP-Response消息中可能不携带网络侧分配的伪随机名或快速认证名，而是携带IMSI，增加空口传输IMSI的概率。

鉴于部分厂家已支持此功能，试点期间作为可选项，在提供此功能的厂家设备上验证其效果。

AC如果支持Keep-alive机制，对AC性能有一定影响，可通过试点进行评估。

接入流程

PEAP用户接入流程

图1PEAP用户接入流程

E1认证初始化

1）WLANUE向WLANAN发送一个EAPoL-Start报文，开始802.1x接入的开始。

2）WLANAN向WLANUE发送EAP-Request/Identity报文，要求WLANUE将用户信息送上来。

3）WLANUE回应一个EAP-Response/Identity给WLANAN的请求，其中包括用户的网络标识。

用户ID，对于PEAP-mschchapv2认证方式的用户ID是由用户在客户端手动输入或者配置的。

此次用户名建议同用户的portal认证用户名密码。

4）WLANAN以EAPOverRADIUS的报文格式将EAP-Response/Identity发送给Radius,并且带上相关的RADIUS的属性。

5）Radius收到WLANAN发来的EAP-Response/Identity，根据配置确定使用EAP-PEAP认证，并向WLANAN发送RADIUS-Access-Challenge报文，里面含有Radius发送给WLANUE的EAP-Request/Peap/Start的报文，表示希望开始进行EAP-PEAP的认证。

6）WLANAN将EAP-Request/PEAP/Start发送给WLANUE。

E2建立TLS通道

7）WLANUE收到EAP-Request/Peap/Start报文后，产生一个随机数、客户端支持的加密算法列表、TLS协议版本、会话ID、以及压缩方法（目前均为NULL），封装在EAP-Response/TLS/ClientHello报文中发送给WLANAN。

8）WLANAN以EAPOverRADIUS的报文格式将EAP-Response/TLS/ClientHello发送给认证服务器Radius,并且带上相关的RADIUS的属性。

9）Radius收到ClientHello报文后，会从Client的Hello报文的加密算法列表中选择自己支持的一组加密算法＋Server产生的随机数＋Server证书（包含服务器的名称和公钥）＋证书请求＋Server_Hello_Done属性形成一个ServerHello报文封装在EAP消息中，使用Access－Challenge报文发送给WLANAN。

10）WLANAN把Radius报文中的EAP-request消息发送给WLANUE.

11）WLANUE收到报文后，进行验证Server的证书是否合法（使用从CA证书颁发机构获取的根证书进行验证，主要验证证书时间是否合法，名称是否合法），即对网络进行认证，从而可以保证Server的合法。

如果合法则提取Server证书中的公钥，同时产生一个随机密码串pre-master-secret，并使用服务器的公钥对其进行加密，最后将加密的信息ClientKeyExchange+客户端的证书（如果没有证书，可以把属性置为0）＋TLSfinished属性封装成EAP-Rsponse/TLSClientKeyExchange报文发送给WLANAN.如果WLANUE没有安装证书，则不会对Server证书的合法性进行认证，即不能对网络进行认证。

12）WLANAN以EAPOverRADIUS的报文格式将EAP-Response/TLSClientKeyExchange发送给认证服务器Radius,并且带上相关的RADIUS的属性

13）Radius收到报文后，用自己的证书对应的私钥对ClientKeyExchange进行解密，从而获取到pre-master-secret，然后将pre-master-secret进行运算处理，加上WLANUE和Server产生的随机数，生成加密密钥、加密初始化向量和hmac的密钥，这时双方已经安全的协商出一套加密办法了。

Radius将协商出的加密方法+TLSFinished消息封装在EAPoverRadius报文Access－Challenge中，发送给WLANAN。

14）WLANAN吧Radius报文中的EAP-Request消息发送给UE。

15）WLANUE回复EAPResponse/TLSOK消息。

16）WLANAN将EAPResponse/TLSOK消息封装在Radius报文中，告知Radius建立隧道成功。

至此WLANUE与Radius之间的TLS隧道建立成功。

E3认证过程

17）WLANAN把Radius报文中的EAP域提取，封装成EAP-request报文发送给WLANUE。

18）WLANUE收到报文后，用服务器相同的方法生成加密密钥，加密初始化向量和hmac的密钥，并用相应的密钥及其方法对报文进行解密和校验，然后产生认证回应报文，用密钥进行加密和校验，最后封装成EAP－response报文发送给AP，AP以EAPOverRADIUS的报文格式将EAP-Response发送给认证服务器RadiusServer,并且带上相关的RADIUS的属性，这样反复进行交互，直到认证完成。

在认证过程中，RadiusServer会下发认证后用于生成空口数据加密密钥（包括单播、组播密钥）的PMK给WLANUE。

19）服务器认证客户端成功，会发送Access－Accept报文给WLANAN，报文中包含了认证服务器所提供的MPPE属性。

20）WLANAN收到RADIUS-Access-Accept报文，会提取MPPE属性中的密钥做为WPA加密用的PMK,并且会发送EAP－success报文给WLANUE。

E4地址分配

21）WLANUE和WLANAN间的空中数据报文进行加密传送，与WLANAN进行DHCP流程交互，直至WLANUE获取IP地址

E5计费开始

22）WLANUE通过RADIUS-Accounting-Request（Start）报文通知Radius开始进行计费，含有相关的计费信息。

23）Radius向WLANUE回应RADIUS-Accouting-Response（Start）报文，表示已开始计费。

PEAP用户下线流程

用户下线流程包括用户主动下线、网络下线和异常下线三种情况。

图2给出了用户主动下线流程，图3给出了网络下线流程，图4给出了用户异常下线流程。

1.用户主动下线

图2用户主动下线流程

1）WLANUE主动终止会话，发起EAPoL-logoff请求退出网络。

2）WLANAN向AAAServer发送计费停止请求的报文。

3）AAAServer向WLANAN回复计费停止请求报文的响应。

2、网络发起用户下线

图3网络发起下线流程

1）出于管理目的，网络发起下线流程，可以由AAAServer触发Disconnect-Request给WLANAN。

2）WLANAN终止用户会话，释放用户会话资源。

3）WLANAN向AAAServer回复Disconnect-ACK消息。

4）WLANAN向AAAServer发送计费停止请求的报文。

5）AAAServer向WLANAN回复计费停止请求报文的响应。

3、网络发起用户下线

图4用户异常下线流程

1）WLANAN检测固定时间内流量小于阈值或者通过KeepAlive机制检测发现用户已经不在线。

2）WLAN用户接入认证点向Radius发送计费停止请求的报文

3）Radius向WLAN用户接入认证点回计费停止请求报文的回应

MS-CHAPV2认证流程

图4MS-Chapv2用户认证流程

1）Radius在TLS通道内发起EAP-reuqest/Identity认证请求.

2）AP把Radius报文中的EAP域提取，封装成EAP-request报文发送给Client.

3）Client发送一个给Ap一个EAP-Response报文，内容为Client的Identity（通常为用户名）,.

4）Ap把报文封装成Radius报文,送给Radius.

5）Radius收到后，通过Radius报文，返回给AP一个16字节的随机数.

6）AP把Radius报文中的EAP域提取，封装成EAP-request/EAP-MSCHAPV2Challenge报文发送给Client.（CODE=1:

Challenge）

7）Client收到后:

a）Client产生一个16字节的随机数，称为“端认证质询”,

b）client将Radiusserver中收到的16字节质询，及其产生的16字节端认证质询，以及client的用户名进行SHA1算法的HASH,取结果的开始8字节。

c）client将b产生的8字节质询加密用windowsnthash函数生成的本地口令HASH值（16字节），产生24字节的响应（MD4算法）；

d）client将24字节的响应，结果封装在EAP-Response/EAPMSCHAPV2Response报文中发送给AP.（CODE=2:

Response）

8）Ap把报文封装成Radius报文,送给Radius.

9）Radiusserver收到后:

a）使用跟Client相同的方法进行用户口令的哈希值加密响应值，如果结果与质询值相同，则客户端认证通过

b）Radiusserver使用16字节的端认证质询和client的哈希过的口令，一起创建一个20字节的认证者响应,封住成Radius报文发送给Ap.

10）AP把Radius报文中的EAP域提取，封装成EAP-request/EAP-CHAPV2Success报文发送给Client.（CODE=3:

Success）

11）Client收到后，使用与服务器相同的方法计算一个认证者响应，如果与收到的响应一致，则server通过认证,发送一个认证成功报文，封装成Eap—response/EAPMschapv2ACK报文给Ap.

12）Ap把报文封装成Radius报文,送给Radius.

13）服务器和客户端均认证成功，Radiusserver会发送Access－Accept报文给AP，报文中包含了认证服务器所提供的MPPE属性（MPPE密钥算法请参阅引用[18]）。

14）AP收到RADIUS-Access-Accept报文，会提取MPPE属性中的密钥做为WPA加密用的PMK,并且会发送EAP－success报文给客户端.

计费要求

为避免对现有BOSS的改造要求，PEAP认证话单沿用原有Portal认证话单，其中Oper_ID为5表示无感知认证用户，Auth_type为“03”表示话单是PEAP认证接入后产生的。

话单中反映用户上网时长和流量等信息，为用户提供准确计费依据。

网元改造

AC/AP

1、AP支持802.11i;

2、AC支持802.1x；

3、PEAP认证对应SSID可配置开启/取消15分钟下线机制。

Portal认证对应SSID仍保留15分钟下线功能。

4、AC支持用户累计流量小于一定阈值，则应对该用户下线并停止计费。

5、（可选功能）AC支持向向之间定期发送Keep-Alive心跳消息实现保活，心跳消息采用EAP-Request及EAP-Response标准消息，详细过程见下图。

AC提供可配置的如下参数：

心跳开始Timer：

如无流量，心跳开始Timer进行计时，设定Timer过期后，AC发送EAP心跳消息。

心跳重试Timer：

AC发送EAP心跳消息后，在心跳重试Timer设定的时间内，如无响应，则重新发送EAP心跳消息。

心跳重试次数：

AC重发EAP心跳消息的最大次数。

心跳机制可以通过配置选项打开或关闭。

6、AC支持精确流量计费。

7、当使用绑定域名的证书时，AC支持通过域名方式访问AAA服务器。

8、网管要求，需网络部提出。

偏离项目的说明表

请对该技术要求所提出各项要求进行逐条逐项答复、说明和解释。

对实现或满足程度明确作出“满足”、“不满足”、“部分满足”的应答，然后作出具体、详细的说明。

在“对偏离项目的说明”一栏中填写无法满足的原因、何时能够满足等内容。

章节

主要内容

满足程度

对偏离项目的说明、有无开发计划，开发完成时间