最新eapsim技术手册资料.docx

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最新eapsim技术手册资料

EAP-SIM技术手册

一．基本概念

1.EAP-SIM的定义

EAP-SIM是采用GSM-SIM卡作为EAP认证和密匙分发的机制。

它是基于GSM，即全球移动通讯系统（GlobalSystemforMobileCommunication）认证的基础上产生的。

由于GSM认证缺少双向认证，只是服务器端认证了用户端；而且，会话密钥Kc只有64位，密钥长度太短，没有足够的强度抵抗暴力攻击。

所以，EAP-SIM才应运而生。

EAP-SIM提供了双向认证，即服务器端认证客户端，客户端也认证服务器端，只有双向认证通过之后，服务器端才发送EAP-Success消息至客户端，客户端才可以接入网络。

同时，EAP-SIM认证机制还通过多次挑战响应机制，生成更强的会话密钥。

2.EAP-SIM的协议包格式

Code

Identifier

Length

Type

Subtype

Reserved

AttributeField

在上表中表示EAP-SIM协议包的格式。

Code域占据一个字节，代表EAP包类型，其中1代表request类型，2代表response类型，3代表success类型，4代表failure类型。

Identifier域占据一个字节，指代数据包的标识域，方便request包与response包的匹配。

Length域占据两个字节，标识EAP包的总长度。

Type域占据一个字节，此处的值为18。

Subtype域占据一个字节，标识EAP-SIM子类型，其中10表示start类型，11表示challenge类型。

Reserved域占据两个字节，为协议将来的扩展，目前保留，值置为0。

数据包随后的字段为属性域，根据包的类型不同，属性域也有所不同。

3.EAP-SIM的工作原理

客户端可以是手机或是具有SIM卡读卡器的电脑。

首先，客户端通过安全隧道与支持802.1x的无线接入点（AP）取得联系，而后通过WLANAP连接到Radius服务器，Radius服务器支持EAP-SIM认证协议，并且具有GSM/MAP/SS7的数据通道，通过此通道与存储着用户信息的HLR（HomeLocationRegister，归属位置寄存器）进行连接。

从理论上讲，在EAP-SIM的服务器端，需要有Radius服务器和HLR（归属位置寄存器），二者通过GSM/MAP/SS7的数据通道进行连接。

但在本手册中，我们是将HLR和Radius服务器整合为一个整体，即HLR数据库仅仅是Hostapd服务器中的一个文件——hostapd.sim_db，在这个文件中存储着要接入的用户信息。

本实验用到的EAP-SIM认证结构如下图所示：

4.EAP-SIM的认证流程

整个EAP-SIM的认证流程如下所示：

（1）.客户端发送EAPOL_Start帧，请求认证接入；

（2）.WLANAP发出请求帧，请求客户端发送身份信息；

（3）.客户端响应请求，将身份信息发送至AP；

（4）.AP将客户端身份信息重新封装成RADIUSAccess-Request帧转发至服务器端；

（5）.服务器验证客户端身份，验证合法之后向用户发送EAP-Request/SIM/Start帧,封装在RADIUSAccess-Challenge帧中；

（6）.AP提取RADIUSAccess-Challenge帧中的EAP-Request/SIM/Start帧，转发至客户端；

（7）.客户端响应请求，将EAP-Response/SIM/Start帧发送至AP；

（8）.AP将EAP-Response/SIM/Start帧重新封装成RADIUSAccess-Request帧，转发至服务器端；

（9）.服务器根据客户端响应结果，回送EAP-Request/SIM/Challenge帧至AP，此帧封装在RADIUSAccess-Challenge帧中；

（10）.AP提取RADIUSAccess-Challenge帧中的EAP-Request/SIM/Challenge帧，转发至客户端；

（11）.客户端响应请求，将EAP-Response/SIM/Challenge帧发送至AP；

（12）.AP将EAP-Response/SIM/Challenge帧重新封装成RADIUSAccess-Request帧，转发至服务器端；

（13）.服务器端认证成功，将EAP-Success帧封装在RADIUSAccess-Accept帧中，发送至AP；

（14）.AP提取RADIUSAccess-Accept帧中的EAP-Success帧，转发至客户端.EAP-SIM双向认证结束，认证成功。

二．实验部分

1.搭建EAP-SIM测试环境的需求清单

1、一张sim卡。

无特殊要求，现在通用的sim卡即可。

2、一部支持EAP-SIM认证的手机用作客户端。

例如华为的安卓手机T8830。

售价在800元左右。

或者华为的安卓手机AscendG305T，已通过四川现网测试，具备真正EAP-SIM商用能力。

售价大概在600元左右。

3、一款支持802.1X协议的无线路由器。

目前市面上大部分TP-LINK的路由器均支持。

4、认证服务器。

Linux系统下的hostapd或者freeradius服务器均可。

Hostapd配置比较简单，容易上手。

Freeradius服务器配置难度大，但是功能更强。

2.配置路由器

进入路由器的设置界面。

配置如下：

认证类型使用WPA2。

因为EAP-SIM认证类型是WPA2认证类型的其中一种。

加密算法采用AES。

Radius服务器IP：

设置成radius服务器所在电脑的IP。

Radius端口：

设置成1812。

Radius密码：

这是radius服务器和路由器之间进行通信的密码。

3.radius服务器的安装

使用开源软件hostapd来搭建radius服务器。

1、在hostapd的官方网站http:

//w1.fi/hostapd/获取hostapd的压缩包。

2、将获取到的包解压，进入hostapd。

在终端输入命令：

tarxzvfhostapd-x.y.z.tar.gz 

cdhostapd-x.y.z/hostapd 

3、复制配置文件

在终端输入命令:

cpdefconfig.config

4、配置.config文件

选取以下配置：

CONFIG_DRIVER_WIRED=y

CONFIG_DRIVER_NONE=y

CONFIG_EAP=y

CONFIG_EAP_MD5=y

CONFIG_EAP_TLS=y

CONFIG_EAP_MSCHAPV2=y

CONFIG_EAP_PEAP=y

CONFIG_EAP_GTC=y

CONFIG_EAP_TTLS=y

CONFIG_EAP_SIM=y

CONFIG_EAP_AKA=y

CONFIG_EAP_PAX=y

CONFIG_EAP_PSK=y

CONFIG_EAP_SAKE=y

CONFIG_EAP_GPSK=y

CONFIG_EAP_GPSK_SHA256=y

CONFIG_EAP_IKEV2=y

CONFIG_EAP_TNC=y

CONFIG_PKCS12=y

CONFIG_RADIUS_SERVER=y

这里需要注意几点：

1）这里我仅仅把hostapd作为一个radiusserver使用，因此.config文件的其它部分都注释掉。

2）编译过程中可能会出现缺乏openssl文件等错误，需要下载编译安装openssl。

5、在终端输入命令make、makeinstall，hostapd安装成功。

4.radius服务器的配置

1、启动radius服务器前需要先对配置文件hostapd.conf进行配置。

在安装目录下找到hostapd.conf文件，进行配置。

主要配置以下内容：

interface=eth0

eap_server=1

eap_user_file=/home/yang/hostapd.eap_user

eap_sim_db=unix:

/tmp/hlr_auc_gw.sock

own_ip_addr=192.168.1.253#用于配置路由器的IP

auth_server_addr=127.0.0.1#radius服务器的地址

auth_server_port=1812#radius服务器的端口

auth_server_shared_secret=secret

radius_server_clients=/home/yang/hostapd.radius_clients#配置客户端的文件路径

radius_server_auth_port=1812

2、配置hostapd.eap_user

将安装目录下的范例文件hostapd.eap_user直接拷来用即可。

3、配置hostapd.radius_clients

允许IP为192.168.1.253的无线路由器使用这个radius服务器，共享密码为yangrenjie：

192.168.1.253yangrenjie

5.编译安装hlr_auc_gw程序

hlr_auc_gw程序用于radius认证服务器和hlr的连接。

同时可以监听客户端发来的请求。

在安装目录下找到hlr_auc_gw.c文件，在终端输入make、makeinstall，编译并安装。

6.模拟测试

1、在手机端用hellosim.apk这个软件读出sim卡的IMIS、Kc、SRES、Rand这个四个值。

将这四个值以一定的格式写入到hostapd安装目录下的hostapd.sim_db这个文件中。

此文件相当于HLR。

2、在hostapd安装目录下，启动终端。

输入命令：

sudo./hlr_auc_gw–ghostapd.sim_db

该命令用于服务器和hlr连接，并监听客户端的请求。

Doesthe鏇savethe鎬ф帶鍒?

3、启动另一个终端。

输入命令：

sudohostapdhostapd.conf–dd

本命令用于启动radius服务器。

The鍦version澘Lu熻嵎鐜?

4、用手机搜寻测试用的路由器SSID。

安全类型为802.1X。

TheXiｄ粯Luт笟鍔?

Gansentencethe細鐗╂祦

图中SSID为fengfengfeng的路由器，就是我们测试用的路由器。

The鍓嶇Jiang鏈?

The鏃犳澘Luтjoys5、连接的时候对手机进行设置，将验证类型改为EAP-SIM方式。

TheYue夌JiangChenュ姪Lu?

Doesthe鍒mixtoclench鐐?

TheLiao€?

崟鏃ユ?

6、进行连接

The鑽夊師Wanacrossesthe敤鏉冭瘉监听端显示信息如下所示：

服务器端显示信息如下所示：

最后，实验结果说明，手机无需输入用户名和密码，只要利用SIM卡的信息即可通过认证，与服务器连接。