4-Way Handshake   4 단계 핸드세이크

1. 4 단계 핸드세이크 (4-Way Handshake)

  ※ 무선 LAN 보안을 위한 4-Way Handshake
     - 비록 양단 간에 사전에 준비된 키가 없더라도,
     - 비 보안 채널(안전하지 못한 채널)을 거쳐감에도 불구하고,
     - 양단 간에 같은 비밀 키(세션 키)를 공유할 수 있게끔,
     - 일련의 패킷 등을 교환해가며 대칭 키를 합의하는 과정

  ㅇ 주요 목적 : Pairwise Key 또는 Group Key 생성을 위함   ☞ 802.11 키 관리, 802.11 키 구분 참조

     - Pairwise Key : STA와 AP 간에 `Unicast용` 키 : 쌍으로 이루어짐
        . STA(무선단말)와 AP(액세스포인트) 간의 1:1 통신(Unicast)을 위한 키
        . 각 STA 마다 고유하게 생성됨
     - Group Key : AP에서 STA들로의 `Multicast/Broadcast용` 키 (다수의 멤버들로 그룹지어짐)
        . AP → 여러 STA에 대한 멀티캐스트/브로드캐스트용 키
        . 여러 STA들이 공유하는 키로, 그룹 단위로 관리됨

  ㅇ 주요 기능

     - 쌍방간 PMK 보유 및 현행성 확인
        . STA와 AP가 동일한 PMK를 갖고 있는지 확인
        . PMK : PTK를 유도하기 위해 사용되는 `일종의 보조 키`
           .. 인증 과정(EAP 등)을 통해 공유된 기반 키
     - STA 및 AP 양쪽 각각에서, PMK로부터 PTK 유도 및 설치
        . 실제 무선구간 암호화에 사용될 키를 생성하여, 양쪽에 설치
        . PTK : 무선구간 암호화(TKIP,CCMP)를 수행하기 위한 `실제 암호 키`
           .. (PMK + MAC 주소 + Nonce) 등을 통해 파생된 실제 키
     - 또한, Cipher Suite 선택 확정
        . 어떤 암호화 방식(TKIP, CCMP 등)을 쓸 것인지 확정


2. 4 단계 핸드세이크 절차

  ㅇ  1 : AP  → STA  (AP가 첫 메시지를 STA에게 보냄)
     - 수행 작업 : AP의 MAC 주소 및 Nonce 값(ANonce : 임의로 생성된 Nounce)이 포함된 메세지 전송
     - 전송 내용 : AP MAC주소, ANonce
     - 수행 목적
        . AP의 세션 식별용 정보 제공
        . 이후 PTK 계산에 필요한 입력값 전달

  ㅇ  2 : STA → AP  (STA가 응답 메시지를 AP에게 전송)
     - 수행 작업
        . STA는, 자체 Nonce 값(SNonce) 생성
        . STA는, 다음 정보들을 조합, PTK 계산 : PMK, AP MAC주소, STA MAC주소, ANonce, SNonce
        . STA는, STA MAC주소, SNonce이 포함된 메세지(MIC) 전송
           .. MIC : 메시지 무결성 코드 (Message Integrity Code), 변조 방지용 
     - 전송 내용 : STA MAC주소, SNonce, MIC
     - 수행 목적
        . STA 측 PTK 유도 완료
        . AP가 PTK를 검증할 수 있도록 정보 제공

  ㅇ  3 : AP  → STA  (AP가 확인 메시지를 STA에게 보냄)
     - 수행 작업
        . AP도 동일한 정보로 PTK를 계산
        . STA가 보낸 MIC를 사용해 PTK 정확성 검증
     - 전송 내용 : ANonce + MIC
        . 처음 메시지 1과 유사한 구조. 다만, 추가적으로 AP가 계산한 MIC 포함        
     - 수행 목적
        . AP가 올바른 PTK를 계산했음을 STA에게 증명
        . AP → STA 방향의 암호화 키 설정 완료

  ㅇ  4 : STA → AP  (STA가 마지막 확인 메시지를 AP에게 보냄)
     - 수행 작업 : 메시지 3을 정상적으로 수신하고(단순 수신 응답), PTK 검증 완료됨을 알림
     - 전송 내용 : MIC 포함 및 간단한 응답 메시지
     - 수행 목적 
        . STA → AP 방향의 키 설정 완료
        . 4-Way Handshake 최종 완료