Updated through tag hostap_2_5 from git://w1.fi/hostap.git
[mech_eap.git] / libeap / hostapd / README
1 hostapd - user space IEEE 802.11 AP and IEEE 802.1X/WPA/WPA2/EAP
2           Authenticator and RADIUS authentication server
3 ================================================================
4
5 Copyright (c) 2002-2015, Jouni Malinen <j@w1.fi> and contributors
6 All Rights Reserved.
7
8 This program is licensed under the BSD license (the one with
9 advertisement clause removed).
10
11 If you are submitting changes to the project, please see CONTRIBUTIONS
12 file for more instructions.
13
14
15
16 License
17 -------
18
19 This software may be distributed, used, and modified under the terms of
20 BSD license:
21
22 Redistribution and use in source and binary forms, with or without
23 modification, are permitted provided that the following conditions are
24 met:
25
26 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
27    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
28
29 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
30    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
31    documentation and/or other materials provided with the distribution.
32
33 3. Neither the name(s) of the above-listed copyright holder(s) nor the
34    names of its contributors may be used to endorse or promote products
35    derived from this software without specific prior written permission.
36
37 THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
38 "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
39 LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
40 A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
41 OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
42 SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
43 LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
44 DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
45 THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
46 (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
47 OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
48
49
50
51 Introduction
52 ============
53
54 Originally, hostapd was an optional user space component for Host AP
55 driver. It adds more features to the basic IEEE 802.11 management
56 included in the kernel driver: using external RADIUS authentication
57 server for MAC address based access control, IEEE 802.1X Authenticator
58 and dynamic WEP keying, RADIUS accounting, WPA/WPA2 (IEEE 802.11i/RSN)
59 Authenticator and dynamic TKIP/CCMP keying.
60
61 The current version includes support for other drivers, an integrated
62 EAP server (i.e., allow full authentication without requiring
63 an external RADIUS authentication server), and RADIUS authentication
64 server for EAP authentication.
65
66
67 Requirements
68 ------------
69
70 Current hardware/software requirements:
71 - drivers:
72         Host AP driver for Prism2/2.5/3.
73         (http://hostap.epitest.fi/)
74         Please note that station firmware version needs to be 1.7.0 or newer
75         to work in WPA mode.
76
77         mac80211-based drivers that support AP mode (with driver=nl80211).
78         This includes drivers for Atheros (ath9k) and Broadcom (b43)
79         chipsets.
80
81         Any wired Ethernet driver for wired IEEE 802.1X authentication
82         (experimental code)
83
84         FreeBSD -current (with some kernel mods that have not yet been
85         committed when hostapd v0.3.0 was released)
86         BSD net80211 layer (e.g., Atheros driver)
87
88
89 Build configuration
90 -------------------
91
92 In order to be able to build hostapd, you will need to create a build
93 time configuration file, .config that selects which optional
94 components are included. See defconfig file for example configuration
95 and list of available options.
96
97
98
99 IEEE 802.1X
100 ===========
101
102 IEEE Std 802.1X-2001 is a standard for port-based network access
103 control. In case of IEEE 802.11 networks, a "virtual port" is used
104 between each associated station and the AP. IEEE 802.11 specifies
105 minimal authentication mechanism for stations, whereas IEEE 802.1X
106 introduces a extensible mechanism for authenticating and authorizing
107 users.
108
109 IEEE 802.1X uses elements called Supplicant, Authenticator, Port
110 Access Entity, and Authentication Server. Supplicant is a component in
111 a station and it performs the authentication with the Authentication
112 Server. An access point includes an Authenticator that relays the packets
113 between a Supplicant and an Authentication Server. In addition, it has a
114 Port Access Entity (PAE) with Authenticator functionality for
115 controlling the virtual port authorization, i.e., whether to accept
116 packets from or to the station.
117
118 IEEE 802.1X uses Extensible Authentication Protocol (EAP). The frames
119 between a Supplicant and an Authenticator are sent using EAP over LAN
120 (EAPOL) and the Authenticator relays these frames to the Authentication
121 Server (and similarly, relays the messages from the Authentication
122 Server to the Supplicant). The Authentication Server can be colocated with the
123 Authenticator, in which case there is no need for additional protocol
124 for EAP frame transmission. However, a more common configuration is to
125 use an external Authentication Server and encapsulate EAP frame in the
126 frames used by that server. RADIUS is suitable for this, but IEEE
127 802.1X would also allow other mechanisms.
128
129 Host AP driver includes PAE functionality in the kernel driver. It
130 is a relatively simple mechanism for denying normal frames going to
131 or coming from an unauthorized port. PAE allows IEEE 802.1X related
132 frames to be passed between the Supplicant and the Authenticator even
133 on an unauthorized port.
134
135 User space daemon, hostapd, includes Authenticator functionality. It
136 receives 802.1X (EAPOL) frames from the Supplicant using the wlan#ap
137 device that is also used with IEEE 802.11 management frames. The
138 frames to the Supplicant are sent using the same device.
139
140 The normal configuration of the Authenticator would use an external
141 Authentication Server. hostapd supports RADIUS encapsulation of EAP
142 packets, so the Authentication Server should be a RADIUS server, like
143 FreeRADIUS (http://www.freeradius.org/). The Authenticator in hostapd
144 relays the frames between the Supplicant and the Authentication
145 Server. It also controls the PAE functionality in the kernel driver by
146 controlling virtual port authorization, i.e., station-AP
147 connection, based on the IEEE 802.1X state.
148
149 When a station would like to use the services of an access point, it
150 will first perform IEEE 802.11 authentication. This is normally done
151 with open systems authentication, so there is no security. After
152 this, IEEE 802.11 association is performed. If IEEE 802.1X is
153 configured to be used, the virtual port for the station is set in
154 Unauthorized state and only IEEE 802.1X frames are accepted at this
155 point. The Authenticator will then ask the Supplicant to authenticate
156 with the Authentication Server. After this is completed successfully,
157 the virtual port is set to Authorized state and frames from and to the
158 station are accepted.
159
160 Host AP configuration for IEEE 802.1X
161 -------------------------------------
162
163 The user space daemon has its own configuration file that can be used to
164 define AP options. Distribution package contains an example
165 configuration file (hostapd/hostapd.conf) that can be used as a basis
166 for configuration. It includes examples of all supported configuration
167 options and short description of each option. hostapd should be started
168 with full path to the configuration file as the command line argument,
169 e.g., './hostapd /etc/hostapd.conf'. If you have more that one wireless
170 LAN card, you can use one hostapd process for multiple interfaces by
171 giving a list of configuration files (one per interface) in the command
172 line.
173
174 hostapd includes a minimal co-located IEEE 802.1X server which can be
175 used to test IEEE 802.1X authentication. However, it should not be
176 used in normal use since it does not provide any security. This can be
177 configured by setting ieee8021x and minimal_eap options in the
178 configuration file.
179
180 An external Authentication Server (RADIUS) is configured with
181 auth_server_{addr,port,shared_secret} options. In addition,
182 ieee8021x and own_ip_addr must be set for this mode. With such
183 configuration, the co-located Authentication Server is not used and EAP
184 frames will be relayed using EAPOL between the Supplicant and the
185 Authenticator and RADIUS encapsulation between the Authenticator and
186 the Authentication Server. Other than this, the functionality is similar
187 to the case with the co-located Authentication Server.
188
189 Authentication Server and Supplicant
190 ------------------------------------
191
192 Any RADIUS server supporting EAP should be usable as an IEEE 802.1X
193 Authentication Server with hostapd Authenticator. FreeRADIUS
194 (http://www.freeradius.org/) has been successfully tested with hostapd
195 Authenticator and both Xsupplicant (http://www.open1x.org) and Windows
196 XP Supplicants. EAP/TLS was used with Xsupplicant and
197 EAP/MD5-Challenge with Windows XP.
198
199 http://www.missl.cs.umd.edu/wireless/eaptls/ has useful information
200 about using EAP/TLS with FreeRADIUS and Xsupplicant (just replace
201 Cisco access point with Host AP driver, hostapd daemon, and a Prism2
202 card ;-). http://www.freeradius.org/doc/EAP-MD5.html has information
203 about using EAP/MD5 with FreeRADIUS, including instructions for WinXP
204 configuration. http://www.denobula.com/EAPTLS.pdf has a HOWTO on
205 EAP/TLS use with WinXP Supplicant.
206
207 Automatic WEP key configuration
208 -------------------------------
209
210 EAP/TLS generates a session key that can be used to send WEP keys from
211 an AP to authenticated stations. The Authenticator in hostapd can be
212 configured to automatically select a random default/broadcast key
213 (shared by all authenticated stations) with wep_key_len_broadcast
214 option (5 for 40-bit WEP or 13 for 104-bit WEP). In addition,
215 wep_key_len_unicast option can be used to configure individual unicast
216 keys for stations. This requires support for individual keys in the
217 station driver.
218
219 WEP keys can be automatically updated by configuring rekeying. This
220 will improve security of the network since same WEP key will only be
221 used for a limited period of time. wep_rekey_period option sets the
222 interval for rekeying in seconds.
223
224
225 WPA/WPA2
226 ========
227
228 Features
229 --------
230
231 Supported WPA/IEEE 802.11i features:
232 - WPA-PSK ("WPA-Personal")
233 - WPA with EAP (e.g., with RADIUS authentication server) ("WPA-Enterprise")
234 - key management for CCMP, TKIP, WEP104, WEP40
235 - RSN/WPA2 (IEEE 802.11i), including PMKSA caching and pre-authentication
236
237 WPA
238 ---
239
240 The original security mechanism of IEEE 802.11 standard was not
241 designed to be strong and has proved to be insufficient for most
242 networks that require some kind of security. Task group I (Security)
243 of IEEE 802.11 working group (http://www.ieee802.org/11/) has worked
244 to address the flaws of the base standard and has in practice
245 completed its work in May 2004. The IEEE 802.11i amendment to the IEEE
246 802.11 standard was approved in June 2004 and this amendment is likely
247 to be published in July 2004.
248
249 Wi-Fi Alliance (http://www.wi-fi.org/) used a draft version of the
250 IEEE 802.11i work (draft 3.0) to define a subset of the security
251 enhancements that can be implemented with existing wlan hardware. This
252 is called Wi-Fi Protected Access<TM> (WPA). This has now become a
253 mandatory component of interoperability testing and certification done
254 by Wi-Fi Alliance. Wi-Fi provides information about WPA at its web
255 site (http://www.wi-fi.org/OpenSection/protected_access.asp).
256
257 IEEE 802.11 standard defined wired equivalent privacy (WEP) algorithm
258 for protecting wireless networks. WEP uses RC4 with 40-bit keys,
259 24-bit initialization vector (IV), and CRC32 to protect against packet
260 forgery. All these choices have proven to be insufficient: key space is
261 too small against current attacks, RC4 key scheduling is insufficient
262 (beginning of the pseudorandom stream should be skipped), IV space is
263 too small and IV reuse makes attacks easier, there is no replay
264 protection, and non-keyed authentication does not protect against bit
265 flipping packet data.
266
267 WPA is an intermediate solution for the security issues. It uses
268 Temporal Key Integrity Protocol (TKIP) to replace WEP. TKIP is a
269 compromise on strong security and possibility to use existing
270 hardware. It still uses RC4 for the encryption like WEP, but with
271 per-packet RC4 keys. In addition, it implements replay protection,
272 keyed packet authentication mechanism (Michael MIC).
273
274 Keys can be managed using two different mechanisms. WPA can either use
275 an external authentication server (e.g., RADIUS) and EAP just like
276 IEEE 802.1X is using or pre-shared keys without need for additional
277 servers. Wi-Fi calls these "WPA-Enterprise" and "WPA-Personal",
278 respectively. Both mechanisms will generate a master session key for
279 the Authenticator (AP) and Supplicant (client station).
280
281 WPA implements a new key handshake (4-Way Handshake and Group Key
282 Handshake) for generating and exchanging data encryption keys between
283 the Authenticator and Supplicant. This handshake is also used to
284 verify that both Authenticator and Supplicant know the master session
285 key. These handshakes are identical regardless of the selected key
286 management mechanism (only the method for generating master session
287 key changes).
288
289
290 IEEE 802.11i / WPA2
291 -------------------
292
293 The design for parts of IEEE 802.11i that were not included in WPA has
294 finished (May 2004) and this amendment to IEEE 802.11 was approved in
295 June 2004. Wi-Fi Alliance is using the final IEEE 802.11i as a new
296 version of WPA called WPA2. This includes, e.g., support for more
297 robust encryption algorithm (CCMP: AES in Counter mode with CBC-MAC)
298 to replace TKIP and optimizations for handoff (reduced number of
299 messages in initial key handshake, pre-authentication, and PMKSA caching).
300
301 Some wireless LAN vendors are already providing support for CCMP in
302 their WPA products. There is no "official" interoperability
303 certification for CCMP and/or mixed modes using both TKIP and CCMP, so
304 some interoperability issues can be expected even though many
305 combinations seem to be working with equipment from different vendors.
306 Testing for WPA2 is likely to start during the second half of 2004.
307
308 hostapd configuration for WPA/WPA2
309 ----------------------------------
310
311 TODO
312
313 # Enable WPA. Setting this variable configures the AP to require WPA (either
314 # WPA-PSK or WPA-RADIUS/EAP based on other configuration). For WPA-PSK, either
315 # wpa_psk or wpa_passphrase must be set and wpa_key_mgmt must include WPA-PSK.
316 # For WPA-RADIUS/EAP, ieee8021x must be set (but without dynamic WEP keys),
317 # RADIUS authentication server must be configured, and WPA-EAP must be included
318 # in wpa_key_mgmt.
319 # This field is a bit field that can be used to enable WPA (IEEE 802.11i/D3.0)
320 # and/or WPA2 (full IEEE 802.11i/RSN):
321 # bit0 = WPA
322 # bit1 = IEEE 802.11i/RSN (WPA2)
323 #wpa=1
324
325 # WPA pre-shared keys for WPA-PSK. This can be either entered as a 256-bit
326 # secret in hex format (64 hex digits), wpa_psk, or as an ASCII passphrase
327 # (8..63 characters) that will be converted to PSK. This conversion uses SSID
328 # so the PSK changes when ASCII passphrase is used and the SSID is changed.
329 #wpa_psk=0123456789abcdef0123456789abcdef0123456789abcdef0123456789abcdef
330 #wpa_passphrase=secret passphrase
331
332 # Set of accepted key management algorithms (WPA-PSK, WPA-EAP, or both). The
333 # entries are separated with a space.
334 #wpa_key_mgmt=WPA-PSK WPA-EAP
335
336 # Set of accepted cipher suites (encryption algorithms) for pairwise keys
337 # (unicast packets). This is a space separated list of algorithms:
338 # CCMP = AES in Counter mode with CBC-MAC [RFC 3610, IEEE 802.11i]
339 # TKIP = Temporal Key Integrity Protocol [IEEE 802.11i]
340 # Group cipher suite (encryption algorithm for broadcast and multicast frames)
341 # is automatically selected based on this configuration. If only CCMP is
342 # allowed as the pairwise cipher, group cipher will also be CCMP. Otherwise,
343 # TKIP will be used as the group cipher.
344 #wpa_pairwise=TKIP CCMP
345
346 # Time interval for rekeying GTK (broadcast/multicast encryption keys) in
347 # seconds.
348 #wpa_group_rekey=600
349
350 # Time interval for rekeying GMK (master key used internally to generate GTKs
351 # (in seconds).
352 #wpa_gmk_rekey=86400
353
354 # Enable IEEE 802.11i/RSN/WPA2 pre-authentication. This is used to speed up
355 # roaming be pre-authenticating IEEE 802.1X/EAP part of the full RSN
356 # authentication and key handshake before actually associating with a new AP.
357 #rsn_preauth=1
358 #
359 # Space separated list of interfaces from which pre-authentication frames are
360 # accepted (e.g., 'eth0' or 'eth0 wlan0wds0'. This list should include all
361 # interface that are used for connections to other APs. This could include
362 # wired interfaces and WDS links. The normal wireless data interface towards
363 # associated stations (e.g., wlan0) should not be added, since
364 # pre-authentication is only used with APs other than the currently associated
365 # one.
366 #rsn_preauth_interfaces=eth0