wpa_supplicant/README-HS20

   1 wpa_supplicant and Hotspot 2.0
   2 ==============================
   3
   4 This document describe how the IEEE 802.11u Interworking and Wi-Fi
   5 Hotspot 2.0 (Release 1) implementation in wpa_supplicant can be
   6 configured and how an external component on the client e.g., management
   7 GUI or Wi-Fi framework) is used to manage this functionality.
   8
   9
  10 Introduction to Wi-Fi Hotspot 2.0
  11 ---------------------------------
  12
  13 Hotspot 2.0 is the name of the Wi-Fi Alliance specification that is used
  14 in the Wi-Fi CERTIFIED Passpoint<TM> program. More information about
  15 this is available in this white paper:
  16
  17 http://www.wi-fi.org/knowledge-center/white-papers/wi-fi-certified-passpoint%E2%84%A2-new-program-wi-fi-alliance%C2%AE-enable-seamless
  18
  19 The Hotspot 2.0 specification is also available from WFA:
  20 https://www.wi-fi.org/knowledge-center/published-specifications
  21
  22 The core Interworking functionality (network selection, GAS/ANQP) were
  23 standardized in IEEE Std 802.11u-2011 which is now part of the IEEE Std
  24 802.11-2012.
  25
  26
  27 wpa_supplicant network selection
  28 --------------------------------
  29
  30 Interworking support added option for configuring credentials that can
  31 work with multiple networks as an alternative to configuration of
  32 network blocks (e.g., per-SSID parameters). When requested to perform
  33 network selection, wpa_supplicant picks the highest priority enabled
  34 network block or credential. If a credential is picked (based on ANQP
  35 information from APs), a temporary network block is created
  36 automatically for the matching network. This temporary network block is
  37 used similarly to the network blocks that can be configured by the user,
  38 but it is not stored into the configuration file and is meant to be used
  39 only for temporary period of time since a new one can be created
  40 whenever needed based on ANQP information and the credential.
  41
  42 By default, wpa_supplicant is not using automatic network selection
  43 unless requested explicitly with the interworking_select command. This
  44 can be changed with the auto_interworking=1 parameter to perform network
  45 selection automatically whenever trying to find a network for connection
  46 and none of the enabled network blocks match with the scan results. This
  47 case works similarly to "interworking_select auto", i.e., wpa_supplicant
  48 will internally determine which network or credential is going to be
  49 used based on configured priorities, scan results, and ANQP information.
  50
  51
  52 wpa_supplicant configuration
  53 ----------------------------
  54
  55 Interworking and Hotspot 2.0 functionality are optional components that
  56 need to be enabled in the wpa_supplicant build configuration
  57 (.config). This is done by adding following parameters into that file:
  58
  59 CONFIG_INTERWORKING=y
  60 CONFIG_HS20=y
  61
  62 It should be noted that this functionality requires a driver that
  63 supports GAS/ANQP operations. This uses the same design as P2P, i.e.,
  64 Action frame processing and building in user space within
  65 wpa_supplicant. The Linux nl80211 driver interface provides the needed
  66 functionality for this.
  67
  68
  69 There are number of run-time configuration parameters (e.g., in
  70 wpa_supplicant.conf when using the configuration file) that can be used
  71 to control Hotspot 2.0 operations.
  72
  73 # Enable Interworking
  74 interworking=1
  75
  76 # Enable Hotspot 2.0
  77 hs20=1
  78
  79 # Parameters for controlling scanning
  80
  81 # Homogenous ESS identifier
  82 # If this is set, scans will be used to request response only from BSSes
  83 # belonging to the specified Homogeneous ESS. This is used only if interworking
  84 # is enabled.
  85 #hessid=00:11:22:33:44:55
  86
  87 # Access Network Type
  88 # When Interworking is enabled, scans can be limited to APs that advertise the
  89 # specified Access Network Type (0..15; with 15 indicating wildcard match).
  90 # This value controls the Access Network Type value in Probe Request frames.
  91 #access_network_type=15
  92
  93 # Automatic network selection behavior
  94 # 0 = do not automatically go through Interworking network selection
  95 #     (i.e., require explicit interworking_select command for this; default)
  96 # 1 = perform Interworking network selection if one or more
  97 #     credentials have been configured and scan did not find a
  98 #     matching network block
  99 #auto_interworking=0
 100
 101
 102 Credentials can be pre-configured for automatic network selection:
 103
 104 # credential block
 105 #
 106 # Each credential used for automatic network selection is configured as a set
 107 # of parameters that are compared to the information advertised by the APs when
 108 # interworking_select and interworking_connect commands are used.
 109 #
 110 # credential fields:
 111 #
 112 # temporary: Whether this credential is temporary and not to be saved
 113 #
 114 # priority: Priority group
 115 #       By default, all networks and credentials get the same priority group
 116 #       (0). This field can be used to give higher priority for credentials
 117 #       (and similarly in struct wpa_ssid for network blocks) to change the
 118 #       Interworking automatic networking selection behavior. The matching
 119 #       network (based on either an enabled network block or a credential)
 120 #       with the highest priority value will be selected.
 121 #
 122 # pcsc: Use PC/SC and SIM/USIM card
 123 #
 124 # realm: Home Realm for Interworking
 125 #
 126 # username: Username for Interworking network selection
 127 #
 128 # password: Password for Interworking network selection
 129 #
 130 # ca_cert: CA certificate for Interworking network selection
 131 #
 132 # client_cert: File path to client certificate file (PEM/DER)
 133 #       This field is used with Interworking networking selection for a case
 134 #       where client certificate/private key is used for authentication
 135 #       (EAP-TLS). Full path to the file should be used since working
 136 #       directory may change when wpa_supplicant is run in the background.
 137 #
 138 #       Alternatively, a named configuration blob can be used by setting
 139 #       this to blob://blob_name.
 140 #
 141 # private_key: File path to client private key file (PEM/DER/PFX)
 142 #       When PKCS#12/PFX file (.p12/.pfx) is used, client_cert should be
 143 #       commented out. Both the private key and certificate will be read
 144 #       from the PKCS#12 file in this case. Full path to the file should be
 145 #       used since working directory may change when wpa_supplicant is run
 146 #       in the background.
 147 #
 148 #       Windows certificate store can be used by leaving client_cert out and
 149 #       configuring private_key in one of the following formats:
 150 #
 151 #       cert://substring_to_match
 152 #
 153 #       hash://certificate_thumbprint_in_hex
 154 #
 155 #       For example: private_key="hash://63093aa9c47f56ae88334c7b65a4"
 156 #
 157 #       Note that when running wpa_supplicant as an application, the user
 158 #       certificate store (My user account) is used, whereas computer store
 159 #       (Computer account) is used when running wpasvc as a service.
 160 #
 161 #       Alternatively, a named configuration blob can be used by setting
 162 #       this to blob://blob_name.
 163 #
 164 # private_key_passwd: Password for private key file
 165 #
 166 # imsi: IMSI in <MCC> | <MNC> | '-' | <MSIN> format
 167 #
 168 # milenage: Milenage parameters for SIM/USIM simulator in <Ki>:<OPc>:<SQN>
 169 #       format
 170 #
 171 # domain_suffix_match: Constraint for server domain name
 172 #       If set, this FQDN is used as a suffix match requirement for the AAA
 173 #       server certificate in SubjectAltName dNSName element(s). If a
 174 #       matching dNSName is found, this constraint is met. If no dNSName
 175 #       values are present, this constraint is matched against SubjetName CN
 176 #       using same suffix match comparison. Suffix match here means that the
 177 #       host/domain name is compared one label at a time starting from the
 178 #       top-level domain and all the labels in @domain_suffix_match shall be
 179 #       included in the certificate. The certificate may include additional
 180 #       sub-level labels in addition to the required labels.
 181 #
 182 #       For example, domain_suffix_match=example.com would match
 183 #       test.example.com but would not match test-example.com.
 184 #
 185 # domain: Home service provider FQDN(s)
 186 #       This is used to compare against the Domain Name List to figure out
 187 #       whether the AP is operated by the Home SP. Multiple domain entries can
 188 #       be used to configure alternative FQDNs that will be considered home
 189 #       networks.
 190 #
 191 # roaming_consortium: Roaming Consortium OI
 192 #       If roaming_consortium_len is non-zero, this field contains the
 193 #       Roaming Consortium OI that can be used to determine which access
 194 #       points support authentication with this credential. This is an
 195 #       alternative to the use of the realm parameter. When using Roaming
 196 #       Consortium to match the network, the EAP parameters need to be
 197 #       pre-configured with the credential since the NAI Realm information
 198 #       may not be available or fetched.
 199 #
 200 # eap: Pre-configured EAP method
 201 #       This optional field can be used to specify which EAP method will be
 202 #       used with this credential. If not set, the EAP method is selected
 203 #       automatically based on ANQP information (e.g., NAI Realm).
 204 #
 205 # phase1: Pre-configure Phase 1 (outer authentication) parameters
 206 #       This optional field is used with like the 'eap' parameter.
 207 #
 208 # phase2: Pre-configure Phase 2 (inner authentication) parameters
 209 #       This optional field is used with like the 'eap' parameter.
 210 #
 211 # excluded_ssid: Excluded SSID
 212 #       This optional field can be used to excluded specific SSID(s) from
 213 #       matching with the network. Multiple entries can be used to specify more
 214 #       than one SSID.
 215 #
 216 # roaming_partner: Roaming partner information
 217 #       This optional field can be used to configure preferences between roaming
 218 #       partners. The field is a string in following format:
 219 #       <FQDN>,<0/1 exact match>,<priority>,<* or country code>
 220 #       (non-exact match means any subdomain matches the entry; priority is in
 221 #       0..255 range with 0 being the highest priority)
 222 #
 223 # update_identifier: PPS MO ID
 224 #       (Hotspot 2.0 PerProviderSubscription/UpdateIdentifier)
 225 #
 226 # provisioning_sp: FQDN of the SP that provisioned the credential
 227 #       This optional field can be used to keep track of the SP that provisioned
 228 #       the credential to find the PPS MO (./Wi-Fi/<provisioning_sp>).
 229 #
 230 # Minimum backhaul threshold (PPS/<X+>/Policy/MinBackhauldThreshold/*)
 231 #       These fields can be used to specify minimum download/upload backhaul
 232 #       bandwidth that is preferred for the credential. This constraint is
 233 #       ignored if the AP does not advertise WAN Metrics information or if the
 234 #       limit would prevent any connection. Values are in kilobits per second.
 235 # min_dl_bandwidth_home
 236 # min_ul_bandwidth_home
 237 # min_dl_bandwidth_roaming
 238 # min_ul_bandwidth_roaming
 239 #
 240 # for example:
 241 #
 242 #cred={
 243 #       realm="example.com"
 244 #       username="user@example.com"
 245 #       password="password"
 246 #       ca_cert="/etc/wpa_supplicant/ca.pem"
 247 #       domain="example.com"
 248 #       domain_suffix_match="example.com"
 249 #}
 250 #
 251 #cred={
 252 #       imsi="310026-000000000"
 253 #       milenage="90dca4eda45b53cf0f12d7c9c3bc6a89:cb9cccc4b9258e6dca4760379fb82"
 254 #}
 255 #
 256 #cred={
 257 #       realm="example.com"
 258 #       username="user"
 259 #       password="password"
 260 #       ca_cert="/etc/wpa_supplicant/ca.pem"
 261 #       domain="example.com"
 262 #       roaming_consortium=223344
 263 #       eap=TTLS
 264 #       phase2="auth=MSCHAPV2"
 265 #}
 266
 267
 268 Control interface
 269 -----------------
 270
 271 wpa_supplicant provides a control interface that can be used from
 272 external programs to manage various operations. The included command
 273 line tool, wpa_cli, can be used for manual testing with this interface.
 274
 275 Following wpa_cli interactive mode commands show some examples of manual
 276 operations related to Hotspot 2.0:
 277
 278 Remove configured networks and credentials:
 279
 280 > remove_network all
 281 OK
 282 > remove_cred all
 283 OK
 284
 285
 286 Add a username/password credential:
 287
 288 > add_cred
 289 0
 290 > set_cred 0 realm "mail.example.com"
 291 OK
 292 > set_cred 0 username "username"
 293 OK
 294 > set_cred 0 password "password"
 295 OK
 296 > set_cred 0 priority 1
 297 OK
 298 > set_cred 0 temporary 1
 299 OK
 300
 301 Add a SIM credential using a simulated SIM/USIM card for testing:
 302
 303 > add_cred
 304 1
 305 > set_cred 1 imsi "23456-0000000000"
 306 OK
 307 > set_cred 1 milenage "90dca4eda45b53cf0f12d7c9c3bc6a89:cb9cccc4b9258e6dca4760379fb82581:000000000123"
 308 OK
 309 > set_cred 1 priority 1
 310 OK
 311
 312 Note: the return value of add_cred is used as the first argument to
 313 the following set_cred commands.
 314
 315 Add a SIM credential using a external SIM/USIM processing:
 316
 317 > set external_sim 1
 318 OK
 319 > add_cred
 320 1
 321 > set_cred 1 imsi "23456-0000000000"
 322 OK
 323 > set_cred 1 eap SIM
 324 OK
 325
 326
 327 Add a WPA2-Enterprise network:
 328
 329 > add_network
 330 0
 331 > set_network 0 key_mgmt WPA-EAP
 332 OK
 333 > set_network 0 ssid "enterprise"
 334 OK
 335 > set_network 0 eap TTLS
 336 OK
 337 > set_network 0 anonymous_identity "anonymous"
 338 OK
 339 > set_network 0 identity "user"
 340 OK
 341 > set_network 0 password "password"
 342 OK
 343 > set_network 0 priority 0
 344 OK
 345 > enable_network 0 no-connect
 346 OK
 347
 348
 349 Add an open network:
 350
 351 > add_network
 352 3
 353 > set_network 3 key_mgmt NONE
 354 OK
 355 > set_network 3 ssid "coffee-shop"
 356 OK
 357 > select_network 3
 358 OK
 359
 360 Note: the return value of add_network is used as the first argument to
 361 the following set_network commands.
 362
 363 The preferred credentials/networks can be indicated with the priority
 364 parameter (1 is higher priority than 0).
 365
 366
 367 Interworking network selection can be started with interworking_select
 368 command. This instructs wpa_supplicant to run a network scan and iterate
 369 through the discovered APs to request ANQP information from the APs that
 370 advertise support for Interworking/Hotspot 2.0:
 371
 372 > interworking_select
 373 OK
 374 <3>Starting ANQP fetch for 02:00:00:00:01:00
 375 <3>RX-ANQP 02:00:00:00:01:00 ANQP Capability list
 376 <3>RX-ANQP 02:00:00:00:01:00 Roaming Consortium list
 377 <3>RX-HS20-ANQP 02:00:00:00:01:00 HS Capability List
 378 <3>ANQP fetch completed
 379 <3>INTERWORKING-AP 02:00:00:00:01:00 type=unknown
 380
 381
 382 INTERWORKING-AP event messages indicate the APs that support network
 383 selection and for which there is a matching
 384 credential. interworking_connect command can be used to select a network
 385 to connect with:
 386
 387
 388 > interworking_connect 02:00:00:00:01:00
 389 OK
 390 <3>CTRL-EVENT-SCAN-RESULTS
 391 <3>SME: Trying to authenticate with 02:00:00:00:01:00 (SSID='Example Network' freq=2412 MHz)
 392 <3>Trying to associate with 02:00:00:00:01:00 (SSID='Example Network' freq=2412 MHz)
 393 <3>Associated with 02:00:00:00:01:00
 394 <3>CTRL-EVENT-EAP-STARTED EAP authentication started
 395 <3>CTRL-EVENT-EAP-PROPOSED-METHOD vendor=0 method=21
 396 <3>CTRL-EVENT-EAP-METHOD EAP vendor 0 method 21 (TTLS) selected
 397 <3>CTRL-EVENT-EAP-SUCCESS EAP authentication completed successfully
 398 <3>WPA: Key negotiation completed with 02:00:00:00:01:00 [PTK=CCMP GTK=CCMP]
 399 <3>CTRL-EVENT-CONNECTED - Connection to 02:00:00:00:01:00 completed (auth) [id=0 id_str=]
 400
 401
 402 wpa_supplicant creates a temporary network block for the selected
 403 network based on the configured credential and ANQP information from the
 404 AP:
 405
 406 > list_networks
 407 network id / ssid / bssid / flags
 408 0       Example Network any     [CURRENT]
 409 > get_network 0 key_mgmt
 410 WPA-EAP
 411 > get_network 0 eap
 412 TTLS
 413
 414
 415 Alternatively to using an external program to select the network,
 416 "interworking_select auto" command can be used to request wpa_supplicant
 417 to select which network to use based on configured priorities:
 418
 419
 420 > remove_network all
 421 OK
 422 <3>CTRL-EVENT-DISCONNECTED bssid=02:00:00:00:01:00 reason=1 locally_generated=1
 423 > interworking_select auto
 424 OK
 425 <3>Starting ANQP fetch for 02:00:00:00:01:00
 426 <3>RX-ANQP 02:00:00:00:01:00 ANQP Capability list
 427 <3>RX-ANQP 02:00:00:00:01:00 Roaming Consortium list
 428 <3>RX-HS20-ANQP 02:00:00:00:01:00 HS Capability List
 429 <3>ANQP fetch completed
 430 <3>INTERWORKING-AP 02:00:00:00:01:00 type=unknown
 431 <3>CTRL-EVENT-SCAN-RESULTS
 432 <3>SME: Trying to authenticate with 02:00:00:00:01:00 (SSID='Example Network' freq=2412 MHz)
 433 <3>Trying to associate with 02:00:00:00:01:00 (SSID='Example Network' freq=2412 MHz)
 434 <3>Associated with 02:00:00:00:01:00
 435 <3>CTRL-EVENT-EAP-STARTED EAP authentication started
 436 <3>CTRL-EVENT-EAP-PROPOSED-METHOD vendor=0 method=21
 437 <3>CTRL-EVENT-EAP-METHOD EAP vendor 0 method 21 (TTLS) selected
 438 <3>CTRL-EVENT-EAP-SUCCESS EAP authentication completed successfully
 439 <3>WPA: Key negotiation completed with 02:00:00:00:01:00 [PTK=CCMP GTK=CCMP]
 440 <3>CTRL-EVENT-CONNECTED - Connection to 02:00:00:00:01:00 completed (reauth) [id=0 id_str=]
 441
 442
 443 The connection status can be shown with the status command:
 444
 445 > status
 446 bssid=02:00:00:00:01:00
 447 ssid=Example Network
 448 id=0
 449 mode=station
 450 pairwise_cipher=CCMP       <--- link layer security indication
 451 group_cipher=CCMP
 452 key_mgmt=WPA2/IEEE 802.1X/EAP
 453 wpa_state=COMPLETED
 454 p2p_device_address=02:00:00:00:00:00
 455 address=02:00:00:00:00:00
 456 hs20=1      <--- HS 2.0 indication
 457 Supplicant PAE state=AUTHENTICATED
 458 suppPortStatus=Authorized
 459 EAP state=SUCCESS
 460 selectedMethod=21 (EAP-TTLS)
 461 EAP TLS cipher=AES-128-SHA
 462 EAP-TTLSv0 Phase2 method=PAP
 463
 464
 465 > status
 466 bssid=02:00:00:00:02:00
 467 ssid=coffee-shop
 468 id=3
 469 mode=station
 470 pairwise_cipher=NONE
 471 group_cipher=NONE
 472 key_mgmt=NONE
 473 wpa_state=COMPLETED
 474 p2p_device_address=02:00:00:00:00:00
 475 address=02:00:00:00:00:00
 476
 477
 478 Note: The Hotspot 2.0 indication is shown as "hs20=1" in the status
 479 command output. Link layer security is indicated with the
 480 pairwise_cipher (CCMP = secure, NONE = no encryption used).
 481
 482
 483 Also the scan results include the Hotspot 2.0 indication:
 484
 485 > scan_results
 486 bssid / frequency / signal level / flags / ssid
 487 02:00:00:00:01:00       2412    -30     [WPA2-EAP-CCMP][ESS][HS20]      Example Network
 488
 489
 490 ANQP information for the BSS can be fetched using the BSS command:
 491
 492 > bss 02:00:00:00:01:00
 493 id=1
 494 bssid=02:00:00:00:01:00
 495 freq=2412
 496 beacon_int=100
 497 capabilities=0x0411
 498 qual=0
 499 noise=-92
 500 level=-30
 501 tsf=1345573286517276
 502 age=105
 503 ie=000f4578616d706c65204e6574776f726b010882848b960c1218240301012a010432043048606c30140100000fac040100000fac040100000fac0100007f04000000806b091e07010203040506076c027f006f1001531122331020304050010203040506dd05506f9a1000
 504 flags=[WPA2-EAP-CCMP][ESS][HS20]
 505 ssid=Example Network
 506 anqp_roaming_consortium=031122330510203040500601020304050603fedcba
 507
 508
 509 ANQP queries can also be requested with the anqp_get and hs20_anqp_get
 510 commands:
 511
 512 > anqp_get 02:00:00:00:01:00 261
 513 OK
 514 <3>RX-ANQP 02:00:00:00:01:00 Roaming Consortium list
 515 > hs20_anqp_get 02:00:00:00:01:00 2
 516 OK
 517 <3>RX-HS20-ANQP 02:00:00:00:01:00 HS Capability List
 518
 519 In addition, fetch_anqp command can be used to request similar set of
 520 ANQP queries to be done as is run as part of interworking_select:
 521
 522 > scan
 523 OK
 524 <3>CTRL-EVENT-SCAN-RESULTS
 525 > fetch_anqp
 526 OK
 527 <3>Starting ANQP fetch for 02:00:00:00:01:00
 528 <3>RX-ANQP 02:00:00:00:01:00 ANQP Capability list
 529 <3>RX-ANQP 02:00:00:00:01:00 Roaming Consortium list
 530 <3>RX-HS20-ANQP 02:00:00:00:01:00 HS Capability List
 531 <3>ANQP fetch completed