如何在Python中生成40/64位WEP密钥？

Question

我这几个月一直在为这个问题苦恼，部分原因是因为这是我感兴趣的一个小项目，部分原因是我编程水平不太行。我在网上搜索了很多资料，但一直没有找到解决办法（除了一个小小的成功，见下文），所以我想试着问问专家们。

我想做的事情，正如标题所说，是根据一个密码短语生成一个40位或64位的WEP密钥，按照“事实上的”标准来做。（像http://www.powerdog.com/wepkey.cgi这样的网站可以生成预期的输出。）我已经写了一部分脚本，可以接收输入并将其写入文件；其中一个输入就是这个密码短语，处理后转换为小写。

很长一段时间我都不知道什么是“事实上的标准”，更不用说如何去实现它了。后来我偶然发现了一篇论文（http://www.lava.net/~newsham/wlan/WEP_password_cracker.pdf），这篇论文给了我一些启发（第18页有相关内容）。显然，密码短语是通过“异或运算”映射到一个32位的值，然后这个值被用作“线性同余伪随机数生成器”的种子（Python有好几种伪随机数生成器符合这个描述，但我不太清楚具体是哪一种），然后从这个结果中提取出几个比特。我不知道该如何实现这个，因为描述有点模糊。

我需要的是帮助我用Python写这个生成器，并且理解密钥是如何生成的。换句话说，我需要代码把“jackson”转换成“09F38AF593”。（请不要告诉我jackson = 09F38AF593; print (jackson)）

我不是个程序员，所以能有解释我会很感激。

（是的，我知道WEP并不安全。）

Answer 1

我不太确定那个网站说的“事实标准”是什么，但我可以肯定的是，路由器制造商各自都有自己的实现方法。其实怎么做并不重要，只要相同的输入总能得到相同的输出就行；这样做是为了方便使用WEP的用户记住一个口令，而不是去记实际的十六进制密钥。你发的PDF里的方法也很模糊；它使用了一个没有定义的伪随机数生成器（PRNG），而且每种PRNG的结果都可能不同，文中还提到从每个结果中取“一个字节”，但没有说明具体是哪个字节。如果你想逆向工程某个特定路由器的方法，可以在帖子里提到这一点，我们或许能找到那个路由器的工作原理，但并没有一个统一的方法。

Answer 2

你提供的那段C代码如果能放在问题里就好了，真是太有用了 ;-) 不过没关系，我把它翻译成Python了。在你阅读之前，我想说的是，我非常鼓励你自己动手试试，把我的代码当作参考。把算法从一种编程语言翻译到另一种语言，通常是提升你在这两种语言技能的好方法。即使你不懂C，只要你对Python足够熟悉，能够写程序，你应该也能大致理解C代码，因为它们之间有很多相似之处。

好了，接下来是代码。

import itertools, operator

首先，伪随机数生成器在演示中被称为线性同余生成器。这种类型的伪随机数生成器是一种通用算法，可以通过选择特定的a、c和m的值来“定制”。下面是一个通用线性同余生成器的实现：

def prng(x, a, c, m):
    while True:
        x = (a * x + c) % m
        yield x

(希望你能自己想到这一点)

接下来是实际的函数：

def pass_to_key(passphrase):

这个过程的第一步是将提供的密码短语哈希（或“映射”）成一个32位的数字。WEP算法通过创建一组4个字节（也就是4*8=32位）并将其初始化为零来实现这一点。

    bits = [0,0,0,0]

它会遍历字符串，并将每个字符与其中一个字节进行异或运算；具体来说，字符i会与字节i % 4进行异或。

    for i, c in enumerate(passphrase):
        bits[i & 3] ^= ord(c)

这四个字节随后按顺序连接在一起，形成一个32位的值。（另外，我也可以从一开始就将它们存储为一个32位的数字）

    val = reduce(operator.__or__, (b << 8*i for (i,b) in enumerate(bits)))

这个32位的值被用作线性同余生成器的种子，具体的值可以在代码中看到。原开发者是怎么找到这些数字的，我就不知道了。

    keys = []

线性同余生成器一次可以产生最多32位的输出。（在C语言中这是数据类型的限制；在Python中我需要人为地强制这一点。）我需要20个字节来生成4个40位（5字节）的WEP密钥，所以我会让伪随机数生成器运行20次，

    for i, b in enumerate(itertools.islice(prng(val, 0x343fd, 0x269ec3, 1<<32), 20)):

从每个数字中只取右边的第3个字节（位16-23）：

        keys.append((b >> 16) & 0xff)

为什么取第三个字节呢？因为高位（从右数第4个）通常变化不大，而低位对于许多伪随机数生成器常量来说可能是可预测的。

最后，只需将生成的字节按5个一组打印出来。

    print ('%02x:%02x:%02x:%02x:%02x\n'*4) % tuple(keys)