第一章、802.1X認證過程簡述
802.1x認證的函數調用如下所示：
圖 1-1
由上圖可以看出，802.1x認證主要是在函數eapol_sm_step_run中完成。過程可以分爲，認證、連接、EAP處理、四次握手（在圖中未體現）四個過程。
紅色線段：
表示在hostapd_notif_assoc函數結束之後，執行eapol_sm_step_run發送request/identity報文
橙色線段：
表示接收EAP報文，發送radius報文過程
綠色線段：
表示接收radius報文，發送EAP報文過程
1.1、 認證
802.1X認證的認證步驟與PSK認證、open認證相同。
步驟如下：
1、wpa_supplicant_event（Drv_callback.c）：根據不同報文獲取不同的操作函數。
2、hostapd_notif_auth（Drv_callback.c）：authentication request處理函數
3、hostapd_sta_auth（Ap_drv_ops.c）：authentication response發送
4、atheros_sta_auth（driver_atheros.c）：發送authentication response
Note：該函數由函數指針調用，函數指針結構體賦值見附錄
5、ioctl：發送報文給底層驅動。然後由驅動發送authentication response報文
小結：
認證過程，即由認證處理函數進行簡單的處理，然後創建authentication response報文交給底層驅動發送出去。
1.2、 連接
連接過程如下：
1、wpa_supplicant_event（1）（Drv_callback.c）：根據不同報文獲取不同的操作函數。
2、hostapd_notif_assoc（2）（Drv_callback.c）：association request處理函數
3、hostapd_sta_assoc（3）（Ap_drv_ops.c）：association request發送
4、atheros_sta_assoc（4）（driver_atheros.c）：發送association request
5、ioctl：發送報文給底層驅動。然後由驅動發送association response報文
6、hostapd_new_assoc_sta（3）（hostapd.c）：通知一個新的工作站連入AP
7、ieee802_1x_new_station（4）（ieee802_1x.c）：處理一個新的工作站
8、ieee802_1x_alloc_eapol_sm調用eapol_auth_alloc
調用eapol_auth_initializeàeapol_sm_step_run(狀態機初始化)：圖1-1的紅色線段指向即爲該過程。
9、wpa_auth_sta_associated（4）（wpa_auth.c）：wpa認證連接
10、wpa_sm_step（5）（wpa_auth.c）：設置WPA_PTK狀態。
Note：
(n)：代表下鑽的等級。
802.1X認證的連接和PSK以及OPEN認證之間有一些不同
主要不同之處：
802.1X認證將WPA_PTK狀態進行到authentication2過程即結束。然後等待802.1X認證結束之後再進行四次握手過程
PSK認證將WPA_PTK狀態進行到PSKSTART，發送四次握手的報文1
Open認證無WAP_PTK過程。
1.3、 802.1X認證
1x認證過程模型如下（由radius服務器）
圖1-2 802.1X認證模型
在有認證服務器的情況下，認證者（AP）將主要的認證功能全部交給認證服務器，自身只進行EAP報文和radius報文之間的轉化。但是第一個request/identity報文需要由認證者創建併發送。所以整個過程大致分爲五步：
1、 認證者發送request/identity報文
2、 認證者處理response/identity報文，並將其轉換爲radius報文，併發送
3、 認證者接收radius報文，解封出EAP報文併發送
4、 認證者接收EAP報文，封裝成radius報文併發送
5、 認證幀接收radius-accept報文，解封出EAP-success報文併發送
1.3.1、發送request/identity
1、在hostapd_notif_assoc執行完畢後。調用struct eloop_timeout結構體的函數指針所指向的eapol_sm_step_cb函數。
2、eapol_sm_step_cb調用eapol_sm_step_run函數發送request/identity
1.3.2、處理response/identity，發送radius
1、hostapd_event_eapol_rx（1）（drv_callback.c）函數處理
2、ieee802_1x_receive（2）
3、handle_eap（3）：根據EAP報文的類型，選擇相應的函數
4、handle_eap_response（4）：EAP響應報文處理函數
5、eapol_auth_step（3）：配置eloop_timeout回調函數
6、timeout回調函數eapol_sm_step_cb調用eapol_sm_step_run：發送radius報文
1.3.3、接收radius報文，發送EAP報文
即圖1-1中的綠色線段所表示過程
1、ieee802_1x_receive_auth（1）：經過radius_client_receive函數進行簡單處理後回調
2、ieee802_1x_decapsulate_radius（2）：解封出EAP報文
3、eapol_auth_step（2）：配置eloop_timeout回調函數
4、timeout回調函數eapol_sm_step_cbàeapol_sm_step_run：發送EAP報文
1.3.4、接收EAP報文，發送radius報文
即圖1-1中的橙色線段所表示過程
1、hostapd_event_eapol_rx（1）（drv_callback.c）函數處理
2、ieee802_1x_receive（2）
3、handle_eap（3）：根據EAP報文的類型，選擇相應的函數
4、handle_eap_response（4）：EAP響應報文處理函數
5、eapol_auth_step（3）：配置eloop_timeout回調函數
6、timeout回調函數eapol_sm_step_cbàeapol_sm_step_run：發送radius報文
注意：1.3.2與1.3.4在上述介紹中看似相同，但是實際在eapol_sm_step_run處理中不同。下章將詳細介紹裏邊的具體執行
1.3.5、接收radius-accept報文，發送EAP-success報文
1、ieee802_1x_receive_auth（1）：經過radius_client_receive函數進行簡單處理後回調
2、ieee802_1x_decapsulate_radius（2）：解封出EAP報文
3、eapol_auth_step（2）：配置eloop_timeout回調函數
4、timeout回調函數eapol_sm_step_cb調用eapol_sm_step_run：發送EAP報文
注意：1.3.3與1.3.5在上述介紹中看似相同，但是實際在eapol_sm_step_run處理中不同。下章將詳細介紹裏邊的具體執行
第二章、eapol_sm_step_run函數
2.1、 eapol_sm_step_runhan數介紹
功能：
eapol狀態機狀態切換運行函數
參數：
sm：eapol狀態機數據結構體struct eapol_state_machine
過程：
包含一個goto循環，包含兩個階段
1、記錄AUTH_PAE、BE_AUTH、REAUTH_TIMER、AUTH_KEY_TX、KEY_RX、CTRL_DIR
的狀態，然後執行這六種狀態機的SM_STEP函數，然後根據現有條件去切換狀態。
2、如果上述六種狀態機，任何一個狀態機狀態發生改變，那麼重新執行步驟1
3、如果上述六種狀態機未發生改變，執行eap_server_sm_step函數，進行EAP狀態機狀態切換。如果EAP狀態機狀態發生改變，那麼重新執行步驟1
並且在eapol_sm_step_run函數中定義了一個max_steps。每執行一次goto，該值減一。如果減到爲0，則跳出goto循環。
如圖所示：
圖2-1eapol_sm_step_run函數執行流程
2.2、 六種狀態機介紹
2.2.1、AUTH_PAE
連接埠認證狀態，主要是在802.1x認證前準備階段和認證後的四次握手後進行狀態切換
有以下10個狀態
1、 AUTH_PAE_INITIALIZE
初始化：
sm->portMode = Auto；
sm->keyRun = FALSE;
2、 AUTH_PAE_DISCONNECTED
斷開連接
設置端口和下網標誌位，並通知底層驅動
3、AUTH_PAE_CONNECTING
連接
sm->authEntersConnecting++;
sm->reAuthenticate= FALSE
sm->reAuthCount++
4、AUTH_PAE_AUTHENTICATING
認證中
sm->eapolStart= FALSE;
sm->authSuccess= FALSE;
sm->authFail= FALSE;
sm->authTimeout= FALSE;
sm->authStart= TRUE;
sm->keyRun= FALSE;
sm->keyDone= FALSE;
5、AUTH_PAE_AUTHENTICATED
已認證（代表整個認證過程全部結束，可以DHCP獲取IP了）
設置端口標誌位，並通知底層驅動
調用_ieee802_1x_finished函數，認證成功 （該狀態在四次握手之後表示成功）
6、AUTH_PAE_ABORTING
中止
7、AUTH_PAE_HELD
掛起
8、AUTH_PAE_FORCE_AUTH,
強行認證
9、AUTH_PAE_FORCE_UNAUTH
強行斷開認證
10、AUTH_PAE_RESTART
重新開始
sm->eap_if->eapRestart= TRUE
注意： INITIALIZE DISCONNECTED RESTART CONNECTING AUTHENTICATING五個狀態在802.1x中使用
AUTH_PAE_AUTHENTICATED狀態在四次握手成功後調用
2.2.2、BE_AUTH
後端認證，伴隨802.1x認證過程。處理接收到的EAP報文，發送EAP報文
由以下8個狀態
1、 BE_AUTH_REQUEST
發送EAP報文給申請者
txReq(); //發送報文
sm->eap_if->eapReq = FALSE; //發送後發送申請標誌位清零
sm->backendOtherRequestsToSupplicant++;
2、 BE_AUTH_RESPONSE
處理接收到的EAP報文
sm->authTimeout= FALSE;
sm->eapolEap= FALSE;
sm->eap_if->eapNoReq= FALSE;
sm->aWhile =sm->serverTimeout;
sm->eap_if->eapResp= TRUE; //接收到EAP報文標誌位置位
sm->backendResponses++;
3、 BE_AUTH_SUCCESS
後端認證成功，即802.1X認證成功
txReq(); //向申請者發送EAP/success報文
sm->authSuccess= TRUE;
sm->keyRun = TRUE;
4、 BE_AUTH_FAIL
認證失敗
txReq(); //發送EAP/failure報文
sm->authFail = TRUE;
5、 BE_AUTH_TIMEOUT
認證超時
sm->authTimeout = TRUE;
6、 BE_AUTH_IDLE
閒置等待
sm->authStart = FALSE;
7、 BE_AUTH_INITIALIZE,
初始化
abortAuth(); //中止認證
sm->eap_if->eapNoReq= FALSE;
sm->authAbort = FALSE;
8、BE_AUTH_IGNORE
忽略
sm->eap_if->eapNoReq= FALSE
（這個狀態只有在response狀態之後，eapNoReq仍舊爲true）
認證開始前：BE_AUTH_INITIALIZE、BE_AUTH_IDLE
認證過程中：BE_AUTH_REQUEST 和 BE_AUTH_RESPONSE交替進行
認證成功：BE_AUTH_SUCCESS、BE_AUTH_IDLE
2.2.3、REAUTH_TIMER
重新認證計時器狀態機
有以下兩種狀態
1、 REAUTH_TIMER_INITIALIZE
重新認證計時器初始化
sm->reAuthWhen = sm->reAuthPeriod; //設置重新認證時間間隔爲重新認證時間週期
2、 REAUTH_TIMER_REAUTHENTICATE
重新認證
sm->reAuthenticate = TRUE
wpa_auth_sm_event
2.2.4、AUTH_KEY_TX
認證者密鑰發送狀態機
1、 AUTH_KEY_TX_NO_KEY_TRANSMIT
沒有密鑰發送
僅改變狀態，無任何操作
2、 AUTH_KEY_TX_KEY_TRANSMIT
發送密鑰
txKey(); //密鑰發送
sm->eap_if->eapKeyAvailable= FALSE;
sm->keyDone= TRUE;
2.2.5、KEY_RX
密鑰接收狀態機
1、KEY_RX_NO_KEY_RECEIVE
無密鑰接收
僅僅改變狀態，無任何操作
2、KEY_RX_KEY_RECEIVE
有密鑰接收
processKey();
sm->rxKey= FALSE;
2.2.6、CTRL_DIR
控制方向狀態機
1、 CTRL_DIR_FORCE_BOTH
sm->operControlledDirections = Both
2、 CTRL_DIR_IN_OR_BOTH
sm->operControlledDirections= sm->adminControlledDirections;
2.2.7、小結
AUTH_PAE是連接埠的認證狀態機，可以分爲三個階段
1、 連接處理函數hostapd_notif_assoc函數中的初始化階段 INITIALIZE
2、 發送EAP-identity/request報文之前的重新開始階段 DISCONNECTED RESTART CONNECTING AUTHENTICATING
3、 四次握手之後的認證完成確認階段 AUTH_PAE_AUTHENTICATED
所以AUTH_PAE並不負責，802.1x認證，以及認證後的四次握手。這些有BE_AUTH進行處理
1、認證開始前：BE_AUTH_INITIALIZE、BE_AUTH_IDLE（hostapd_notif_assoc中）
2、認證過程中：BE_AUTH_REQUEST和 BE_AUTH_RESPONSE交替進行（802.1x認證具體過程）
3、認證成功：BE_AUTH_SUCCESS、BE_AUTH_IDLE：802.1x認證結束，可以開始四次握手
REAUTH_TIMER伴隨着每一步操作，無論是發送還是接受，只要是成功的步驟，都要將重新認證計時器初始化
而AUTH_KEY_RX、KEY_RX、CTRL_DIR只在hostapd_notif_assoc函數進行初始化，之後的過程不參加
第三章、eap_server_sm_step函數
如圖2-1所示，eapol_sm_step_run函數中，六種狀態執行完畢，之後，會調用
eap_server_sm_step函數，進行EAP狀態機的處理
3.1、EAP狀態列表
struct eap_sm {
enum{
0、EAP_DISABLED,
1、EAP_INITIALIZE,
2、EAP_IDLE,
3、EAP_RECEIVED,
4、EAP_INTEGRITY_CHECK,
5、EAP_METHOD_RESPONSE,
6、EAP_METHOD_REQUEST,
7、EAP_PROPOSE_METHOD,
8、EAP_SELECT_ACTION,
9、EAP_SEND_REQUEST,
10、EAP_DISCARD
11、EAP_NAK,
12、EAP_RETRANSMIT,
13、EAP_SUCCESS,
14、EAP_FAILURE,
15、EAP_TIMEOUT_FAILURE,
16、EAP_PICK_UP_METHOD,
17、EAP_INITIALIZE_PASSTHROUGH,
18、EAP_IDLE2,
19、EAP_RETRANSMIT2,
20、EAP_RECEIVED2,
21、EAP_DISCARD2,
22、EAP_SEND_REQUEST2,
23、EAP_AAA_REQUEST,
24、EAP_AAA_RESPONSE,
25、EAP_AAA_IDLE,
26、EAP_TIMEOUT_FAILURE2,
27、EAP_FAILURE2,
28、EAP_SUCCESS2,
29、EAP_INITIATE_REAUTH_START,
30、EAP_INITIATE_RECEIVED
}EAP_state;
總共三十一個狀態
3.2、802.1X認證中的EAP狀態切換
1、 開始
INITIALIZE //eapRestart=1;portEnabled=1,EAP_state=0
將eapRestart=0
SELECT_ACTION //選擇行爲 continue
PROPOSE_METHOD //獲取建議method
METHOD_REQUEST//創建請求數據報
SEND_REQUEST //將創建的數據報放置到lastReqData，並設置標誌位
IDLE //重新發送時間間隔
2、接收EAP發送radius
RECEIVED //分析EAP報文，爲sm結構體賦值
INTEGRITY_CHECK //完整性檢查
METHOD_RESPONSE //處理獲取身份，key，session id
SELECT_ACTION //選擇行爲 PASSTHROUGH
INITIALIZE_PASSTHROUGH//釋放aaaEapRespData
AAA_REQUEST //將接收到的EAP報文放到aaaEapRespData中
AAA_IDLE //設置重發時間間隔
3、接收radius發送EAP
AAA_RESPONSE //接收radius後的處理，獲取EAP報文數據，radius ID，timeout；
SEND_REQUEST2 //從radius獲取的EAP報文放到lastReqData，並設置標誌位
IDLE2 //重新發送時間間隔
4、 接收EAP發送radius
RECEIVED2 //分析EAP報文，爲sm結構體賦值
AAA_REQUEST //將接收到的EAP報文放到aaaEapRespData中
AAA_IDLE //設置重發時間間隔
3/4步循環……
5、 接收radius accept報文
SUCCESS2 // eapSuccess和start_reauth爲true
過程如圖3-1所示
圖3-1EAP狀態機狀態切換（802.1x認證過程）
附錄：
A: 驅動函數接口
const struct wpa_driver_opswpa_driver_atheros_ops = {
.name = "atheros",
.hapd_init = atheros_init,
.hapd_deinit = atheros_deinit,
.set_ieee8021x = atheros_set_ieee8021x,
.set_privacy = atheros_set_privacy,
.set_key = atheros_set_key,
.get_seqnum =atheros_get_seqnum,
.flush = atheros_flush,
.set_generic_elem = atheros_set_opt_ie,
.sta_set_flags = atheros_sta_set_flags,
.read_sta_data = atheros_read_sta_driver_data,
.read_sta_info = atheros_read_sta_driver_info,
.get_sta_idle_time = atheros_get_sta_idle_time,
.hapd_send_eapol = atheros_send_eapol,
.sta_disassoc = atheros_sta_disassoc,
.sta_deauth = atheros_sta_deauth,
.hapd_set_ssid = atheros_set_ssid,
.hapd_get_ssid = atheros_get_ssid,
.set_countermeasures = atheros_set_countermeasures,
.sta_clear_stats = atheros_sta_clear_stats,
.commit = atheros_commit,
.set_ap_wps_ie = atheros_set_ap_wps_ie,
.set_authmode = atheros_set_authmode,
.set_ap = atheros_set_ap,
#if defined(CONFIG_IEEE80211R) ||defined(CONFIG_IEEE80211W)
.sta_assoc = atheros_sta_assoc,
.sta_auth = atheros_sta_auth,
.send_mlme =atheros_send_mgmt,
#endif /* CONFIG_IEEE80211R ||CONFIG_IEEE80211W */
#ifdef CONFIG_IEEE80211R
.add_tspec =atheros_add_tspec,
.add_sta_node =atheros_add_sta_node,
#endif /* CONFIG_IEEE80211R */
.send_action = atheros_send_action,
#if defined(CONFIG_WNM) &&defined(IEEE80211_APPIE_FRAME_WNM)
.wnm_oper = atheros_wnm_oper,
#endif /* CONFIG_WNM &&IEEE80211_APPIE_FRAME_WNM */
.set_qos_map = atheros_set_qos_map,
};
Note：不同的設備可能不同。
B: eapol_auth_cb函數接口
（eapol認證控制接口）
cb.eapol_send = ieee802_1x_eapol_send;
cb.aaa_send= ieee802_1x_aaa_send;
cb.finished= _ieee802_1x_finished;
cb.get_eap_user= ieee802_1x_get_eap_user;
cb.sta_entry_alive= ieee802_1x_sta_entry_alive;
cb.logger= ieee802_1x_logger;
cb.set_port_authorized= ieee802_1x_set_port_authorized;
cb.abort_auth= _ieee802_1x_abort_auth;
cb.tx_key= _ieee802_1x_tx_key;
cb.eapol_event= ieee802_1x_eapol_event;
#ifdef CONFIG_ERP
cb.erp_get_key= ieee802_1x_erp_get_key;
cb.erp_add_key= ieee802_1x_erp_add_key;
#endif /* CONFIG_ERP */
C: eap_method函數接口
eap->init= eap_identity_init;
eap->initPickUp= eap_identity_initPickUp;
eap->reset= eap_identity_reset;
eap->buildReq= eap_identity_buildReq;
eap->check= eap_identity_check;
eap->process= eap_identity_process;
eap->isDone= eap_identity_isDone;
eap->isSuccess= eap_identity_isSuccess;