一、WPA2-PSK介绍

WPA2-PSK是Wi-Fi Protected Access II Pre-Shared Key的缩写，是Wi-Fi安全联盟推出的一种Wi-Fi网络加密标准，目的是为Wi-Fi网络提供更好的安全性和保护用户的隐私。WPA2-PSK是当前最为常用的Wi-Fi加密协议之一，其主要的安全特性包括数据加密、访问控制和认证机制。

二、WPA2-PSK的数据加密机制

WPA2-PSK使用的数据加密机制是Advanced Encryption Standard（AES）算法，该算法已被美国政府采纳为加密标准，加密强度高、安全性强，能够有效地对网络传输的数据进行保密。

# 示例代码：
import hashlib
import hmac
import random

def generate_key(ssid, passphrase):
    # 将SSID和passphrase合并
    data = ssid.encode() + passphrase.encode()
    # 通过PBKDF2算法生成256位的加密密钥
    key = hashlib.pbkdf2_hmac('sha256', data, b'salt', 4096, 256 // 8)
    # 将密钥转换为16进制字符串
    return ''.join('{:02x}'.format(x) for x in key)

def generate_nonce():
    # 生成随机数作为nonce
    return ''.join('{:02x}'.format(random.randrange(256)) for _ in range(32))

def generate_pmk(ssid, passphrase):
    # 生成256位的加密密钥
    key = generate_key(ssid, passphrase)
    # 将密钥转换为二进制格式
    key = bytes.fromhex(key)
    # 使用HMAC-SHA1算法生成PMK
    pmk = hmac.new(key, ssid.encode() + b'\0' + nonce.encode(), 'sha1').digest()
    # 将PMK转换为16进制字符串
    return ''.join('{:02x}'.format(x) for x in pmk)

三、WPA2-PSK的访问控制机制

WPA2-PSK的访问控制机制是基于MAC地址过滤的，即只有预先设置的MAC地址才能够连接到该Wi-Fi网络。管理员可以通过管理界面添加和删除MAC地址，从而控制网络的访问权限。

# 示例代码：
import subprocess

def add_mac(mac):
    # 添加MAC地址到过滤列表
    subprocess.run(['iw', 'dev', 'wlan0', 'set', 'macaddr', mac])

def remove_mac(mac):
    # 从过滤列表中移除MAC地址
    subprocess.run(['iw', 'dev', 'wlan0', 'set', 'macaddr', '00:00:00:00:00:00'])

def get_mac_list():
    # 获取过滤列表中的MAC地址
    result = subprocess.run(['iw', 'dev', 'wlan0', 'station', 'dump'], stdout=subprocess.PIPE)
    # 解析结果，获取MAC地址列表
    return [line.split()[1] for line in result.stdout.decode().split('\n') if 'Station' in line]

四、WPA2-PSK的认证机制

WPA2-PSK的认证机制是基于预共享密钥（Pre-Shared Key，PSK）的，即管理员在Wi-Fi路由器上设置一个密码（PSK），每个连接到该Wi-Fi网络的用户都需要提供该密码才能够获得访问权限。管理员可以通过定期更换PSK来提升网络的安全性。

# 示例代码：
import subprocess

def set_psk(psk):
    # 设置Wi-Fi网络的PSK
    subprocess.run(['wpa_passphrase', 'ssid', psk])

def get_current_psk():
    # 获取当前Wi-Fi网络的PSK
    result = subprocess.run(['grep', 'ssid=', '/etc/wpa_supplicant.conf'], stdout=subprocess.PIPE)
    # 解析结果，获取当前PSK
    return result.stdout.decode().split('psk=')[1] if 'psk=' in result.stdout.decode() else None

def rotate_psk():
    # 生成随机的32位字符串作为新的PSK
    new_psk = ''.join('{:02x}'.format(random.randrange(256)) for _ in range(32))
    # 更新Wi-Fi网络的PSK
    set_psk(new_psk)
    # 返回新的PSK
    return new_psk