悩んだのは「psk に何を設定するのか」というところ。

$wpa_passphrase
usage: wpa_passphrase <ssid> [passphrase]

If passphrase is left out, it will be read from stdin

というコマンドを使って、
[無線設定] - [WPS] ページの「WPS用無線セキュリティ設定」にある
11g 用の SSID と 暗号鍵 をそれぞれ取得(コピー&ペーストのこと)し、

$ wpa_passphrase xxxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
network={
  ssid="xxxxxxxxxxxxxxxx"
  #psk="xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx"
  psk=8344322004d26bea205b51bf4f53d0f48d4af8ae9ee4af452e07a041db032b83
}

とやると psk が変換されているように見える。wpa_supplicant が使うのは、この変換後の psk キーらしい。