IPsec与IKE的关系
IPSec及IKE原理
课程 DA000019 IPSec及IKE原理ISSUE 1.0目录课程说明 (1)课程介绍 (1)课程目标 (1)第1章 IPSec (2)1.1 IPSec概述 (2)1.2 IPSec的组成 (3)1.3 IPSec的安全特点 (4)1.4 IPSec基本概念 (5)1.5 AH协议 (7)1.6 ESP协议 (8)第2章 IKE概述 (9)2.1 IKE的安全机制 (10)2.2 IKE的交换过程 (11)2.3 DH交换及密钥产生 (12)2.4 IKE在IPSec中的作用 (13)2.5 IPSec与IKE的关系 (14)课程说明课程介绍本课程主要介绍IPSec技术。
IPSec（IP Security）是IETF制定的为保证在Internet上传送数据的安全保密性能的三层隧道加密协议。
IPSec在IP层对IP报文提供安全服务。
IPSec协议本身定义了如何在IP数据包中增加字段来保证IP包的完整性、私有性和真实性，以及如何加密数据包。
使用IPsec，数据就可以安全地在公网上传输。
IKE（Internet Key Exchange）为IPSec提供了自动协商交换密钥、建立安全联盟的服务，能够简化IPSec的使用和管理，大大简化IPSec的配置和维护工作。
课程目标完成本课程的学习后，您应该能够：●掌握IPSec的基本概念●了解IPSec的报文格式●掌握IPSec的数据加密流程●掌握IPSec和IKE之间的关系第1章 IPSec1.1 IPSec概述IPSec●IPSec（IP Security）是IETF制定的为保证在Internet上传送数据的安全保密性能的框架协议●IPSec包括报文验证头协议AH（协议号51）和报文安全封装协议ESP（协议号50）两个协议●IPSec有隧道（tunnel）和传送（transport）两种工作方式IPSec（IP Security）是IETF制定的为保证在Internet上传送数据的安全保密性能的三层隧道加密协议。
ipsecvpn 原理
ipsecvpn 原理IPSec VPN原理IPSec VPN是一种通过互联网建立虚拟专用网络（VPN）的技术。
它使用IPSec协议来加密和认证网络数据包，以确保数据在传输过程中的安全性和完整性。
IPSec VPN可以在不同的网络之间建立安全的连接，使得远程用户可以访问公司内部网络资源，同时也可以保护公司内部网络不受外部网络的攻击。
IPSec VPN的工作原理IPSec VPN的工作原理可以分为两个阶段：建立安全通道和数据传输。
建立安全通道在建立安全通道的过程中，IPSec VPN使用两个协议：Internet Key Exchange（IKE）和IPSec。
IKE协议用于建立安全通道，它通过交换密钥和证书来确保通信双方的身份和安全性。
IKE协议有两个阶段：第一阶段：IKE协议首先建立一个安全通道，双方交换身份验证信息和密钥，以确保通信双方的身份和安全性。
第二阶段：IKE协议使用第一阶段中交换的密钥来建立一个IPSec安全通道，以确保数据在传输过程中的安全性和完整性。
IPSec协议用于加密和认证网络数据包，以确保数据在传输过程中的安全性和完整性。
IPSec协议有两个模式：传输模式：在传输模式下，只有数据包的有效负载被加密和认证，IP头部不被加密。
隧道模式：在隧道模式下，整个IP数据包都被加密和认证，包括IP头部和有效负载。
数据传输在建立安全通道之后，IPSec VPN可以开始传输数据。
数据传输过程中，IPSec VPN使用加密和认证技术来保护数据的安全性和完整性。
IPSec VPN可以使用传输模式或隧道模式来传输数据。
传输模式下，只有数据包的有效负载被加密和认证，IP头部不被加密。
这种模式适用于点对点的通信，例如远程用户访问公司内部网络资源。
隧道模式下，整个IP数据包都被加密和认证，包括IP头部和有效负载。
这种模式适用于网站对网站的通信，例如公司之间的通信。
总结IPSec VPN是一种通过互联网建立虚拟专用网络（VPN）的技术。
IKEIPSec密钥协商协议
IKEIPSec密钥协商协议IKE (Internet Key Exchange) 是一种用于建立和管理 VPN (Virtual Private Network) 连接的协议，而 IPSec (Internet Protocol Security) 则是一种网络层协议，用于实现网络通信的安全性和私密性。
在VPN连接中，IKE负责协商双方之间的密钥，以确保数据传输的机密性和完整性。
本文将介绍IKEIPSec密钥协商协议的工作原理及其在网络通信中的应用。
一、IKEIPSec密钥协商协议的概述IKEIPSec密钥协商协议是一种复杂的协议，由几个不同的阶段和子协议组成。
它的主要任务是在VPN连接建立时，协商并交换用于数据加密和认证的密钥。
通过IKEIPSec密钥协商协议，网络中的两个节点可以建立一个安全通道，确保数据在传输过程中的安全性。
二、IKEIPSec密钥协商协议的工作原理1. 密钥交换阶段在IKEIPSec密钥协商协议中，首先进行密钥交换阶段。
在此阶段，两个节点将协商使用的加密算法、认证算法、密钥长度等安全参数，并交换公开密钥。
这些公开密钥用于建立一个安全通信渠道，确保后续的密钥交换的机密性。
2. 安全关联建立阶段在密钥交换阶段之后，进入安全关联建立阶段。
在此阶段，两个节点将协商建立安全关联所需的相关信息，包括安全协议的模式（主模式或快速模式）、持续时间、加密和认证算法等。
然后，它们将使用协商得到的参数来生成和分享会话密钥。
3. 数据传输阶段在安全关联建立之后，数据传输阶段开始。
在此阶段，通过使用之前协商好的会话密钥，两个节点可以进行安全的数据传输。
IKEIPSec 协议使用IPSec协议来对数据进行加密和认证，在数据传输过程中保证数据的机密性和完整性。
三、IKEIPSec密钥协商协议在网络通信中的应用IKEIPSec密钥协商协议在网络通信中的应用十分广泛。
以下是几个常见的应用场景：1. 远程办公随着远程办公的兴起，越来越多的企业采用VPN连接来保护远程员工与公司内部网络的通信安全。
ipsec策略和ike策略
ipsec策略和ike策略IPsec策略和IKE策略IPsec（Internet Protocol Security）是一种网络安全协议，用于在互联网上保护通信数据的完整性、机密性和身份验证。
而IKE （Internet Key Exchange）是一种密钥协议，用于在通信双方建立安全连接时协商和交换密钥。
IPsec策略是指通过配置IPsec协议来保护网络通信的一系列规则和参数。
IPsec采用了一种双层协议结构，包括安全关联（SA）和安全策略数据库（SPD）。
安全关联用于规定通信双方的加密算法、密钥长度、身份验证协议等参数，以确保数据的机密性和完整性。
安全策略数据库则用于定义哪些数据包需要进行加密、身份验证等操作。
通过配置IPsec策略，可以灵活地控制网络通信的安全性。
IKE策略是指通过配置IKE协议来确保通信双方能够建立安全连接的一系列规则和参数。
IKE协议主要用于在通信双方进行密钥交换和身份验证时使用。
通过IKE策略，可以确定密钥交换的方式（如使用预共享密钥、数字证书等）、身份验证的方式（如使用用户名密码、数字证书等）以及密钥协商的算法等。
IKE协议的安全性对于建立安全连接至关重要，因此IKE策略的配置也非常重要。
在配置IPsec和IKE策略时，需要考虑以下几个方面：1. 加密算法和密钥长度：选择适当的加密算法和密钥长度是确保通信安全性的关键。
常见的加密算法有DES、3DES、AES等，而密钥长度则决定了加密的强度。
2. 身份验证方式：身份验证用于确保通信双方的身份合法性。
可以使用预共享密钥、数字证书、用户名密码等方式进行身份验证。
3. 密钥交换方式：密钥交换用于确保通信双方能够安全地交换密钥。
可以使用Diffie-Hellman算法进行密钥交换，也可以使用预共享密钥方式。
4. 安全关联和安全策略数据库的配置：安全关联和安全策略数据库的配置非常重要。
安全关联用于定义通信双方的参数，而安全策略数据库则用于定义哪些数据包需要进行安全操作。
网络协议知识：IKEv协议和IPSec协议的比较
网络协议知识：IKEv协议和IPSec协议的比较随着互联网的发展壮大，网络安全问题越来越受到关注。
在网络安全领域，IKEv2协议和IPSec协议是两个常见的协议。
本文将对这两个协议进行比较和分析。
一、概述IPSec是一种网络安全协议，用于保护网络通信中的数据安全性、完整性和机密性。
它可以在网络层提供安全性，并支持多种加密和认证方法。
IPSec协议由两个主要协议组成：认证头协议（AH）和封装安全负载协议（ESP）。
IKEv2是Internet Key Exchange版本2的缩写，是一种用于安全协议建立的协议。
IKEv2使用公钥基础设施（PKI）来创建会话密钥，并支持多种加密、认证和完整性保护机制。
IKEv2协议也支持移动设备的安全通信和跨网络的虚拟专用网络（VPN）连接。
二、特点1. IKEv2协议（1）快速建立：IKEv2协议可以在短时间内建立安全通信，从而提高了通信的效率。
（2）安全性好：IKEv2支持多种加密、完整性保护和认证方法，可以提供较高的安全性保护。
（3）可用于移动设备：IKEv2协议支持移动设备的安全通信，可以保障移动设备上的网络安全。
（4）易于管理：IKEv2可以通过配置文件进行管理，增加了安全策略的一致性和可管理性。
2. IPSec协议（1）通用性好：IPSec可以在任意IP网络上运行，并不依赖于网络硬件和操作系统。
（2）安全性高：IPSec支持多种加密、完整性保护和认证方法，可以提供较高的安全性保护。
（3）强制性：使用IPSec可以强制网络中的所有通信都进行加密和认证，提高了整体网络的安全性。
三、优缺点1. IKEv2协议优点：（1）可快速建立安全会话，适用于实时通信的场景。
（2）对移动设备的支持较好，适用于移动办公和远程办公等场景。
（3）易于管理和配置，安全策略的一致性和可管理性较好。
缺点：（1）对于不同厂商的设备之间的兼容性不够好。
（2）需要配合其他协议使用，如使用IPSec协议实现加密和认证。
第九章 IPSec及IKE原理
第九章IPSec及IKE原理9.1 IPSec概述IPSec（IP Security）是IETF制定的为保证在Internet上传送数据的安全保密性能的三层隧道加密协议。
IPSec在IP层对IP报文提供安全服务。
IPSec协议本身定义了如何在IP数据包中增加字段来保证IP包的完整性、私有性和真实性，以及如何加密数据包。
使用IPsec，数据就可以安全地在公网上传输。
IPsec提供了两个主机之间、两个安全网关之间或主机和安全网关之间的保护。
IPSec包括报文验证头协议AH（协议号51）和报文安全封装协议ESP（协议号50）两个协议。
AH可提供数据源验证和数据完整性校验功能；ESP除可提供数据验证和完整性校验功能外，还提供对IP报文的加密功能。
IPSec有隧道（tunnel）和传送（transport）两种工作方式。
在隧道方式中，用户的整个IP 数据包被用来计算AH或ESP头，且被加密。
AH或ESP头和加密用户数据被封装在一个新的IP数据包中；在传送方式中，只是传输层数据被用来计算AH或ESP头，AH或ESP头和被加密的传输层数据被放置在原IP包头后面。
9.2 IPSec的组成IPSec包括AH（协议号51）和ESP（协议号50）两个协议：AH（Authentication Header）是报文验证头协议，主要提供的功能有数据源验证、数据完整性校验和防报文重放功能，可选择的散列算法有MD5（Message Digest ），SHA1（Secure Hash Algorithm）等。
AH插到标准IP包头后面，它保证数据包的完整性和真实性，防止黑客截断数据包或向网络中插入伪造的数据包。
AH采用了hash算法来对数据包进行保护。
AH没有对用户数据进行加密。
ESP（Encapsulating Security Payload）是报文安全封装协议，ESP将需要保护的用户数据进行加密后再封装到IP包中，证数据的完整性、真实性和私有性。
ipsec ikev2 标识符
ipsec ikev2 标识符
IPsec（Internet Protocol Security）是一种用于在IP网络
上保护数据传输安全性的协议套件，而IKEv2（Internet Key Exchange version 2）是IPsec协议中用于建立安全通道的协议。
在IKEv2中，标识符通常用于识别和验证对等方的身份。
标识符可
以是IP地址、域名、证书等，用于在IKEv2协商阶段进行身份验证。
在IPsec的IKEv2协商过程中，标识符的作用是确保通信双方
是合法的、可信任的实体。
在建立安全通道前，双方需要交换标识
符并验证对方的身份，以防止网络中的恶意攻击或欺骗行为。
标识
符的选择可以根据实际需求和安全策略来确定，通常是根据安全性、可用性和管理复杂性等方面进行权衡。
在实际应用中，IPsec的IKEv2标识符可以是IPv4地址、IPv6
地址、域名、X.509证书等。
不同的标识符类型具有各自的优缺点，管理员需要根据实际情况选择合适的标识符类型，并在配置中进行
相应的设置和管理。
同时，为了提高安全性，还可以结合其他安全
机制如预共享密钥、数字证书等进行身份验证和密钥交换，以确保
通信的安全性和可靠性。
总之，IPsec的IKEv2标识符在建立安全通道时起着重要的作用，通过合理选择和配置标识符类型，可以有效地提高通信的安全性和可靠性。
在实际部署中，需要根据具体的网络环境和安全需求来进行设置和管理，以确保IPsec VPN的安全通信。
IKEv与IKEv区别
IKEv与IKEv区别IKEv1与IKEv2的区别IPSec是一种用于建立和管理虚拟专用网络（VPN）的协议。
而IKE（Internet Key Exchange）是IPSec中用于建立安全通信的协议。
在IKE中，有两个版本被广泛使用，即IKEv1和IKEv2。
本文将介绍IKEv1与IKEv2的区别。
一、密钥交换方式的不同在IKEv1中，密钥交换方式采用两次交换的方式，即先进行主模式（Main Mode）的交换，再进行快速模式（Quick Mode）的交换。
主模式的目的是验证对等方的身份，并协商用于保护IKE和IPSec的密钥材料。
而快速模式则用于协商通信双方的加密算法、认证算法和时钟同步等参数。
而在IKEv2中，密钥交换方式采用了一种更高效的方式，即使用四次交换的方式。
这种方式将主模式和快速模式的信息交换合并到了一起，减少了握手次数并加快了连接的建立速度。
二、消息格式的不同在IKEv1中，消息格式相对复杂，包含了多个阶段和多个消息类型。
每个消息类型都有特定的格式和作用。
这种设计使得IKEv1的协议规范相对冗长和复杂，实现和配置起来较为困难。
而在IKEv2中，消息格式更加简洁和直观。
它引入了新的消息类型和头部格式，使得消息交换更加高效和灵活。
同时，IKEv2还引入了消息片段的概念，可以将消息分成多个片段进行传输，提高传输效率和可靠性。
三、加密和认证算法的灵活性在IKEv1中，加密和认证算法的选择相对有限。
这限制了IKEv1的灵活性，在某些特定场景下可能无法满足需求。
而在IKEv2中，加密和认证算法的选择更加灵活。
它支持更多的加密和认证算法，可以根据实际需求进行配置，以满足不同安全策略的要求。
四、移动性支持的改进在IKEv1中，对于移动设备的支持相对不足。
当移动设备切换网络时，需要重新建立IKE和IPSec的连接，导致连接断开期间的数据丢失。
而在IKEv2中，针对移动设备的支持得到了改进。
通过引入了新的SA（Security Association）和子SA的概念，IKEv2能够更好地支持移动设备的快速切换，并在切换过程中保持连接的连续性。
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ESP协议采用的加密算法
esp encryption-algorithm { 3des | des | aes}
选择加密卡
[H3C-ipsec-card-proposal-aa]use encrypt-card Slot number
29
IPSec 的配置任务及命令 的配置任务及命令(2)
选择安全协议
[H3C-ipsec-card-proposal-test] transform { ah| esp| ah-esp}
设置AH协议采用的认证算法
ah authentication-algorithm { md5 | sha1 }
ESP协议采用的认证算法
esp authentication-algorithm { md5 | sha1 }
10
AH协议 协议
IP 包头
传输模式
数据 数据 数据
16 31
IP 包头
隧道模式
AH
新IP 包头
0
AH
8
原IP 包头
AH头结构 头结构
下一个头
负载长度 安全参数索引(SPI) 序列号 验证数据
保留域
11
ESP 协议
IP 包头
传输模式 IP 包头 隧道模式 新IP 包头 ESP头 头 原IP 包头 ESP头部 头部 加密后的数据
IKE的安全机制 的安全机制
完善的前向安全性 数据验证 身份验证 身份保护 DH交换和密钥分发
16
IKE的交换过程（主模式） 的交换过程（主模式） 的交换过程
Peer1
发送本地 IKE策略 策略
发起方策略
Peer2
确认对方使 用的算法 查找匹配 的策略
接收方确认的策略
SA交换 交换
19
目录
IPSec提出背景 提出背景 IPSec概述 概述 IPsec基本概念 基本概念 IKE概述 概述 IKE安全机制 安全机制 IKE与IPSEC的关系 与 的关系 IPSEC配置 配置
IPSec 与IKE的关系 的关系
IKE的SA协商 的 协商
IKE
IKE
SA
SA
TCP UDP
IPSec
ESP协议采用的加密算法
esp encryption-algorithm { 3des | des | aes}
28
IPSec 的配置任务及命令 的配置任务及命令(1/1)
定义加密卡安全提议
[H3C] ipsec card-proposal proposal-name 设置安全协议对IP报文的封装模式 [H3C-ipsec-card-proposal-test]encapsulation-mode{ transport | tunnel }
27
IPSec 的配置任务及命令 的配置任务及命令(1/0)
创建加密访问控制列表 定义安全提议
[H3C] ipsec proposal proposal-name [H3C] ipsec card-proposal proposal-name
设置安全协议对IP报文的封装模式
[H3C-ipsec-proposal-test] encapsulation-mode { transport | tunnel }
创建安全策略
[H3C] ipsec policy policy-name sequence-number [ manual | isakmp ]
配置安全策略引用的访问控制列表
[H3C-ipsec-policy-policy1-10] security acl access-list-number tunnel remote ip-address
选择安全协议
[H3C-ipsec-proposal-test] transform { ah| esp| ah-esp}
设置AH协议采用的认证算法
ah authentication-algorithm { md5-hmac-96 | sha1-hmac-1-96 }
ESP协议采用的认证算法
esp authentication-algorithm { md5-hmac-96 | sha1-hmac-96 }
Peer1
发送本地 IKE策略， 策略， 策略 密钥生成信息 发起方策略，密钥生成信息 发起方策略，
Peer2
查找匹配 的策略， 的策略，密钥生成
确认对方使 用的算法， 用的算法， 产生密钥
接收方的密钥生成信息， 接收方的密钥生成信息， 身份和验证数据
SA交换， 交换， 交换 密钥生成
接受对端 确认的策略， 确认的策略， 密钥生成
IKE
IKE（Internet Key Exchange，因特网密钥交换协议） 为IPSec提供了自动协商交换密钥、建立安全联盟的服务 通过数据交换来计算密钥
14
目录
IPSec提出背景 提出背景 IPSec概述 概述 IPsec基本概念 基本概念 IKE概述 概述 IKE安全机制 安全机制 IKE与IPSEC的关系 与 的关系 IPSEC配置 配置
企业分支
企业分支
25
目录
IPSec提出背景 提出背景 IPSec概述 概述 IPsec基本概念 基本概念 IKE概述 概述 IKE安全机制 安全机制 IKE与IPSEC的关系 与 的关系 IPSEC配置 配置
IPSec配置前的准备 配置前的准备
确定需要保护的数据 确定使用安全保护的路径 确定使用那种安全保护 确定安全保护的强度
数据机密性（Confidentiality） 数据完整性（Data Integrity） 数据来源认证 （Data Authentication）
IPsec提供了标准、健壮且包含广泛的机制来保证IP以上 提供了标准、健壮且包含广泛的机制来保证 以上 提供了标准 层的安全
4
目录
接受对端 确认的策略
发起方的密钥生成信息
产生密钥
密钥生成
密钥交换
接收方的密钥生成信息
密钥生成
发起方身份和验证数据
验证对方 身份
身份验证和 交换过程验证
ID交换及验证 交换及验证
身份验证和 交换过程验证
接收方的身份和验证数据
17
IKE的交换过程（野蛮模式） 的交换过程（野蛮模式） 的交换过程
DES (Data Encryption Standard) ,3DES AES 其他的加密算法： 其他的加密算法：Blowfish ，cast …
7
IPSec 的安全特点
数据机密性（Confidentiality） 数据完整性（Data Integrity） 数据来源认证 （Data Authentication） 反重播（Anti-Replay）
TCP UDP
IPSec
IP
加密的IP报文 加密的 报文
21
IKE在IPSec中的作用 在 中的作用
降低手工配置的复杂度 安全联盟定时更新 密钥定时更新 允许IPSec提供反重播服务 IPSec 允许在端与端之间动态认证
22
IPSEC NAT穿越 穿越
30
IKE的配置任务 的配置任务(1) 的配置任务
创建IKE安全策略 安全策略 创建 选择加密算法 选择认证方法 选择哈希散列算法 选择DH的组标识 设置IKE协商安全联盟的生存周期
31
IKE的配置任务 的配置任务(2) 的配置任务
配置预共享密钥 配置IKE keepalive定时器
8
目录
IPSec提出背景 提出背景 IPSec概述 概述 IPsec基本概念 基本概念 IKE概述 概述 IKE安全机制 安全机制 IKE与IPSEC的关系 与 的关系 IPSEC配置 配置
IPSec 基本概念
数据流 (Data Flow) 安全联盟 (Security Association) 安全参数索引 (Security Parameter Index) 安全联盟生存时间 (Life Time) 安全策略 安全提议
指定安全隧道的终点 配置安全策略中引用的转换方式
proposal proposal-name1 [ proposal-name2...proposal-name6 ]
在接口上应用安全策略组
[H3C-GigabitEthernet0/0] ipsec policy policy-name
发起方身份和验证数据
验证对方 身份
身份验证和 交换过程验证
ID交换及验证 交换及验证
18
DH交换及密钥产生 交换及密钥产生
(g ,p)
peer1
peer2
a
c=gamodp damodp
b
d=gbmodp cbmodp
damodp= cbmodp=gabmodp Nhomakorabea6
IPSec 的组成
IPSec 提供两个安全协议
AH (Authentication Header)报文认证头协议 报文认证头协议
MD5(Message Digest 5) SHA1(Secure Hash Algorithm)
ESP (Encapsulation Security Payload)封装安 封装安 全载荷协议
目录
IPSec提出背景 提出背景 IPSec概述 概述 IPsec基本概念 基本概念 IKE概述 概述 IKE安全机制 安全机制 IKE与IPSEC的关系 与 的关系 IPSEC配置 配置
IPSEC提出背景 提出背景
IP包本身不具有任何的安全性，不能保证： 包本身不具有任何的安全性，不能保证： 包本身不具有任何的安全性