ipsec的密钥交换原理
认识IPSec
认识IPSecIPSec（互联网协议安全）是一个安全网络协议套件，用于保护互联网或公共网络传输的数据。
IETF在1990 年代中期开发了IPSec 协议，它通过IP网络数据包的身份验证和加密来提供IP 层的安全性。
IPSec简介IPSec 可为通信两端设备提供安全通道，比如用于两个路由器之间以创建点到点VPN，以及在防火墙和Windows 主机之间用于远程访问VPN等。
IPSec 可以实现以下4项功能：•数据机密性：IPSec发送方将包加密后再通过网络发送，可以保证在传输过程中，即使数据包遭截取，信息也无法被读取。
•数据完整性：IPSec可以验证IPSec发送方发送过来的数据包，以确保数据传输时没有被改变。
若数据包遭篡改导致检查不相符，将会被丢弃。
•数据认证：IPSec接受方能够鉴别IPSec包的发送起源，此服务依赖数据的完整性。
•防重放：确保每个IP包的唯一性，保证信息万一被截取复制后不能再被重新利用，不能重新传输回目的地址。
该特性可以防止攻击者截取破译信息后，再用相同的信息包获取非法访问权。
IPSec 不是一个协议，而是一套协议，以下构成了IPSec 套件：AH协议AH(Authentication Header)指一段报文认证代码，确保数据包来自受信任的发送方，且数据没有被篡改，就像日常生活中的外卖封条一样。
在发送前，发送方会用一个加密密钥算出AH，接收方用同一或另一密钥对之进行验证。
然而，AH并不加密所保护的数据报，无法向攻击者隐藏数据。
ESP协议ESP（Encapsulating Security Payload）向需要保密的数据包添加自己的标头和尾部，在加密完成后再封装到一个新的IP包中。
ESP还向数据报头添加一个序列号，以便接收主机可以确定它没有收到重复的数据包。
SA协议安全关联（SA）是指用于协商加密密钥和算法的一些协议，提供AH、ESP操作所需的参数。
最常见的SA 协议之一是互联网密钥交换(IKE)，协商将在会话过程中使用的加密密钥和算法。
IPSec原理介绍
27
分支1设备配置，其余分支设置类似
# // acl 3000设置，匹配 192.168.1.0/24 192.168.0.0/16的流量 acl number 3000 rule 0 permit ip source 192.168.1.0 0.0.0.255 destination 192.168.0.0 0.0.255.255 # // 设置ike对等体center ike peer center // 预共享密钥和总部保持一致为h3c pre-shared-key simple h3c // 设置总部设备60.191.99.140为对端地址 remote-address 60.191.99.140 # // 建立IPSec安全提议def ipsec proposal def # # // IPSec策略center，节点1设置 ipsec policy center 1 isakmp // 对匹配acl 3000的流量进行IPSec处理 security acl 3000 // ike对等体为center ike-peer center // 调用安全提议def proposal def
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AH报文
12
ESP报文格式
0
ESP协议包结构
8
16 安全参数索引(SPI) 序列号
24
有效载荷数据（可变） 填充字段(0-255字节）
填充字段长 度
下一个头
验证数据
13
ESP封装格式
IP报头 传输模式 原IP报头 ESP 数据 ESP尾部
6
IPSEC基本概念
安全联盟(Security Association) 安全参数索引（Security Parameter Index） 序列号（Serial Number） 安全联盟生存时间（Lifetime） 数据流（Data Flow） 安全策略（Security Policy）
ipsecvpn的工作原理解析
ipsecvpn的工作原理解析1. 引言IPSec VPN（Internet Protocol Security Virtual Private Network）是一种通过公共网络进行加密通信的网络安全技术。
它提供了一种安全而可靠的远程通信方式，可以保护数据的机密性、完整性和身份验证。
本文将深入探讨IPSec VPN的工作原理，帮助读者更好地理解这一技术。
2. IPSec协议概述IPSec协议是一套用于保护IP通信的安全机制，由加密和认证两个主要部分组成。
加密使用对称加密算法对数据进行加密，确保数据传输的机密性；认证使用哈希函数对数据进行签名，确保数据传输的完整性和身份验证。
3. VPN概述Virtual Private Network（虚拟专用网络）是一种可以通过公共网络建立私密连接的技术。
VPN技术将用户的数据流量封装在加密的隧道中，使得在公共网络中传输的数据无法被窃听和篡改。
VPN通常用于远程办公、跨地域网络连接等场景，提供了更安全和灵活的网络连接方式。
4. IPSec VPN的工作原理4.1 加密算法选择IPSec VPN支持多种加密算法，包括DES、3DES、AES等。
在建立VPN连接时，双方会协商选择一种加密算法来加密数据。
加密算法的选择应该综合考虑安全性和性能，确保数据的机密性和传输效率。
4.2 握手协议在建立IPSec VPN连接之前，双方需要通过握手协议来协商加密算法、认证方式等参数。
常见的握手协议有Internet Key Exchange（IKE）协议。
IKE协议使用非对称加密算法来交换密钥，并使用数字证书来确保通信的安全性。
4.3 安全隧道建立在握手协议完成之后，双方将建立一个安全隧道来保护数据的传输。
安全隧道使用IPSec协议来封装和加密数据，同时使用认证机制来验证数据的完整性。
安全隧道可以确保数据在传输过程中不被窃听和篡改，保证通信的安全性。
4.4 数据传输一旦安全隧道建立完成，数据就可以通过IPSec VPN进行传输。
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获取密钥的方式：预共享密钥 vs 公开密钥证书(七)
IPSec获取密钥的方式：预共享密钥 vs 公开密钥证书1. 引言在网络通信中，确保数据传输的安全性至关重要。
IPSec是一种用于保护数据传输安全性的协议，它提供了加密和认证机制。
在IPSec 中，获取密钥是确保数据安全的一个重要步骤。
本文将讨论IPSec获取密钥的两种常见方式：预共享密钥和公开密钥证书。
2. 预共享密钥预共享密钥是一种对称密钥，用于在建立IPSec连接时进行身份验证和密钥交换。
在这种方式下，建立连接的两个节点需要提前共享相同的密钥。
预共享密钥的优点是简单、高效，适用于小规模网络环境。
然而，预共享密钥存在一些安全隐患。
首先，密钥需要提前在节点之间共享，这增加了密钥泄露的风险。
其次，如果密钥被泄露，攻击者可以轻易地解密和篡改传输的数据。
3. 公开密钥证书公开密钥证书是一种基于非对称加密算法的密钥获取方式。
在这种方式下，每个节点都拥有两把密钥：公钥和私钥。
公钥用于加密数据，私钥用于解密数据。
节点使用数字证书来验证对方的身份，并获取对方的公钥。
公开密钥证书的优点是安全性较高，不需要提前共享密钥，并且可以实现数字签名和身份认证。
然而，使用公开密钥证书方式也存在一些问题。
首先，需要可信的第三方机构来签发和管理证书，增加了系统的复杂性。
其次，使用非对称加密算法相比对称加密算法会消耗更多的计算资源。
4. 对比与选择在选择IPSec获取密钥的方式时，需根据具体情况权衡其优劣。
如果是小规模网络环境，预共享密钥是一个简单且高效的选择。
然而，在大规模网络环境或对安全性要求较高的场景下，公开密钥证书更为可取。
通过公开密钥证书，可以实现更高级别的身份认证和数据安全保护。
5. 总结IPSec作为一种用于保护数据传输安全性的协议，在获取密钥的方式上提供了两种选择：预共享密钥和公开密钥证书。
预共享密钥简单、高效，适用于小规模网络环境，但存在密钥泄露的风险。
公开密钥证书安全性较高，但需要可信的第三方机构管理证书，且消耗更多的计算资源。
ipsec vpn 的原理
ipsec vpn 的原理IPsec（Internet Protocol Security）是一种用于保护网络通信安全性的协议。
它通过在IP层对传输的数据进行加密和认证，确保数据在网络传输过程中的机密性、完整性和真实性。
IPsec使用了两个主要的协议来实现安全通信：认证头（AH）和封装安全负载（ESP）。
AH提供了数据的完整性和源认证，它在传输的IP数据包中添加了一个校验和以验证数据的完整性，并使用数字签名对源进行认证。
ESP提供了数据的机密性和源身份保护，它通过加密传输的IP数据包中的有效载荷来保护数据的机密性，并使用加密后的密钥来防止他人篡改数据。
在建立IPsec VPN时，需要进行以下几个步骤：1. 身份验证：在建立VPN连接之前，需要对通信的双方进行身份验证。
常见的身份验证方法包括预共享密钥、数字证书和远程访问服务器（RADIUS）验证。
2. 安全关联（SA）建立：建立SA时需要定义IPsec通信的参数，包括加密算法、身份验证协议、密钥等。
SA是一种协商的过程，通信的双方通过交换信息来协商加密算法和密钥等参数。
3. 加密和认证：在建立了SA后，通信的双方开始使用协商好的加密算法和密钥对数据进行加密和认证。
发送方将原始数据进行加密并添加认证信息，然后将加密后的数据传输给接收方。
4. 密钥管理：在VPN连接期间，需要对密钥进行管理和更新。
常见的密钥管理协议包括Internet Key Exchange（IKE）和Internet Security Association and Key Management Protocol （ISAKMP）。
总的来说，IPsec VPN通过使用IPsec协议对数据进行加密、认证和身份验证，确保数据在传输过程中的安全性和可靠性。
它使得在公共网络上建立私密的安全通信变得可能，被广泛应用于远程办公、跨地域网络连接和跨机构数据传输等场景。
ipsec工作原理
一、IPSec如何工作的1,定义interesting traffic如access-list 101 permit ip 10.0.1.0 0.0.0.255 10.0.2.0 0.0.0.2552,IKE Phase 1IKE Phase 1的目的是鉴别IPsec对等体，在对等体之间设立安全通道，以使IKE能够进行信息交换。
IKE Phase 1执行以下的功能：鉴别和保护IPSec对等体的身份在对等体之间协商一个相匹配的IKE安全关联策略。
执行一个被认证过的Diffie-Hellman交换，其结果是具有匹配的共享密钥。
建立安全的通道，以协商IKE Phase 2中的参数IKE Phase 1有两种模式：master modeaggressive mode3,IKE Phase 2IKE Phase 2的目的是协商IPSec安全关联（SA），以建立IPSec通道。
IKE Phase 2执行以下功能：协商受已有IKE SA 保护的IPSec SA参数建立IPSec SA周期性的重新协商IPSec SA 以确保安全性4,IPSec 加密隧道在IKE Phase 2结束之后，信息就通过IPSec隧道被交换5,隧道终止当被删除或生存期超时后，IPSec就终止了。
当指定的秒数过去或指定的字节数通过隧道后，安全关联将超时。
当SA终结后，密钥会被丢弃。
当一个数据流需要后续的IPSEC SA时，IKE就执行一个新的IKE Phase2和IKE Phase 1协商，产生新的SA密钥，新的SA密钥可以在现有的SA超时之前被建立。
二IPSec安全关联（SA）IPSec 提供了许多选项用于网络加密和认证。
每个IPSec连接能够提供加密、完整性、认证保护或三者的全部。
两个IPSEC必须精确确定要使用的算法（如DES或3DES用于加密，MD5或SHA用于完整性验证）。
在确定算法事，两个设备必须共享会话密钥。
用于IPSEC 的安全关联是单向的。
IPsec的基础知识
IPsec的基础知识了解IPsec迫切需要在大型公共WAN（主要是Internet）上安全地传输数据包。
解决方案是开发许多网络协议，其中IPsec是部署最多的协议之一。
它可以从以下事实中获益：无需对附加的同行进行任何更改即可轻松调整。
在本文中，我们将研究IPsec的概述，其部署技术及其工作原理。
IPsec简介IPsec是相关协议的框架，用于保护网络或分组处理层的通信。
它可用于保护对等体之间的一个或多个数据流。
IPsec支持数据机密性，完整性，原始身份验证和反重放。
它由两个主要协议组成。
认证头（AH）在此协议中，对IP报头和数据有效负载进行哈希处理。
从该哈希中，构建新的AH头，其附加到分组。
这个新数据包通过路由器传输头部和有效负载的路由器传输。
两个哈希都需要完全匹配。
即使单个位发生更改，AH标头也不会匹配。
封装安全负载（ESP）这是一种为数据包提供加密和完整性的安全协议。
在标准IP头之后添加ESP。
由于它包含标准IP标头，因此可以使用标准IP设备轻松路由。
这使得它向后兼容IP路由器，甚至那些不是设计用于IPsec的设备。
ESP在IP分组层执行。
它包含六个部分，其中两个部分仅被认证（安全参数索引，序列号），而其余四个部分在传输期间被加密（有效载荷数据，填充，填充长度和下一个标题）。
它支持多种加密协议，由用户决定选择哪一种。
加密技术IPsec有两种加密模式。
两种模式都有自己的用途，应根据解决方案谨慎使用。
隧道模式这会加载有效负载和标头。
当数据包的目标不同于安全终止点时，将使用隧道模式下的IPsec。
此模式的最常见用途是在网关之间或从终端站到网关之间。
网关充当主机的代理。
因此，当数据包的来源与提供安全性的设备不同时，使用隧道模式。
运输方式在此加密模式下，仅加密每个数据包的数据部分。
此模式适用于终端站之间或终端站与网关之间。
它是如何工作的IPsec使用隧道。
我们定义敏感或有趣的数据包安全地通过隧道发送。
通过定义隧道的特性，定义了敏感数据包的安全保护措施。
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ipsec的密钥交换原理
IPSec的密钥交换原理：
1. 预共享密钥交换：该方法是在两个节点之间使用预先共享的
密钥，这些密钥由安全管理员在节点之间配置并存储。
在IKE SA的第
一步，节点之间交换由预共享密钥保密的随机数。
之后，节点使用这
些随机数来生成IKE SA的密钥。
缺点是密钥分发不太安全，当一个节
点的密钥泄漏，整个系统的安全性都会被威胁。
2. 公钥密钥交换(PKI)：在此过程中，每个节点都有自己的加密
密钥和解密密钥。
当两个节点交换信息时，一个节点使用另一个节点
的公共密钥来加密信息，然后另一个节点使用自己的私钥来解密信息。
PKI方法提供了高度保密性，但需要使用证书颁发机构(CA)签名的公共密钥证书来建立安全连接。
3. 数字签名方式：数字签名方法是在IKE过程中使用公钥证书
来保护消息的完整性和真实性。
在此过程中，IKE SA发起方使用自己
的私钥来加密IKE SA建立请求，然后接收方使用发起方的公钥来验证
请求的真实性，并检查发起方的证书是否有效。
该方法提供了高度的
数据完整性和验证，但可能会损害IKE SA建立的速度。