网络安全——网络层安全协议

Posted 2023-03-14 网络豆

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了网络安全——网络层安全协议相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

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前言

本章将会讲解网络层的安全协议，了解IPSec体系结构，与工作原理。

一.IPSec体系结构

1.IPSec体系结构

IPSec(Internet协议安全)是一个工业标准网络安全协议，为IP网络通信提供透明的安全服务，保护TCP/IP通信免遭窃听和篡改，可以有效抵御网络攻击，同时保持易用性。

IPSec有两个基本目标：

①保护IP数据包安全。
②为抵御网络攻击提供防护措施。

IPSec基于一种端到端的安全模式。这种模式有一个基本前提假设，就是假定数据通信的传输媒介是不安全的，因此通信数据必须经过加密。

而掌握加解密方法的只有数据流的发送端和接收端，两者各自负责相应的数据加解密处理，而网络中其他只负责转发数据的路由器或主机无须支持IPSec。

该特性有助于企业用户在下列方案中成功地配置IPSec。

(1)局域网：C/S模式，对等模式。
(2)广域网：路由器到路由器模式，网关到网关模式。
(3）远程访问：拨号客户机，专网对Internet的访问。

IPSec结合安全联盟、安全协议组和动态密钥管理三者来实现上述两个目标，如图所示，不仅能为企业局域网与拨号用户、域、网站、远程站点以及Extranet（外联网）之间的通信提供强有力且灵活的保护，而且还能用来筛选特定数据流。

IPSec(IP Security)协议是IETF安全工作组制定的一套可以用于IPv4和IPv6上的、具有互操作性的、基于密码学的安全协议。IPv4可选支持IPSec,IPv6必须支持IPSec。

IPSec提供的安全服务包括访问控制、无连接的完整性、数据源头的认证、防重放功能、数据保密和一定的数据流保密等。IPSec协议产生的初衷是解决Internet上IP传输的安全性问题，它包括从RFC2401到RFC2412的一系列RFC，定义了一套默认的、强制实施的算法，以保证不同的实施方案可以互通。

IPSec标准包含了IP安全体系结构、IP认证AH头、IP封装安全载荷ESP和Internet密钥交换（IKE）4个核心的基本规范，组成了一个完整的安全体系结构，如图所示。

（1）安全体系结构。包含一般的概念、安全需求和定义IPSec的技术机制。
（2）ESP协议。加密IP数据包的默认值、头部格式以及与加密封装相关的其他条款。
（3）AH协议。验证IP数据包的默认值、头部格式以及与认证相关的其他条款。
（4）加密算法。描述各种加密算法如何用于ESP中。
（5）验证算法。描述各种身份验证算法如何用于AH和ESP身份验证选项。
（6）密钥管理。描述因特网IETF标准密钥管理方案。其中IKE是默认的密钥自动交换协议。
（7）解释域DOI。是因特网统一协议参数分配权威机构中数字分配机制的一部分，它描述的值是预知的。包括彼此相关各部分的标志符及运作参数。
（8）策略。决定两个实体之间能否通信，以及如何进行通信。策略的核心由三部分组成：SA、SAD、SPD。
SA（安全关联)）表示了策略实施的具体细节，包括源/目的地址、应用协议、SPI（安全策略索引）等；SAD为进入和外出包处理维持一个活动的SA列表；SPD决定了整个VPN的安全需求。