TCP-IP详解：AH(Authentication Header)

Posted 2022-12-12 CQ小子

参考教材：TCP-IP Guide

IPSec核心协议是AH和ESP，本文主要介绍下AH协议的数据封装与传输

AH(Authentication Header)

这个协议主要是用来提供数据完整性校验和源校验，即只提供校验功能，并没有提供加密功能，我们知道对于这种虚拟的私有网络，实际上是公网上虚拟出来的隧道，核心在于要对对应协议的数据包进行IP层的封装，让其仍然变成IP包，然后在公网上传输，所以先看下AH协议不同模式下封装的数据

可以看到下图，传输模式下IPv4的AH协议封装的数据包，原始的数据包是一个IP header 紧接着一个TCP header，然后就是data，AH协议封装的数据包，会在IP Header 和TCP Header之间增加一个AH header，IP header的协议变成51 AH协议，AH header下一个header协议为 6 TCP header

隧道模式下的AH 数据包封装,这种模式把整个数据包都进行封装，然后再源的IP header之前增加AH header，然后再增加一个新的IPV4 header完成封装

AH的头

1. Next Header ： AH header的下一个头部的协议号

2. Payload Length：AH header的长度

3. Reserverd： 保留

4. SPI : 安全的参数，目的地址和安全协议类型的组合，用于识别对这个包进行验证的安全联盟

5. Sequence Number:  单调增加的32位无符号整数，利用该域抵抗重发攻击（Replay Attack）

6. Authentication Data: 是一个长度可变的域，长度为32比特的整数倍。具体格式因认证算法而异 。该认证数据也被称为数据报的完整性校验值（ICV）

数据流程认证流程，从图中可以看出是对整个数据包进行认证，使用一个密钥通过单项散列函数输出认证后的数据，这些认证后的数据都会放到AH的header

中。下图是传出模式

隧道模式下认证，同样也是对整个数据包进行认证。

输出处理

1.使用相应的 选择符（目的IP地址，端口号和传输协议）查找安全策略数据库获取策略。如需要对分组进行IPSec处理，且到目的主机的SA已经建立，那么符合分组选择符的SPD将指向外出SA数据库的一个相应SA束。如果SA还未建立，IPSec将调用IKE协商一个SA，并将其连接到SPD条目上。 2.  产生或增加序列号，当一个新的SA建立时，序列号计数器初始化为0，以后每发一个分组，序列号加1 3. 计算ICV（完整性校验值） 4.转发分组到目的节点

输入处理

1. 若IP分组采用了分片处理，要等到所有分片到齐后重组
2. 使用IP分组头中的SPI、目的IP地址以及IPSec协议在进入的SA数据库中查找SA，如果查找失败，则抛弃该分组，并记录事件。 3.使用已查到的SA进行IPSec处理 4. 使用分组中的选择符进入SPD查找一条域选择符匹配的策略，检查策略是否相符 5.检查序列号，确定是否为重放分组 6. 使用SA指定的MAC算法计算ICV，并与认证数据域中的ICV比较，如果两值不同，则抛弃分组