文档介绍：第八章 安全通信协议
第八章安全通信协议
目前网络面临着各种威胁,其中包括保密数据的泄露、数据完整性的破坏、身份伪装和拒绝服务等。
保密数据的泄露。罪犯在公网上窃听保密性数据。这可能是目前互相通信之间的最大障碍。没有加密,发送的每个信息都可能被一个未被授权的组织窃听。由于早期协议对安全考虑的匮乏,用户名或口令这些用户验证信息均以明码的形式在网络上传输。窃听者可以很容易地得到他人的帐户信息。
数据完整性的破坏。即使数据不是保密的,也应该确保它的完整性。也许你不在乎别人看见你的交易过程,但你肯定在意交易是否被篡改。
身份伪装。一个聪明的入侵者可能会伪造你的有效身份,存取只限于你本人可存取的保密信息。目前许多安全系统依赖于IP地址来唯一地识别用户。不幸的是,这种系统很容易被IP欺骗并导致侵入。
拒绝服务。一旦联网之后,必须确保系统随时可以工作。在过去数年内,攻击者已在TCP/IP协议簇及其具体实现中发现若干弱点,使得他们可以造成某些计算机系统崩溃。
IP安全协议IPSec
IPSec用来加密和认证IP包,从而防止任何人在网路上看到这些数据包的内容或者对其进行修改。IPSec是保护内部网络,专用网络,防止外部攻击的关键防线。它可以在参与IPSec的设备(对等体)如路由器、防火墙、VPN客户端、VPN集中器和其它符合IPSec标准的产品之间提供一种安全服务。IPSec 对于 IPv4 是可选的,但对于 IPv6 是强制性的。
IPSec体系结构
IPSec是一套协议包,而不是一个单独的协议 RFC文号。
IPSec 协议族中三个主要的协议:
IP认证包头AH(IP Authentication Header):AH协议
为IP包提供信息源验证和完整性保证。
IP封装安全负载ESP (IP Encapsulating Security Payload)ESP协议提供加密保证。
密钥交换IKE (The Key Exchange):
IKE提供双方交流时的共享安全信息
IPSec体系结构(续)
IP安全结构
ESP
加密算法
算法验证
密钥管理
解释域(DOI)
策略
AH
IP Sec体系结构
IPSec的体系结构如图
IPSec体系结构(续)
IPSec提供的安全性服务:
1)访问控制:通过调用安全协议来控制密钥的安全交换,
用户身份认证也用于访问控制。
2)无连接的完整性:使用IPSec,可以在不参照其他数据
包的情况下,对任一单独的IP包进行完整性校验。
3)数据源身份认证:通过数字签名的方法对IP包内的
数据来源进行标识。
4)抗重发攻击:重发攻击是指攻击者发送一个目的主机已接收过的包,通过占用接收系统的资源,使系统的可用性受到损害。为此IPSec提供了包计数器机制,以便抵御抗重发攻击。
5)保密性:确保数据只能为预期的接收者使用或读,而不能为其他任何实体使用或读出。保密机制是通过使用加密算法来实现的。
IPSec体系结构(续)
IPSec模式
IPSec对IP包可以执行的操作分别是:只加密,只认证,
既加密也认证。
IPSec有两种工作模式:传输模式(Transport Mode)和隧道模式(Tunnel Mode)。
(Transport Mode) : IPSec协议头插入到原IP头部和传输层头部之间,只对IP包的有效负载进行加密或认证。
加密的
IP头 IPSec AH头传输层头数据
IP头传输层头数据
传输模式AH数据包
IPSec模式(续)
:IPSec会先利用AH或ESP对IP包进行认证或者加密,
然后在IP包外面再包上一个新IP头。
加密的
IP头传输层头数据
新IP头 IPSec AH头 IP头传输层头数据
隧道模式AH数据包