ipsec详解

​IPSec（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。

信息加密算法

信息加密就是使用加密算法，重新组织信息，常用的加密算法分为两类：对称加密和非对称加密。区别是对称加密的加解密秘钥相同，非对称加密的加解密秘钥不同。

对称加密算法比较

非对称加密算法比较

对称与非对称加密的比较

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可以实现以下四项功能：

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的构成

IPSec 不是一个协议，而是一套协议，以下构成了 IPSec 套件：

AH协议（认证头协议）

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 （封装安全负载协议）

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)密钥管理协议，协商将在会话过程中使用的加密密钥和算法。

IPSec 是如何工作的？

IPSec 的工作方式涉及五个关键步骤，如下：

1、主机识别：主机识别数据包是否需要保护，使用 IPSec 进行传输时，这些数据包流量会自己触发安全策略。主机还会检查传入的数据包是否正确加密。

2、IKE 阶段 1：主机使用 IPSec 协商将用于安全通道的策略集，双方验证完成后，在它们之间建立一个安全通道，用于协商 IPSec 电路加密或验证通过它发送的数据的方式。

3、IKE 阶段 2：通过安全通道进行，在该通道中，两台主机协商在会话中使用的加密算法类型，主机还同意并交换双方计划用于进出流量的加密和解密密钥。

4、IPSec 传输：通过新创建的 IPSec 加密隧道交换数据，之前设置的 IPSec SA 用于加密和解密数据包。

5、IPSec 终止：当主机之间的会话超时或通信完成时，通信双方之间的隧道在空闲时间达到一定值后会自动删除。