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IPSec是什么它是否是一种新的加密形式
IPSec 协议不是一个单独的协议，它给出了应用于IP层上网络数据安全的一整套体系结构，包括网络认证协议 Authentication Header（AH）、封装安全载荷协议Encapsulating Security Payload（ESP）、密钥管理协议Internet Key Exchange （IKE）和用于网络认证及加密的一些算法等。IPSec 规定了如何在对等层之间选择安全协议、确定安全算法和密钥交换，向上提供了访问控制、数据源认证、数据加密等网络安全服务。
一、安全特性
IPSec的安全特性主要有：
·不可否认性 “不可否认性“可以证实消息发送方是唯一可能的发送者，发送者不能否认发送过消息。“不可否认性“是采用公钥技术的一个特征，当使用公钥技术时，发送方用私钥产生一个数字签名随消息一起发送，接收方用发送者的公钥来验证数字签名。由于在理论上只有发送者才唯一拥有私钥，也只有发送者才可能产生该数字签名，所以只要数字签名通过验证，发送者就不能否认曾发送过该消息。但“不可否认性“不是基于认证的共享密钥技术的特征，因为在基于认证的共享密钥技术中，发送方和接收方掌握相同的密钥。
·反重播性 “反重播“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、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，再用相同的信息包冒取非法访问权（即使这种冒取行为发生在数月之后）。
·数据完整性 防止传输过程中数据被篡改，确保发出数据和接收数据的一致性。IPSec利用Hash函数为每个数据包产生一个加密检查和，接收方在打开包前先计算检查和，若包遭篡改导致检查和不相符，数据包即被丢弃。
·数据可靠性（加密） 在传输前，对数据进行加密，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。该特性在IPSec中为可选项，与IPSec策略的具体设置相关。
·认证 数据源发送信任状，由接收方验证信任状的合法性，只有通过认证的系统才可以建立通信连接。
二、基于电子证书的公钥认证
一个架构良好的公钥体系，在信任状的传递中不造成任何信息外泄，能解决很多安全问题。IPSec与特定的公钥体系相结合，可以提供基于电子证书的认证。公钥证书认证在Windows 2000中，适用于对非Windows 2000主机、独立主机，非信任域成员的客户机、或者不运行Kerberos v5认证协议的主机进行身份认证。
三、预置共享密钥认证
IPSec也可以使用预置共享密钥进行认证。预共享意味着通信双方必须在IPSec策略设置中就共享的密钥达成一致。之后在安全协商过程中，信息在传输前使用共享密钥加密，接收端使用同样的密钥解密，如果接收方能够解密，即被认为可以通过认证。但在Windows 2000 IPSec策略中，这种认证方式被认为不够安全而一般不推荐使用。
四、公钥加密
IPSec的公钥加密用于身份认证和密钥交换。公钥加密，也被称为“不对称加密法“，即加解密过程需要两把不同的密钥，一把用来产生数字签名和加密数据，另一把用来验证数字签名和对数据进行解密。
使用公钥加密法，每个用户拥有一个密钥对，其中私钥仅为其个人所知，公钥则可分发给任意需要与之进行加密通信的人。例如：A想要发送加密信息给B，则A需要用B的公钥加密信息，之后只有B才能用他的私钥对该加密信息进行解密。虽然密钥对中两把钥匙彼此相关，但要想从其中一把来推导出另一把，以目前计算机的运算能力来看，这种做法几乎完全不现实。因此，在这种加密法中，公钥可以广为分发，而私钥则需要仔细地妥善保管。
五、Hash函数和数据完整性
Hash信息验证码HMAC（Hash message authentication codes）验证接收消息和发送消息的完全一致性（完整性）。这在数据交换中非常关键，尤其当传输媒介如公共网络中不提供安全保证时更显其重要性。
HMAC结合hash算法和共享密钥提供完整性。Hash散列通常也被当成是数字签名，但这种说法不够准确，两者的区别在于：Hash散列使用共享密钥，而数字签名基于公钥技术。hash算法也称为消息摘要或单向转换。称它为单向转换是因为：
1）双方必须在通信的两个端头处各自执行Hash函数计算；
2）使用Hash函数很容易从消息计算出消息摘要，但其逆向反演过程以目前计算机的运算能力几乎不可实现。
Hash散列本身就是所谓加密检查和或消息完整性编码MIC（Message Integrity Code），通信双方必须各自执行函数计算来验证消息。举例来说，发送方首先使用HMAC算法和共享密钥计算消息检查和，然后将计算结果A封装进数据包中一起发送；接收方再对所接收的消息执行HMAC计算得出结果B，并将B与A进行比较。如果消息在传输中遭篡改致使B与A不一致，接收方丢弃该数据包。
有两种最常用的hash函数：
·HMAC-MD5 MD5（消息摘要5）基于RFC1321。MD5对MD4做了改进，计算速度比MD4稍慢，但安全性能得到了进一步改善。MD5在计算中使用了64个32位常数，最终生成一个128位的完整性检查和。
·HMAC-SHA 安全Hash算法定义在NIST FIPS 180-1，其算法以MD5为原型。 SHA在计算中使用了79个32位常数，最终产生一个160位完整性检查和。SHA检查和长度比MD5更长，因此安全性也更高。
六、加密和数据可靠性
IPSec使用的数据加密算法是DES--Data Encryption Standard（数据加密标准）。DES密钥长度为56位，在形式上是一个64位数。DES以64位（8字节）为分组对数据加密，每64位明文，经过16轮置换生成64位密文，其中每字节有1位用于奇偶校验，所以实际有效密钥长度是56位。 IPSec还支持3DES算法，3DES可提供更高的安全性，但相应地，计算速度更慢。
七、密钥管理
·动态密钥更新
IPSec策略使用“动态密钥更新“法来决定在一次通信中，新密钥产生的频率。动态密钥指在通信过程中，数据流被划分成一个个“数据块“，每一个“数据块“都使用不同的密钥加密，这可以保证万一攻击者中途截取了部分通信数据流和相应的密钥后，也不会危及到所有其余的通信信息的安全。动态密钥更新服务由Internet密钥交换IKE（Internet Key Exchange）提供，详见IKE介绍部分。
IPSec策略允许专家级用户自定义密钥生命周期。如果该值没有设置，则按缺省时间间隔自动生成新密钥。
·密钥长度
密钥长度每增加一位，可能的密钥数就会增加一倍，相应地，破解密钥的难度也会随之成指数级加大。IPSec策略提供多种加密算法，可生成多种长度不等的密钥，用户可根据不同的安全需求加以选择。
·Diffie-Hellman算法
要启动安全通讯，通信两端必须首先得到相同的共享密钥（主密钥），但共享密钥不能通过网络相互发送，因为这种做法极易泄密。
Diffie-Hellman算法是用于密钥交换的最早最安全的算法之一。DH算法的基本工作原理是：通信双方公开或半公开交换一些准备用来生成密钥的“材料数据“，在彼此交换过密钥生成“材料“后，两端可以各自生成出完全一样的共享密钥。在任何时候，双方都绝不交换真正的密钥。
通信双方交换的密钥生成“材料“，长度不等，“材料“长度越长，所生成的密钥强度也就越高，密钥破译就越困难。 除进行密钥交换外，IPSec还使用DH算法生成所有其他加密密钥。
IPSec 是什么
IPv4缺乏对通信双方真实身份的验证能力，缺乏对网上传输的数据的完整性和机密性保护，并且由于IP地址可软件配置等灵活性以及基于源IP地址的认证机制，使得IP层存在着网络业务流易被监听和捕获、IP地址欺骗、信息泄露和数据项被篡改等攻击，而IP是很难抵抗这些攻击的。为了实现安全IP，Internet工程任务组IETF于1994年开始了一项IP安全工程，专门成立了IP安全协议工作组IPSEC，来制定和推动一套称为IPSec(IP Security)的IP安全协议标准。其目标就是把安全特征集成到IP层，以便对Internet的安全业务提供低层的支持。IETF于1995年8月公布了一系列关于IPSec的RFC建议标准。
完整的IPsec核心文档集处在提议标准阶段。包括：
隧道
隧道就是把一个包封装在另一个新包里面，整个源数据包作为新包的载荷部分，并在前面添加一个新的IP头。这个外部头的目的地址通常是IPSec防火墙、安全网关或路由器。通过隧道技术可以对外隐藏内部数据和网络细节。对IPSec而言，IP隧道的直接目标就是对整个IP数据包提供完全的保护。IP隧道如图所示。
此外，还有一个需要说明的概念就是“变换”。在IPSec中，一个变换是指一种安全机制的特定实现，如ESP的DES-CBC实现称为“DES-CBC ESP变换”。
IP协议本身缺乏安全性，仅用IP头中的校验和域来保证IP数据报的完整性。设计认证头（AH）协议的目的是用来增加IP数据报的安全性。AH协议提供无连接的完整性、数据起源认证和抗重放保护服务。然而，AH不提供任何机密性服务，它不加密所保护的数据包。AH的作用是为IP数据流提供高强度的密码认证，以确保被修改过的数据包可以被检查出来。AH使用消息认证码（MAC）对IP进行认证，最常用的MAC是HMAC。因为生成IP数据报的消息摘要需要密钥，所以IPSec的通信双方需要有共享密钥。对于MAC不了的解可以看MAC原理
认证头格式
AH由5个固定长度域和1个变长的认证数据域组成。下图说明了这些域在一个AH中的相对位置。
下面是这些域的说明：
- 下一个头（Next Header）：这个8比特的域指出AH后的下一个载荷的类型。例如，如果AH后面是一个ESP载荷，这个域将包含值50。如果在我们所说的AH后面是另一个AH，那这个域将包含值51。RFC1700中包含了已分配的IP协议值信息。
- 载荷长度（Payload length）：这个8比特的域包含以32比特为单位的AH的长度减2。为什么要减2呢？AH实际上是一个IPv6扩展头，IPv6规范RFC1883中规定计算扩展头长度时应首先从头长度中减去一个64比特的字。由于载荷长度用32比特度量，两个32比特字也就相当于一个64比特字，因此要从总认证头长度中减去2。
- 保留（Reserved）：这个16比特的域被保留供将来使用。AH规范RFC2402中规定这个域被置为0。
- 安全参数索引（SPI）：SPI是一个32比特的整数，用于和源地址或目的地址以及IPSec协议（AH或ESP）共同唯一标识一个数据报所属的数据流的安全关联（SA）。SA是通信双方达成的一个协定，它规定了采用的IPSec协议、协议操作模式、密码算法、密钥以及用来保护它们之间通信的密钥的生存期。关于SPI域的整数值，1到255被IANA（Internet Assigned Number Authority）留作将来使用；0被保留用于本地和具体实现使用。所以说目前有效的SPI值是从256到232-1。
- 序列号（Sequence number）：这个域包含有一个作为单调增加的计数器的32位无符号整数。当SA建立时，发送者和接收者的序列号值被初始化为0。通信双方每使用一个特定的SA发出1个数据报就将它们的相应的序列号加1。序列号用来防止对数据包的重放，重放指的是数据报被攻击者截取并重新传送。AH规范强制发送者总要发送序列号到接收者；而接收者可以选择不使用抗重放特性，这时它不理会进入的数据流中数据报的序列号。如果接收端主机启用抗重放功能，它使用滑动接收窗口机制检测重放包。具体的滑动窗口因不同的IPSec实现而不同；然而一般来说滑动窗口具有以下功能。窗口长度最小为32比特。窗口的右边界代表一特定SA所接收到的验证有效的最大序列号。序列号小于窗口左边界的包将被丢弃。将序列号值位于窗口之内的数据包将被与位于窗口内的接收到的数据包相比较。如果接收到的数据包的序列号位于窗口内并且数据包是新的，或者它的序列号大于窗口右边界且小于232，那么接收主机继续处理计算认证数据。对于一个特定的SA，它的序列号不能循环；所以在一个特定的SA传输的数据包的数目达到232之前，必须协商一个新的SA以及新的密钥。
- 认证数据：这个变长域包含数据报的认证数据，该认证数据被称为完整性校验值（ICV）。对于IPv4数据报，这个域的长度必须是32的整数倍；对于IPv6数据报，这个域的长度必须是64的整数倍。用来生成ICV的算法由SA指定。用来计算ICV的可用的算法因IPSec的实现的不同而不同；然而为了保证互操作性，AH强制所有的IPSec实现必须包含两个MAC：HMAC-MD5和HMAC-SHA-1。如果一个IPv4数据报的ICV域的长度不是32的整数倍，或一个IPv6数据报的ICV域的长度不是64的整数倍，必须添加填充比特使ICV域的长度达到所需要的长度。
什么叫IPSec
IPsec：IP层协议安全结构
（IPsec：Security Architecture for IP network）
IPsec 在 IP 层提供安全服务，它使系统能按需选择安全协议，决定服务所使用的算法及放置需求服务所需密钥到相应位置。 IPsec 用来保护一条或多条主机与主机间、安全网关与安全网关间、安全网关与主机间的路径。
IPsec 能提供的安全服务集包括访问控制、无连接的完整性、数据源认证、拒绝重发包（部分序列完整性形式）、保密性和有限传输流保密性。因为这些服务均在 IP 层提供，所以任何高层协议均能使用它们，例如 TCP 、 UDP 、ICMP 、 BGP 等等。
这些目标是通过使用两大传输安全协议，头部认证（AH） 和封装安全负载 （ESP），以及密钥管理程序和协议的使用来完成的。所需的 IPsec 协议集内容及其使用的方式是由用户、应用程序、和/或站点、组织对安全和系统的需求来决定。
当正确的实现、使用这些机制时，它们不应该对不使用这些安全机制保护传输的用户、主机和其他英特网部分产生负面的影响。这些机制也被设计成算法独立的。这种模块性允许选择不同的算法集而不影响其他部分的实现。例如：如果需要，不同的用户通讯可以采用不同的算法集。
定义一个标准的默认算法集可以使得全球因英特网更容易协同工作。这些算法辅以 IPsec 传输保护和密钥管理协议的使用为系统和应用开发者部署高质量的因特网层的加密的安全技术提供了途径。
什么是IPSec,IPSec服务的作用
ipsec是基于端对端的安全模式，它给出了应用于IP层上网络数据安全的一整套体系结构，包括网络认证协议 Authentication Header（AH）、封装安全载荷协议Encapsulating Security Payload（ESP）、密钥管理协议Internet Key Exchange （IKE）和用于网络认证及加密的一些算法等，IPSEC对IP层以上的协议是完全透明的，只是对IP进行加密，对数据无法加密，通俗的说是 两个人发送信息使用IPSCE 别人是不可能第三方是不可能进行拦截的因为IPSCE的不可否认性，和反重播性，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、重新传输回目的地址。
用于保障ip通信数据安全的ipsec协议,是属于网络协议中的什么安全协议
互联网安全协议（英语：Internet Protocol Security，缩写为IPsec），是一个协议包，通过对IP协议的分组进行加密和认证来保护IP协议的网络传输协议族（一些相互关联的协议的集合）。其工作原理就是在发送端对数据进行加密，在接收端进行解密，从而实现信息的安全传输功能。
