思博网络 发表于 2022-2-8 16:17:37

【SPOTO思博网络】【网工入门基础】VPN——IPSec VPN

【SPOTO思博网络】【网工入门基础】VPN——IPSec VPNIPSec VPN是啥
IPSec(Internet Protocol Security):

是一组基于网络层的,应用密码学的安全通信协议族。IPSec不是具体指哪个协议,而是一个开放的协议簇。

IPSec协议的设计目标:

是在IPV4和IPV6环境中为网络层流量提供灵活的安全服务。

IPSec VPN:

是基于IPSec协议族构建的在IP层实现的安全虚拟专用网。通过在数据包中插入一个预定义头部的方式,来保障OSI上层协议数据的安全,主要用于保护TCP、UDP、ICMP和隧道的IP数据包。

IPsec协议簇安全体系框架


IPSEC协议簇


ipsec的工作模式

01 传输模式

主要用于主机和主机之间端到端通信的数据保护。

封装方式:不改变原有的IP包头,在原数据包头后面插入IPSec包头,只封装数据部分。

file:///C:/Users/SPOTO/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps5DD3.tmp.jpg02 隧道模式

主要用于私网与私网之间通过公网进行通信,建立安全VPN通道。

封装方式:增加新的IP(外网IP)头,其后是ipsec包头,之后再将原来的整个数据包封装。
file:///C:/Users/SPOTO/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps5DD4.tmp.jpg

file:///C:/Users/SPOTO/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps5DD5.tmp.jpg

IPsec通信协议
01 AH协议(Authentication Header,认证报头)

AH不提供任何保密性服务,它不加密所保护的数据包。不论是传输模式还是隧道模式下,AH提供对数据包的保护时,它保护的是整个IP数据包(易变的字段除外,如IP头中的TTL和TOS字段)

file:///C:/Users/SPOTO/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps5DD6.tmp.jpg传输模式下的封装:


隧道模式下封装:

file:///C:/Users/SPOTO/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps5DD7.tmp.jpg

02 ESP协议

ESP通常使用DES、3DES、AES等加密算法实现数据加密,使用MD5或SHA1来实现数据完整性认证。

保密服务通过使用密码算法加密 IP 数据包的相关部分来实现。数据流保密由隧道模式下的保密服务提供。

file:///C:/Users/SPOTO/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps5DD8.tmp.jpg
传输模式下封装:

file:///C:/Users/SPOTO/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps5DD9.tmp.jpg
隧道模式下封装:
file:///C:/Users/SPOTO/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps5DDA.tmp.jpg

file:///C:/Users/SPOTO/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps5DEA.tmp.jpg

IPSecvpn建立
安全联盟SA:

SA(Security Association)是通信对等体间对某些要素的约定 ,通信的双方符合SA约定的内容,就可以建立SA。SA由三元组来唯一标识,包括安全参数索引、目的IP地址、安全协议号

IPSec的安全联盟可以通过手工配置的方式建立。也可以使用IKE(Internet Key Exchange)自动进行安全联盟建立与密钥交换的过程


file:///C:/Users/SPOTO/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps5DEB.tmp.jpg

IKE
IKE第一阶段内容:

通信各方彼此间建立了一个已通过身份验证和安全保护的通道,用于传输第二阶段的对称密钥,此阶段的交换生成了一个ISAKMP SA(也可称为IKE SA)
IKE第一阶段建立有两种模式:

1、主模式协商(慢,严谨 只能使用IP地址)建议同一个厂商用主模式,用了6个包。

建立过程:

file:///C:/Users/SPOTO/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps5DEC.tmp.jpg   
野蛮模式(Aggressive)协商

快,不严谨,可以使用用户名等,建议不同一个厂商用野蛮模式协商。

野蛮模式下有三个交互包:

1、第一个交互包发起方建议SA,发起DH交换2、第二个交互包接收方接受SA   3、第三个交互包发起方认证接受方   

建立过程:

file:///C:/Users/SPOTO/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps5DED.tmp.jpg
两种模式对比:

file:///C:/Users/SPOTO/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps5DEE.tmp.jpg
IKE第二阶段内容:

双方协商IPSec安全参数,称为变换集transform set ,建立一个供数据传输的安全通道 。此阶段的交换生成了IPsec SA

transform set包括:



Ipsec数据传递图:

file:///C:/Users/SPOTO/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps5DEF.tmp.jpg

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