VPN学习文档(经典).docx

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1、VPN设计、VPN产生背景 常见的WAN技术：（1） 专线Lesead line接入：E1、DDN、POS工作在物理层优点：带宽高、持续、易管理。我国WAN接入中非常主流的接入方式。缺点：贵、链路利用率底（2） 分组交换：FR工作在数据链路层优点：带宽高、多条PVC缺点：贵、少用（北美多用）（3）电路交换：PSTN、ISDN老技术优点：按需拨号连接、成本低（按时间算）缺点：带宽小、非持续、难配置管理（4）信元交换：ATM异步传输模式优点：分组长度固定（53字节），转发快、带宽大缺点：贵、少用早期用于局域网，如ATM交换机、ATM网卡等，现已被以太网技术替代。Internet 接入：优点：成本低

2、、带宽高、实现方式多缺点：安全性低 二、什么是VPN ?VPN （Virtual Private Network）是通过internet公共网络在局域网络之间或单点之间安全地 传递数据的技术。功能：虚拟出的企业内部专线 私网连通性：如，跨公网时在VPN网关打/去壳新IP头； 安全性远程局域分支机构网络 VPNGateway单个用户 ISPL_)Modems i总部网络三、VPN体系安全性：链路层加密J如，WAN：加密机（窃听攻击： PPTP、L2TP明文传输加密性V网络层加密如，IPSec应用层加密 如，SSL/TLS篡改攻击：校验和检测数据是否被修改 数据完整性/数据认证Hash算法中间人攻

3、击：身份认证/数字签名/不可否认性、重放攻击（重复发大量的报文）：序号SN四、VPN分类按平台分：软件VPN； Win OS的PPTP、L2PT硬件VPN；联想网御、ADT安达通、SANGFOR深信服、冰峰按协议分：国标；IPSec、GRE、PPTP、L2TP私有；MPLS/VPN （两端对等体网关设备要出自同一厂商）按保护层次分：物理层；E1、DDN、ISDN数据链路层；PPTP、L2TP、FR、VPLS、Trunk 线路网络层；IPSec、GRE、MPLS/VPNI.应用层；SSL/TLS按触发VPN方式分：J基于策略的VPN （创建流量策略，提交给VPN进程）；1基于路由的VPN （一条

4、细化路由将流量引入到VPN 口）五、VPN的应用场景:用户到用户VPN:总部E1SDH备粉VPN IIPSecIPSecGRE站点到站点LAN to LAN或L3L VPM 私有1iiTMHotel；I闹用专线连通性+VPN安全性）IIPSec VPN 概述、安全协议：数据包的封装形式 （一）IPSec VPN使用两种安全封装协议：ESP （Encapsulating Security Payload）封装安全有效负载，协议号 50 （0X32）；AH （Authentication Header）认证报头，协议号 51 （0X33）。（二）每种安全协议的工作模式：传输模式Transparen

5、t、隧道模式Tunnel1）传输模式 Transparent利用IPSec安全特性，不需要加新IP头。应用场景：私网连通性解决的情况下如：业务数据报文封装:2. 0原IP头上层协议数据Data原IP头（协议号51）AH上层协议数据Data数据认证/完整性：除可变字段（如TTL值）都被验证；无机密性；AH中的SN反重放攻击AH中有Hash散列值，供数据认证用原IP头（协议号50）ESP头上层协议数据DataESP尾ESP验证数据认证/完整*1数据加密提供数据完整性；机密性；ESP中的SN反重放攻击 ESP验证中Hash散列值，供数据认证用。2）隧道模式Tunnel 如：e已t 口已已:r acc

6、ess-list利用私网连通性+IPSec安全特性，需要加新IP头打壳。应用场景：私网连通性没解决，私网间需穿过公网安全通信业务数据报文封装:原IP头上层协议数据Data新IP头（协议号51）AH原IP头上层协议数据Data i新IP头（协议号50）ESP头原IP头上层协议数据DataESP尾ESP验证出处理:YN查路由?_ map中的ACL明文发出Y VY查IPSec SA封装密文发出查ISAKMP SAI 协商IPSec SA4 A协商ISAKMP SA收到报文：查看新IP头的目的IP是自己；协议号50/51,提交给VPN进程；数据完整性检测；去 ESP头/尾，解密数据得原始IP报文。二、

7、密钥管理：IKE （因特网密钥交换）、ISAKMP （因特网安全关联管理协议）DH密钥交换：1. 交互公钥盘接收AB公A私A弋gg一 公E私E公E公A2. 生成对称密钥公E+私A自己的私钥对方的公钥公混私ED瞭法D瞬法KdhKdh3.利用来安全传递对称密钥k已f+Kdh对称密钥k eyA加密算法解密算法V 密文 传递密S+Kdh对称密钥体制的密钥分发：使用非对称密钥体制来传递对称密钥。实际中只有1和2 即可达到目的。DH组：决定长度即算法种类（要使 ，DH组必须要同。）DH组长度算法种类1768bit直线型21024直线型3155椭圆型4185椭圆型51536直线型7163椭圆型142048直

8、线型153072直线型（一）IKE协议 组合：1. ISAKMP定义协议的Data结构，定义对等体身份认证的方法，创建并维护SA， 产生key，防重放攻击；2. 密钥确定协议 密钥的交换并创建一个共享的密钥（即DH组的功能） 协议报文封装：IP头（协议号17）UDP 头（500, 500）ISAKMP 头Data数据（两阶段SA的参数）（二）IKE协商过程：阶段I：管理连接的建立（一个双向的管理ISAKMP SA）任务和过程：为协议数据服务1 .协商安全策略SP、建立安全关联SAr加密算法Hash算法手工配置安全参数:身份认证的方法DH组、SA的生命周期（默认1天）2. DH交换，生成KDH；

9、生成许多key （分别用户加密、数据认证、身份认证）。3. 完成设备身份认证的配置。阶段II：数据连接的建立（两个单向的数据IPSec SA）任务和过程：为用户数据服务1 .定义感兴趣的流量（ACL、细化路由）2.协商安全策略SP、建立安全关联SA、协商SPI-安全封装协议ESP、AH加密算法 手工配置安全参数:Hash算法工作模式SA的生命周期(默认1小时)Outbound SA进行加密 Inbound SA进行解密3.生成许多key。(三) IKE的工作原理1) Pahse I的工作原理发起方1应答方r1. 主模式(Main Mode)建立一个new SA交互公钥和随机数Ci是ISAKMP

10、头部中的Cookie用于标识 SA,以便从SADE中迅速查找相应的S虹数据包开始加空先对方公钥解密，II)和散列 值：双方身份认证图：使用预共享密钥的IKE Phase I主模式 一包完成后双方进行一下计算：1. 使用对方公钥和本地私钥通过DH算法生成Kdh2. SKEYID=hash(身份认证的密钥，Ni|Nr)3. SKEYIDd=hashfunc(KDH, Ci|Cr)作为阶段 II 的材料4. SKEYIDa=hashfunc(KDH, Ci|Cr, SKEYIDd)用于数据完整性认证5. SKEYIDe=hashfunc(KDH, Ci|Cr, SKEYIDa)用于数据加密6. HA

11、SHi=hash(SKEYID,IDi, X|Y|Ci|Cr)7. HASHr=hash(SKEYID,IDr, X|Y|Ci|Cr)身份ID可以是IP地址、主机名、域名fqdn。状态变化：MM-NO-STATE： SP未协商，SA未建立；MM-SA-SETEUP： SP 协商，SA 建立；MM-KEY-EXCH： DH 交换，生成 KDH;MM-KEY-AUTH :对等体完成身份认证。主模式=2次加密+3次交换+4个状态+5个key+6个数据包+7步运算3次交换：交换SA、DH交换、身份ID交换。2.积极模式Aggressive （野蛮模式）速度提高，但安全性下降。发起方i应答方r里* JD

12、z数据包就开始携带身怆ID数据包开始加密图：IKE Phase I积极模式身份ID可以是IP地址、主机名、域名fqdn。状态变化：AG-NO-STATE： SP未协商，SA未建立；AG-INIT-EXCH： SP 协商，SA 建立；DH 交换，生成 KDH；AG-AUTH :对等体完成身份认证。积极模式=1次加密+3个状态+3个数据包+5个key+7步运算2） Pahse II的工作原理快速模式（Q uick Mode）发起方i应答方rCi心扯N函吨坐理*身迫1out b oundft 据加密inboundfc据解密图：IKE Phase II快速模式用于数据认证，在于增加材料的复杂性。SFI

13、不同，每一方至少产生了4个 key用于加/解密、数据认证hash（SKEYIDd，SPI，安全协议，Ni2|Nr2），由于 不同，产生的密钥也不同。（对于发起方个加密个数据认证个加密个数据认证，应答 方同）状态变化：QM-IDLE:开始阶段II,完成了阶段I。快速模式=1个状态+1个模式+2个SA+3个数据包+4个key三元组索引（IP地址，SPI，安全协议）SPI （Security Parameters Index）安全参数索引：第二阶段一边从SADB中迅速查找SA。 由接收方分配，在ESP头中，故ESP头不加密只认证。（四）IPSec VPN配置步骤：1. 解决网关连通性；2. 配置阶段

14、I的SP （加密算法、Hash算法、身份认证方法、DH组、SA生命周期）;3. 完成身份认证的配值（预共享密钥Preshred Key、对方身份ID，申请数字证书）；4. 定义感兴趣流量（ACL或细化路由）；5. 配置阶段II的SP （安全协议、加密算法、Hash算法、工作模式、SA生命周期）；6. 建立加蜜图：绑定以上所有策略；7. 应用加密图至接口；测试IPSec VPN的连通性、吞吐量。三、密钥：数据加密、数据完整性（数据认证）、身份认证（数字签名，不可否认）r对称密钥分类.非对称密钥（公钥/私钥）（一）对称密钥 数据加密：明文明文八加密算法解密密文密文+key 数据完整性、数据认证：双

15、方key要相同明文+k衣明文+keyHmIi 算法Hash4 密文牛散列值一顽1散列值，先解密再认证（有DDOS攻击）密文+k衣密文+keyHmIi 算法Hash4 密文牛散列值一舫雇散列值，先认证再解密、Hash对设备压力小 对等体身份认证：ID+key【加密箪法解密，ID密文薇密文+赤丫ID+keyID+keyHasli 算法Hash、ID散列值一丽循散列值，预共享密钥认证pre-shared key数据完整性检测：1. 使用Hash函数完成；2. Hash函数| 一种运算法则：md5，SHA安全Hash标准，SHA-1 （增强版）一个 keyl4. Hash函数特点不可逆相同输入，相同输

16、出-可变长度输入，固定长度输出 md5 128bitSHA 160bit5. Hash函数分类:一般Hash函数（没有密钥参与） 得出散列值1密钥Hash函数（有密钥参与）得出HMAC哈希消息认证码（二）非对称密钥先双方交互公钥：盘接收AB公A私A 一g一削耘E公Ei公A（ 数据加密：密文+公E明文加密算法解密4 传输 十 密文密文+私EI 随机数Ma密文+私A 密文RSA-enc加密随机数A认证了 E安全性：要保证公A分给了可信方E四、算法,块密码：每64bit如DES数据加密标准，3DESAES增强加密标准对称密码体制I流密码：每字符如RC4，RC6密码体制*、非对称密码体制 如RSA，D

17、H，ECC，DSA对称密码体制：优：算法简单、速度快；缺：安全性低、密钥分发难；I带外分发：有第三方参与密钥分发方式I带内分发：对等体双方设备参与应用：加密大数据。非对称密钥体制：优：公钥窃取后也无法破解、算法复杂、安全性高；缺：速度慢、中间人欺骗；预共享密钥认证pre-shared key （常用）身份认证的方法： RSA签名（少用）加密随机书RSA-encryption （不用）应用：加密小数据。国际算法私有算法：如国密办SCB-2,国外设备不支持，提高安全性五、身份认证,设备身份认证/对等体身份认证分类*用户身分认证/XAuth扩展认证：对移动出差用户，在设备认证的基础上在进行用户认证，

18、增加安全性；认证方法有用户名、密码认证，随机短信认证，AAA认证等PC远程接入VPN一、工作原理PC上要有厂商的私有VPN软件，如Cisco的ezVPN。该软件的功能：1. IKE协商阶段I和阶段II的功能；2. 获得总部分配的IP（总部分配IP是为了避免远程接入PC与总部内网IP重用，导致总 部不能正确回包）；3. 创建虚拟逻辑网卡，接受分配的IP，可用ipconfig /all查看。4. 支持用户身份认证XAuth；基于路由的VPN： PC机上有逻辑和物理2块网卡，总部向PC下发ACL时，转换成路由下一条为逻 辑网卡，引入到VPN进程（缺省ACL转换成8个0的路由，所有流量引入VPN进程，

19、原默认路由失效）， 故也可以直接写路由引入到VPN进程。在PC上route print查看由下发ACL下发的路由引入到VPN进程口；在PC上ipconfig /all查看PC两个网卡:物理网卡地址和分发的逻辑网卡。示意图:物理网卡出口逻辑网卡出口IP:192.168.10.100/24二、ezVPN （简易 VPN）一）协商过程：阶段1（积极模式）：软件自带默认的SP身份认证：ezvpn 组名一pre-share key （身份 ID 是 fqdn/hostname）第个5、6包已经开始加密 阶段1.5 :；用户身份认证XAuth （数据被加密）I.下发IP地址、ACL控制PC的VPN进程，默

20、认per ip any any阶段II ：软件自带默认的SP二）配置ezVPN服务器：1. 解决PC和网关的连通性；2. 配置阶段I的SP；3. 阶段1.5的配置： 设备身份认证的配置：为PC创建ezVPN组名（key、地址池、dns、域名、ACL） 用户身份认证XAuth的配置：用户数据库、认证方法（认证列表、授权列表）4. 配置阶段II的SP： IpSec变换集配置；5. 建立加密图： 创建动态map； 静态map绑定以上所有策略；6. 将静态map应用到接口。三）cisco vpn client 配置：安装ezVPN客户端软件；peer:192.168.10.1 指定对端协商 IP；gr

21、oupname:myezvpn设备身份认证；password:cisco1234在对话框输入用户名cisco密码cisco 用户身份认证。三、ezVPN应用路由器作为客户端使用ezVPN建立L2L VPN,下面多个PC可建立VPN。运行模式：一）Client客户模式路由器上loopback 口出现总部下发一个内部私网IP地址，下面的PC在loopback 口做NAT建立VPN访问内网，而原有的口做NAT访问公网。二）network-extension 网络扩展模式总部不下发内部私网IP地址，路由器用原来的IP，故下面的PC不能做NAT。类似与L2L VPN。三）network-plus网络加模

22、式总部不下发内部私网IP地址，下面的PC不能做NAT。PPTP、L2TP VPN一、定义PPTP点对点隧道协议、L2TP二层隧道协议：PPP协议的扩展；微软开发，现已经公有 化。二、特性 压缩：使用MPPC微软点对点隧道协议； 加密：使用MPPE协议； 用户认证XAuth：PAP 口令认证协议/CHAP挑战握手认证协议 EAP可扩展认证协议微软私有MS-CHAP V1/V2协议 多协议支持：为PPP协议的扩展，能分装IP、IPX数据（HDLC只能分装IP，PPP 能分装IP、IPX）； 用NCP网络控制协议给PC动态分配IP （逻辑网卡上）。三、PPTP（一）组件 PAC： Windows P

23、C PPP网络服务器PNS（二）建立过程控制连接的建立：呼叫管理和控制。使用TCP，目标端口号1723IP头TCP头（目标端口号1723）PPTP 头Data 数据连接的建立:LCP完成PPP会话认证NCPIP头GRE增强头PPP头Data 基于二层协议PPP传送数据:IP头GRE增强头PPP头DataIP头ICMP 头Data四、L2TP（一）组件 本地接入客户端LAC 本地网络服务器LNS（二）建立过程 控制连接的建立： 使用UDP，目标端口号1701IP头UDP头（目标端口号1701）L2TP 头Data 数据连接的建立:IP头UDP头（目标端口号1701）L2TP 头PPP头Data

24、基于二层协议PPP传送数据:IP头UDP头（目标端口号1701）L2TP 头PPP头DataIP头上层协议头Data五、L2TP、PPTP 结合 IPSecPPTP、L2TP封装数据是以明文传输，为提高安全性，与IPSec结合。 采用IPSec的传输模式封装。先协商IPSec，再协商PPTP/L2TP。GRE一、引入1）需求：解决私网连通性、安全性单播GRE、IPSec、PPTP、L2TP协议数据，如OSPF、RIP组播/广播GRE多协议支持：IP、IPXGRE、PPTP、L2TP（使用 ppp，能封装IPX）GRE在解决私网连通的基础上，能封装组播、广播等协议数据，多协议支持。2）IPSec

25、 与 GRE 比较IPSec处理单播数据IP报文安全性GRE处理单播、组播、广播数据IP、IPX报文缺乏安全性二、定义GRE通用路由封装协议。协议号47 （0X2F）注意：Cisco路由器支持GRE，但防火墙不支持。三、数据封装格式新IP头（协议号47）GRE头原IP/IPX头上层协议头Data明文传输：无加密、无数据完整性检测；隧道密钥认证（明文，安全性不高）、SN反重放攻击。四、配置步骤1. 创建GRE接口（通过GRE接口的数据都被GRE封装处理） 手工指定新原目IP：点对点GRE 动态学习新原目IP：点对多点GRE2. GRE是基于路由的VPN，细化路由将数据引入到tunnel 口 静态

26、路由 动态路由协议学习路由3. 步骤2使用静态路由引入时，GRE隧道保活：每隔10秒发一个保活包，连续3次 没 有回包就说明对方已经down，本地静态路由条目清除，不再向对方发数据包。五、GRE的应用（一）GRE单播通信（二）OSPF Over GRE（GRE 封装 OSPF）新IP头（协议号47）GRE头原IPOSPF 头DataOSPF通过Tunnel 口形成邻居时：两端unnel 口要在同一网络中。（三）替代虚链路（四）IPX Over GRE六、GRE结合IPSecGRE封装数据是以明文传输，为提高安全性，与IPSec结合。tuimelO96. 112U92. 168. 1.0/24

27、95. 11295. 112,U92. 168. 2. 0/24 jI 192.（一）GRE Over IPSec（IPSec 封装 GRE）168. 1. 0/247168. 1. 0/24tunnel I112tunnel I112I 192. 168. 2.（1.0 到 2.0 或 1.0 到 224.0.0.5）数据到 tunnel 口被 GRE 封装新 IP 头（96.112 到 95.112）， 路由到VPN网关被IPSec感兴趣流量map （96.112到95.112）捕获，再被IPSec封装。采用IPSec的，传输模式封装。新IP头ESP头GRE头原IP头上层协议头DataES

28、P尾ESP认证（二）协议数据做GRE、业务数据只做IPSec。新IP头GRE头原IPOSPF 头Data（1.0到224.0.0.5）路由协议数据通过tunnel 口做GRE；(1.0至U 2.0)业务数据在tunnel 口被IPSec的map匹配，做IPSec。新IP头ESP头原IP头上层协议头DataESP尾ESP认证采用IPSec隧道模式封装。分支间通信、绕总部通信专线：靠路由；VPN： GRE+路由协议(ospf接口类型改成点对多点);IPSec:定义MAP下一跳指为总部。二、分支间直接通信1) 固定IP VPN： setpeer地址为对方分支；2) 分支动态IP VPN： DMVPN

29、动态多点VPN点对多点GRE+Cisco NHRP协议或华三VPN网关地址管理器VAM+ospf接口为广播型NHRP协议：总部NHRP表存在每个分支的Tunnel 口和IP的映射关系(Tunne源为本 出口，Tunne目标为对方Tunnel 口动态IP ) 国内厂商解决方案：如SinFor主机名i 动态公网IPbluefok 3号2号和3号通信：w闩十口已已r ?!就会向server送请求3号对应的动态公网IFIPSec高级属性、多厂商环境、网关部署/路由部署、旁挂部署三、对等体管理问题：对方网关挂了，本路由器还是按合同发包，浪费了处理资源。解决： Cisco IKE keeplive报文：每

30、隔10秒发一个保活包，连续3次 没有回包就说明对 方已经down，本地合同清除，不再向对方发数据包。 国际标准DPD死亡对等体检测：当匹配感兴趣流量时向对方发检测报文，连续3 次没有回包，就不封装处理；若有回应包，才封装处理。（按需、主动） 四、主备负载设计1）主被设计按先后协商：当前一个DFD发现对方网关dcom了，协商后一个.2）负载设计192. 168.4. 01.2.50 个分支 set peer 96.112,另 50 个分支 set peer 95.112。 网关轮流映射：2号映射96.1123号映射95.1123.4.VPN集中器DMVPN的路由4号映射96.112VPN与NAT

31、部署网络地址转换NAT用于将私有网络连接到公共网络如Internet。NAT要发挥作用，不仅 要转换IP地址，可能还需要修改TCP原、目端口号修改IP、TCP报头校验和。一、VPN与NAT运行在同一设备基于策略ACL的VPN流量到达网关设备时，是做VPN（map匹配）还是做NAT（ACL控制）？将流量分离！1.路由器做网关：NAT匹配流量时，拒绝deny掉做VPN的流量；access-list 102 deny ip 192.168.20.0 0.0.0.255 192.168.10.0 0.0.0.255 先拒绝做 VPN 的流量access-list 102 permit ip 192.1

32、68.20.0 0.0.0.255 anyip nat inside source list 102 interface Ethernet0/3 overloadaccess-list 101 permit ip 192.168.20.0 0.0.0.255 192.168.10.0 0.0.0.255crypto map bluefox 10 ipsec-isakmpmatch address 101 2.防火墙做网关：ACL控制不做VPN的流量access-list no-vpn permit ip 192.168.20.0 0.0.0.255 192.168.10.0 0.0.0.255

33、nat（inside） 0 access-list no-vpn 基于路由的VPN： VPN与NAT无冲突。二、IPSec VPN 穿越 NAT1）VPN在阶段I、阶段II的协议数据协商与VPN/PAT兼容，无冲突；2）对于用户数据：传输模式下a. AH封装。PAT/NAT改变原IP头部，而AH对整个报文认证，导致认证不成功。b. ESP封装。PAT/NAT改变原IP分组，校验和通不过；TCP/UDP头被加密，PAT端 口号不可转换。隧道模式下a. AH封装。PAT/NAT改变新IP头部，而AH对整个报文认证，导致认证不成功。b. ESP封装。NAT改变新IP分组，原IP分组无影响。TCP/U

34、DP头被加密，PAT端 口号不可转换。总之，隧道模式ESP封装下可以结合IPSec和执行1： 1的地址转换NAT。3)解决隧道模式ESP封装下IPSec和PAT的冲突问题在VPN对等体双方对数据添加传输层头部，使做PAT端口号可转换。a.思科方案：(原端口号10000，目标端口号10000)。要求两网关都是cisco设备;b.国标方案NAT跨越NAT-T：(UDP原端口号4500，目标端口号4500)UDP发起方i应答方r开销小，不需建立三次握手的连接。图：MAT-T的IKE Phase I交换新IP头 UDP (4500，4500)ESP头 原IP头 上层协议数据 Data ESP尾 ESP

35、验证4) NAT跨越NAT-T的工作过程1. 对等体双方通告自己是否支持NAT-T (携带特殊标识VID)；2. 检测双方是否存在PAT设备：双方发送包含IP地址和端口的散列值NAT-D，如果双方 计算得到的散列值相同，贝感明它们之间没有PAT设备；如果散列值不同，说明地址 或端口被转换，则它们之间有PAT设备。只需发送两个NAT-D： 一个用于源地址和端口，一 个用于目标地址和端口。3. 确定使用NAT-T。中间穿过防火墙时： ACL 放通 UDP(500,500)和 UDP(4500,4500)的流量; 写两条静态PAR映射内部VPN网关服务器。5） NAT keeplive 存活消息大多

36、数NAT设备经过一段空闲时间后会停止转换，使PAT转换表被清除，这样总部就 不能随时主动访问分部。为避免这种情况发生，对等体之间发送NAT存活消息：IP头UDP(4500,4500 )上层协议头数据三、其他VPN与NAT/PAT的兼容性1）PPTP与NAT/PAT的兼容性：无冲突控制连接TCP1723；数据连接：GRE头中的SN字段做PAT端口转换2）L2TP与NAT/PAT的兼容性：无冲突控制连接、数据连接UDP1701；3）GRE与NAT/PAT的兼容性：无冲突GRE头中的SN字段做PAT端口转换4）SSL VPN与NAT/PAT的兼容性：无冲突PKI公钥基础结构一、定义针对网络信息安全，

37、作为第三方通过发放和维护数字证书，用户通过申请的数字证书来 完成身份认证、电子商务行为的不可抵赖性，以解决通信双方的信任关系，建立相互信任的 网络。二、PKI基本组件1）认证中心CA （证书授权）：证书的颁发机构CA的指责：颁发证书、维护证书、创建CRL表。2）RA注册机构可有可无，功能由CA委托。可维护证书，但不能颁发证书。3）数字证书表示一个用户设备的身份。格式X.509v3版本。内容为设备身份信息、CA的签名、设备公钥。4）最终用户：可以是PC、路由器、交换机、防火墙、VPN网关等需要证书的。5）简单证书注册enrollment协议SCEP是CA与最终用户之间的协议。协议基于HTTP（被

38、HTTP封装，TCP80）。服务器要指定URL 地址。6）在线证书状态协议OCSP工作过程：用户从另一个对等体收到一个证书，发送证书给CA服务器/CR，在线图：使用数字签名RSA-Sig的LKE Phase I交换集中式检测证书的合法性。协议基于 HTTP。7） 证书撤消revocation列表CRL。包含证书的合法性，自动更新。工作过程：用户从服务器下载 CRL表，当用户从另一个对等体收 到一个证书，本地检测证书的合法 性。（缺点：要更新、占用存储资源、 占用CPU利用率）三、设备申请证书的过程：1）设备先获得CA的证书（自己颁 发、上级颁发：独立根CA或独 立从属CA）内容：CA的身份信息

39、、CA的 签名、CA的公钥2）设备以PKCS#10格式通过SCEP协议发送自己身份信息给CA身份信息内容：主机名、域名、公钥、挑战码（CA分配、仅一次使用，可选）3）CA检验挑战码，为设备产生证书内容：身份信息、序列号、CA的签名、CRL、有效时间（设备要与CA时间同步）、 下发证书的CA名。4）CA使用用户设备公钥加密X.509v3得到密文格式PKCS#7，通过SCEP发送证书给设 备5）设备使用私钥解密得到X.509v3，检验是否为CA颁发，保存证书。四、使用证书认证（RSA签名）建立IPSec（一）一包完成后双方进行一下计算：8. 使用对方公钥和本地私钥通过DH算法生成Kdh9. SKE

40、YID=hash（身份认证的密钥，NilNr）10. SKEYIDd=hashfunc（KDH，CilCr）作为阶段 II 的材料11. SKEYIDa=hashfunc（KDH，CilCr，SKEYIDd）用于数据完整性认证12. SKEYIDe=hashfunc（KDH，CilCr，SKEYIDa）用于数据加密13. HASHi=hash（SKEYID,IDi，XYCiCr）14. HASHr=hash（SKEYID,IDr，XYCiCr）15. i 的签名：SIGi=HASHi+i 私钥16. i 的签名：SIGr=HASHr+r 私钥17. 解密对方签名，并使用对方公钥解密，再比较散列

41、值。双重认证： 第5个包先用对方公钥解密数据包，再验证对方证书CERT的合法性 解密签名SiG，再比较散列值（而预共享认证只比较散列值！） 对于积极模式材料全部带过去。（二）应用IPSec中利用PKI的数字签名认证方法在移动用户接入、大型网络中常用。CA服务器的部署：a. 放在公网b. 放在总部内网（PAR映射到公网TCP80）c. 放在VPN网关，即做VPN网关又做CA服务器SSL/TLS VPN、各种远程接入VPN对比种类IPSecPPTPL2TPPPTPOverIPSecL2TPOverIPSecSSL/TLS VPN需客户端软件V集成OS集成OS集成OS集成OS可选机密性DES/3DE

42、S/AESMPPEMPPEDES/3DES/AESDES/3DES/AESDES/3DES/AES、RC4/RC6发展趋势VV二、SSL/TLS的发展历史1. 1990 年 netsacpe SSLvl2. 1995 年SSLv33. 2003 年SSLv3.1=TLS早期的应用：HTTPS协议基于SSL的HTTP，即HTTP的加密形式。如网银；基于SSL的电子邮件。三、SSL/TLS VPN 定义SSL/TLS VPN通过Web浏览器或专用客户端与企业内部的私网连接。四、SSL/TLS协议套接层协议：SSL/TLS协议位于传输层与应用层之间。|应用层|HTTP,握手协议HTTPS|套接层SSL/TLS记录协议I传输层|TCP 443网络层ipHTTPS是SSL封装HTTP。SSL保护了应用层数据，故SSL VPN是应用层VPN，不存 在NAT-T的问题。握手协议（类似与IKE协议）：握手子协议、密钥交换、应用层数据协议、警告作用：协商加密算法、Hash算法、生成key、身份认证，建立和恢复SSL会话，会话ID区分每个会话。 记录协议（类似与ESP/AH）：分片、重组、压缩、加密、计算HMAC认证，封装 协议，为业务数据服务。五、SSL/TLS VPN 分类（一）Web VPN/无客户端模式只需web浏览器即可，数据包TCP端口号443，只能保护HTTP流量，即