信息安全原理與技術(shù)ch07網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議課件

1、2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議1信息安全原理與技術(shù)信息安全原理與技術(shù)郭亞軍 宋建華 李莉2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議2第第7章章 網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議 主要知識點(diǎn)：主要知識點(diǎn)： -簡單的安全認(rèn)證協(xié)議簡單的安全認(rèn)證協(xié)議 - Kerberos協(xié)議協(xié)議 - SSL協(xié)議協(xié)議 - IPSec協(xié)議協(xié)議 - PGP 2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議3網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議按照其完成的功能可以分為:（1）密鑰交換協(xié)議密鑰交換協(xié)議 :一般情況下是在參與協(xié)議的兩個(gè)或者多個(gè)實(shí)體之間建立共享的秘密，通常用于建立在一次通信中所使用的會(huì)話

2、密鑰。 （2）認(rèn)證協(xié)議認(rèn)證協(xié)議:認(rèn)證協(xié)議中包括實(shí)體認(rèn)證（身份認(rèn)證）協(xié)議、消息認(rèn)證協(xié)議、數(shù)據(jù)源認(rèn)證和數(shù)據(jù)目的認(rèn)證協(xié)議等，用來防止假冒、篡改、否認(rèn)等攻擊。 （3）認(rèn)證和密鑰交換協(xié)議認(rèn)證和密鑰交換協(xié)議 ：這類協(xié)議將認(rèn)證和密鑰交換協(xié)議結(jié)合在一起，是網(wǎng)絡(luò)通信中最普遍應(yīng)用的安全協(xié)議。該類協(xié)議首先對通信實(shí)體的身份進(jìn)行認(rèn)證，如果認(rèn)證成功，進(jìn)一步進(jìn)行密鑰交換，以建立通信中的工作密鑰，也叫密鑰確認(rèn)協(xié)議。 2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議4 網(wǎng)絡(luò)層的安全協(xié)議：網(wǎng)絡(luò)層的安全協(xié)議：IPSecIPSec 傳輸層的安全協(xié)議：傳輸層的安全協(xié)議：SSL/TLSSSL/TLS 應(yīng)用層的安全協(xié)議應(yīng)用層的安全

3、協(xié)議： SHTTPSHTTP（Web安全協(xié)議） PGPPGP(電子郵件安全協(xié)議) S/MIMES/MIME(電子郵件安全協(xié)議) MOSSMOSS(電子郵件安全協(xié)議) PEMPEM(電子郵件安全協(xié)議) SSHSSH（遠(yuǎn)程登錄安全協(xié)議） Kerberos Kerberos(網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證協(xié)議)等。 常見的網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議常見的網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議57.17.1簡單的安全認(rèn)證協(xié)議簡單的安全認(rèn)證協(xié)議 Needham-Schroeder Needham-Schroeder 認(rèn)證協(xié)議認(rèn)證協(xié)議 是最為著名的早期的認(rèn)證協(xié)議，許多廣泛使用的認(rèn)證協(xié)議都是以Needham-Sc

4、hroeder協(xié)議為基礎(chǔ)而設(shè)計(jì)的。 Otway-ReesOtway-Rees協(xié)議協(xié)議 Otway-Rees協(xié)議的主要功能是完成身份的雙向認(rèn)證，使用對稱密碼。 2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議67.1.1 7.1.1 Needham-Schroeder Needham-Schroeder 認(rèn)證協(xié)議認(rèn)證協(xié)議 Needham-Schroder協(xié)議的目的是使得通訊雙方能夠互相證實(shí)對方的身份并且為后續(xù)的加密通訊建立一個(gè)會(huì)話密鑰(session key)。 協(xié)議涉及三個(gè)主體：A和B，以及A，B信賴的可信第三方，也叫認(rèn)證服務(wù)器(authentication server)S。2022

5、-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議7 Needham和Schroeder于1978年提出的基于共享密基于共享密鑰體系的協(xié)議過程：鑰體系的協(xié)議過程： 圖7.1 Needham-Schroeder認(rèn)證過程 其中，Kas是A與S之間的共享密鑰，Kbs是B與S之間的共享密鑰。Kab 是認(rèn)證服務(wù)器臨時(shí)生成的密鑰，用于A、B雙方認(rèn)證之后的加密通訊，稱為會(huì)話密鑰。Na和Nb分別是A和B生成的隨機(jī)量(nonce)。 ABS13452(1) A S：A,B,Na(2)S A：Na, B,Kab,Kab, AKbsKas(3) A B：Kab,AKbs(4) B A：NbKab(5) A B：Nb-

6、1Kab2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議8 Needhaul-Scllroeder Needhaul-Scllroeder共享密鑰協(xié)議的漏洞共享密鑰協(xié)議的漏洞 假定有攻擊者H記錄下A與B之間執(zhí)行Needham-Schroeder 共享密鑰協(xié)議的一輪消息，并且進(jìn)而破獲了其會(huì)話密鑰Kab （如經(jīng)過蠻力攻擊等），攻擊者可以在第3步冒充A利用舊的會(huì)話密鑰欺騙B。在這個(gè)攻擊中，攻擊者H首先向B發(fā)送一個(gè)他記錄的從A發(fā)出的舊消息，此消息用于向B表明是A在與B通訊并且Kab是會(huì)話密鑰。B無法知道這是不是一個(gè)A發(fā)送的正常通訊請求，也不記得他過去曾經(jīng)用過Kab作為會(huì)話密鑰。遵循協(xié)議，B將向

7、A發(fā)送一個(gè)加密的新隨機(jī)量作為挑戰(zhàn)。H截獲之，并用Kab 解密得到此隨機(jī)量，然后向B返回一個(gè)響應(yīng)消息，使得B相信他正在用會(huì)話密鑰 Kab與A通訊，而實(shí)際上A根本沒有參加這一輪協(xié)議的運(yùn)行。除非B記住所有以前使用的與A通信的會(huì)話密鑰，否則B無法判斷這是一個(gè)重放攻擊，攻擊者由此可以隨意冒充A與B進(jìn)行通訊了! 2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議9 Denning協(xié)議協(xié)議使用時(shí)間戳修正了這個(gè)漏洞，改進(jìn)的協(xié)議如下： 其中T表示時(shí)間戳。T記錄了認(rèn)證服務(wù)器S發(fā)送消息(2)時(shí)的時(shí)間，A、B根據(jù)時(shí)間戳驗(yàn)證消息的“新鮮性”，從而避免了重放攻擊。 (1) A S：A,B( 2 ) S A： B ,

8、 K a b , T ,K a b , A,TKbsKas(3) A B：Kab,A,TKbs(4) B A：NbKab(5) A B：Nb-1Kab2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議107.1.2 7.1.2 Otway-ReesOtway-Rees協(xié)議協(xié)議 圖7.2 Otway-Rees認(rèn)證過程 標(biāo)號1表示A產(chǎn)生一消息，包括用和S共享的密鑰Kas加密的一個(gè)索引號R、A的名字、B的名字和一隨機(jī)數(shù)Ra。 標(biāo)號2表示B用A消息中的加密部分構(gòu)造一條新消息。包括用和S共享的密鑰Kbs加密的一個(gè)索引號R、A的名字、B的名字和一新隨機(jī)數(shù)Rb。ABS12342022-3-6信息安全原

9、理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議11 標(biāo)號3表示S檢查兩個(gè)加密部分中的索引號R是否相同，如果相同，就認(rèn)為從B來的消息是有效的。S產(chǎn)生一個(gè)會(huì)話密鑰Ks用Kb和Ka分別加密后傳送給B，每條消息都包含S接收到的隨機(jī)數(shù)。 標(biāo)號4表示B把用A的密鑰加密的消息連同索引號R一起傳給A。2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議127.2 7.2 KerberosKerberos協(xié)議協(xié)議 在一個(gè)開放的分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，用戶通過工作站訪問服務(wù)器上提供的服務(wù)時(shí)， 一方面，工作站無法可信地向網(wǎng)絡(luò)服務(wù)證實(shí)用戶的身份，可能存在著以下三種威脅： 用戶可能訪問某個(gè)特定工作站，并假裝成另一個(gè)用戶在操作工作站。 用

10、戶可能會(huì)更改工作站的網(wǎng)絡(luò)地址，使從這個(gè)已更改的工作站上發(fā)出的請求看似來自偽裝的工作站。 用戶可能竊聽他人的報(bào)文交換過程，并使用重放攻擊來獲得對一個(gè)服務(wù)器的訪問權(quán)或中斷服務(wù)器的運(yùn)行。 2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議13 另一方面，在開放的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，客戶也必須防止來自服務(wù)端的欺騙。 以自動(dòng)取款機(jī)ATM為例，如果存在欺騙，那么客戶將泄漏自己的帳戶信息。 如何使用一個(gè)集中的認(rèn)證服務(wù)器，提供用戶對服務(wù)器的認(rèn)證以及服務(wù)器對用戶的認(rèn)證，這就是Kerberos要解決的問題。 2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議147.2.1 7.2.1 KerberosKerb

11、eros概述概述 Kerberos是由美國麻省理工學(xué)院(MIT)提出的基于可信賴的第三方的認(rèn)證系統(tǒng)，它是基于Needham-Schroeder協(xié)議設(shè)計(jì)的，采用對稱密碼體制。 Kerberos一詞源自希臘神話，在希臘神話故事中，Kerberos是一種長有三個(gè)頭的狗，還有一個(gè)蛇形尾巴，是地獄之門的守衛(wèi)者。現(xiàn)代取Kerberos這個(gè)名字意指要有三個(gè)“頭”來守衛(wèi)網(wǎng)絡(luò)之門，這“三頭”包括： -認(rèn)證認(rèn)證(authentication) -清算清算(accounting) -審計(jì)審計(jì)(audit) 2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議15KerberosKerberos協(xié)議中的一些概念協(xié)

12、議中的一些概念 Principal(Principal(安全個(gè)體安全個(gè)體) ) 被鑒別的個(gè)體，有一個(gè)名字(name)和口令(password)。KDC(Key distribution centerKDC(Key distribution center，密鑰分配中心密鑰分配中心) 可信的第三方，即Kerberos服務(wù)器，提供ticket和臨時(shí)的會(huì)話密鑰。TicketTicket（訪問許可證）訪問許可證） 是一個(gè)記錄憑證，客戶可以用它來向服務(wù)器證明自己的身份，其中包括客戶的標(biāo)識、會(huì)話密鑰、時(shí)間戳，以及其他一些信息。Ticket中的大多數(shù)信息都被加密，密鑰為服務(wù)器的密鑰。2022-3-6信息安全原

13、理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議16AuthenticatorAuthenticator（認(rèn)證符）認(rèn)證符） 是另一個(gè)記錄憑證，其中包含一些最近產(chǎn)生的信息，產(chǎn)生這些信息需要用到客戶和服務(wù)器之間共享的會(huì)話密鑰。CredentialsCredentials（證書）證書） 由一個(gè)ticket加上一個(gè)秘密的會(huì)話密鑰組成。 2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議177.2.2 7.2.2 KerberosKerberos協(xié)議的工作過程協(xié)議的工作過程 KerberosKerberos基本思想基本思想 采用對稱密鑰體制對信息進(jìn)行加密，能正確對信息進(jìn)行解密的用戶就是合法用戶。用戶在對應(yīng)用服務(wù)器進(jìn)

14、行訪問之前，必須先從第三方（Kerberos 服務(wù)器）獲取該應(yīng)用服務(wù)器的訪問許可證（ticket）。 認(rèn)證服務(wù)器認(rèn)證服務(wù)器ASAS(Authentication Server) 許可證頒發(fā)服務(wù)器許可證頒發(fā)服務(wù)器TGSTGS(Ticket Granting Server)2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議187.2.2 7.2.2 KerberosKerberos協(xié)議的工作過程協(xié)議的工作過程 認(rèn)證服務(wù)器認(rèn)證服務(wù)器AS許可證頒發(fā)服務(wù)器許可證頒發(fā)服務(wù)器TGS用戶用戶C應(yīng)用服務(wù)應(yīng)用服務(wù)器器V圖7.3 Kerberos的認(rèn)證過程 2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全

15、協(xié)議19 用戶想要獲取訪問某一應(yīng)用服務(wù)器的許可證時(shí)，先以明文方式向認(rèn)證服務(wù)器AS發(fā)出請求，要求獲得訪問TGS的許可證。 AS以證書（credential）作為響應(yīng)，證書包括訪問TGS的許可證和用戶與TGS間的會(huì)話密鑰。會(huì)話密鑰以用戶的密鑰加密后傳輸。 用戶解密得到TGS的響應(yīng)，然后利用TGS的許可證向TGS申請應(yīng)用服務(wù)器的許可證，該申請包括TGS的許可證和一個(gè)帶有時(shí)間戳的認(rèn)證符（authenticator）。認(rèn)證符以用戶與TGS間的會(huì)話密鑰加密。 2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議20 TGS從許可證中取出會(huì)話密鑰、解密認(rèn)證符，驗(yàn)證認(rèn)證符中時(shí)間戳的有效性，從而確定用戶的請

16、求是否合法。TGS確認(rèn)用戶的合法性后，生成所要求的應(yīng)用服務(wù)器的許可證，許可證中含有新產(chǎn)生的用戶與應(yīng)用服務(wù)器之間的會(huì)話密鑰。TGS將應(yīng)用服務(wù)器的許可證和會(huì)話密鑰傳回到用戶。 用戶向應(yīng)用服務(wù)器提交應(yīng)用服務(wù)器的許可證和用戶新產(chǎn)生的帶時(shí)間戳的認(rèn)證符（認(rèn)證符以用戶與應(yīng)用服務(wù)器之間的會(huì)話密鑰加密）。 應(yīng)用服務(wù)器從許可證中取出會(huì)話密鑰、解密認(rèn)證符，取出時(shí)間戳并檢驗(yàn)有效性。然后向用戶返回一個(gè)帶時(shí)間戳的認(rèn)證符，該認(rèn)證符以用戶與應(yīng)用服務(wù)器之間的會(huì)話密鑰進(jìn)行加密。據(jù)此，用戶可以驗(yàn)證應(yīng)用服務(wù)器的合法性。 2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議21 KerberosKerberos的主要優(yōu)點(diǎn)：的主要優(yōu)

17、點(diǎn)： 通過對實(shí)體和服務(wù)的統(tǒng)一管理實(shí)現(xiàn)單一注冊，也就是說用戶通過在網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)地方的一次登錄就可以使用網(wǎng)絡(luò)上他可以獲得的所有資源。 KerberosKerberos存在的問題：存在的問題：Kerberos服務(wù)器的損壞將使得整個(gè)安全系統(tǒng)無法工作；AS在傳輸用戶與TGS間的會(huì)話密鑰時(shí)是以用戶密鑰加密的，而用戶密鑰是由用戶口令生成的，因此可能受到口令猜測的攻擊；Kerberos使用了時(shí)間戳，因此存在時(shí)間同步問題；要將Kerberos用于某一應(yīng)用系統(tǒng)，則該系統(tǒng)的客戶端和服務(wù)器端軟件都要作一定的修改。 2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議227.3 7.3 SSLSSL協(xié)議協(xié)議 SSL

18、SSL（安全套接字層，Secure Socket Layer）協(xié)議是網(wǎng)景（Netscape）公司提出的基于WEB應(yīng)用的安全協(xié)議，是一種用于傳輸層安全的協(xié)議。傳輸層安全協(xié)議的目的是為了保護(hù)傳輸層的安全，并在傳輸層上提供實(shí)現(xiàn)保密、認(rèn)證和完整性的方法。 SSL指定了一種在應(yīng)用程序協(xié)議(例如http、telnet、NNTP、FTP)和TCP/IP之間提供數(shù)據(jù)安全性分層的機(jī)制。它為TCP/IP連接提供數(shù)據(jù)加密、服務(wù)器認(rèn)證、消息完整性以及可選的客戶機(jī)認(rèn)證。 2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議237.3.1 7.3.1 SSLSSL協(xié)議概述協(xié)議概述 圖7.4 SSL的體系結(jié)構(gòu) SSL握

19、手協(xié)議SSL修改密文協(xié)議SSL告警協(xié)議HTTPSSL記錄協(xié)議TCPIP2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議24 SSL中有兩個(gè)重要概念： SSLSSL連接連接：連接是提供恰當(dāng)類型服務(wù)的傳輸。SSL連接是點(diǎn)對點(diǎn)的關(guān)系，每一個(gè)連接與一個(gè)會(huì)話相聯(lián)系。 SSLSSL會(huì)話：會(huì)話：SSL會(huì)話是客戶和服務(wù)器之間的關(guān)聯(lián)，會(huì)話通過握手協(xié)議(在SSL協(xié)議的高層)來創(chuàng)建。會(huì)話定義了加密安全參數(shù)的一個(gè)集合，該集合可以被多個(gè)連接所共享。會(huì)話可以用來避免為每個(gè)連接進(jìn)行昂貴的新安全參數(shù)的協(xié)商。 2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議257.3.2 7.3.2 SSLSSL記錄協(xié)議記錄協(xié)

20、議 SSL SSL從應(yīng)用層取得的數(shù)據(jù)需要重定格式（分片、可選的壓縮、應(yīng)用MAC、加密等）后才能傳給傳輸層進(jìn)行發(fā)送。同樣，當(dāng)SSL協(xié)議從傳輸層接收到數(shù)據(jù)后需要對其進(jìn)行解密等操作后才能交給上層的應(yīng)用層。這個(gè)工作是由SSL記錄協(xié)議完成的。 2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議26上層報(bào)文分片1分片2分片n壓縮(可選）加密增加MAC增加SSL記錄首部圖7.6 SSL記錄協(xié)議的發(fā)送方執(zhí)行的操作步驟2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議27 SSL記錄協(xié)議中發(fā)送方發(fā)送方執(zhí)行的操作步驟：從上層接受傳輸?shù)膽?yīng)用報(bào)文；分片：將數(shù)據(jù)分片成可管理的塊，每個(gè)上層報(bào)文被分成16KB或

21、更小的數(shù)據(jù)塊；進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮(可選)：壓縮是可選的，壓縮的前提是不能丟失信息，并且增加的內(nèi)容長度不能超過1024字節(jié)，缺省的壓縮算法為空；應(yīng)用MAC：加入信息認(rèn)證碼（MAC），這一步需要用到共享的密鑰；加密：利用IDEA、DES、3DES或其他加密算法對壓縮報(bào)文和MAC碼進(jìn)行數(shù)據(jù)加密；增加SSL首部：增加由內(nèi)容類型、主要版本、次要版本和壓縮長度組成的首部。將結(jié)果傳輸?shù)较聦印?2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議28 SSL記錄協(xié)議中接收方接收數(shù)據(jù)的工作過程從低層接受報(bào)文；解密； 用事先商定的MAC碼校驗(yàn)數(shù)據(jù)；如果是壓縮的數(shù)據(jù)，則解壓縮；重裝配數(shù)據(jù)；傳輸信息到上層。 2022-

22、3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議297.3.3 7.3.3 SSLSSL修改密文規(guī)約協(xié)議修改密文規(guī)約協(xié)議 SSL修改密文規(guī)約協(xié)議用來發(fā)送修改密文規(guī)約協(xié)議信息。任何時(shí)候客戶都能請求修改密碼參數(shù)，比如握手密鑰交換。在修改密文規(guī)約的通告發(fā)出以后，客戶方就發(fā)出一個(gè)握手密鑰交換信息（如果可得到的話），鑒定認(rèn)證信息，服務(wù)器則在處理了密鑰交換信息之后發(fā)送一個(gè)修改密文規(guī)約信息。此后，新的雙方約定的密鑰就將一直使用到下次提出修改密鑰規(guī)約請求為止。 2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議307.3.4 7.3.4 SSLSSL告警協(xié)議告警協(xié)議 SSL告警協(xié)議是用來將SSL有關(guān)的告警

23、傳送給對方實(shí)體的。和其他使用SSL的情況一樣，告警報(bào)文按照當(dāng)前狀態(tài)說明被壓縮和加密。 SSL告警協(xié)議的每個(gè)報(bào)文由兩個(gè)字節(jié)組成。第一個(gè)字節(jié)的值用來表明警告的的級別，第二個(gè)字節(jié)表示特定告警的代碼。如果在通信過程中某一方發(fā)現(xiàn)任何異常，就需要給對方發(fā)送一條警示消息通告。 警示消息有兩種:一種是 Fatal錯(cuò)誤,如傳遞數(shù)據(jù)過程中，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的MAC，雙方就需要立即中斷會(huì)話，同時(shí)消除自己緩沖區(qū)相應(yīng)的會(huì)話記錄；第二種是Warning消息，這種情況，通信雙方通常都只是記錄日志，而對通信過程不造成任何影響。 2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議317.3.5 7.3.5 SSLSSL握手協(xié)議握

24、手協(xié)議 一個(gè)SSL會(huì)話工作在不同的狀態(tài)，即會(huì)話狀態(tài)和連接狀態(tài)。 會(huì)話狀態(tài)會(huì)話狀態(tài)：會(huì)話標(biāo)識符對方的證書壓縮方法密文規(guī)約主密鑰可重新開始標(biāo)志 連接狀態(tài)連接狀態(tài)：服務(wù)器和客戶隨機(jī)數(shù)服務(wù)器寫MAC密鑰客戶寫MAC密鑰服務(wù)器寫密鑰客戶寫密鑰初始化向量序號2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議32 SSL握手協(xié)議用于鑒別初始化和傳輸密鑰，它使得服務(wù)器和客戶能相互鑒別對方的身份，并保護(hù)在SSL記錄中發(fā)送的數(shù)據(jù)。因此在傳輸任何應(yīng)用數(shù)據(jù)前，都必須使用握手協(xié)議。 2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議33圖7.7 SSL握手過程 SSL客戶端SSL服務(wù)器端發(fā)送”hello”消

25、息傳送數(shù)據(jù)回復(fù)”hello”消息,發(fā)出服務(wù)器證書,服務(wù)器密鑰交換信息,證書請求,服務(wù)器HELLO DONE發(fā)送證書,客戶密鑰交換信息,證書驗(yàn)證信息,結(jié)束發(fā)修改密文規(guī)約信息結(jié)束發(fā)修改密文規(guī)約信息傳送數(shù)據(jù)214352022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議34SSLSSL握手的詳細(xì)過程握手的詳細(xì)過程 第一步：客戶發(fā)出一個(gè)帶有客戶HELLO信息的連接請求。這信息包括：想要使用的SSL版本號。時(shí)間信息，以標(biāo)準(zhǔn)的UNIX32位格式標(biāo)識的現(xiàn)時(shí)和日期。會(huì)話標(biāo)識（可選），如果沒有指定的話，則服務(wù)器便重用上一次的會(huì)話標(biāo)識或返回一個(gè)錯(cuò)誤信息密文組（客戶方所支持的各種加密算法選項(xiàng)清單。包括認(rèn)證碼、密鑰

26、交換方法、加密和MAC算法）?？蛻舴剿С值膲嚎s算法。隨機(jī)數(shù)。2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議35SSL握手的詳細(xì)過程 第二步：服務(wù)器評估客戶方發(fā)來的HELLO信息中的各項(xiàng)參數(shù)，并且返回一個(gè)服務(wù)器方的HELLO信息，其中含有服務(wù)器選來用于SSL會(huì)話的各項(xiàng)參數(shù)（版本號、時(shí)間信息、以標(biāo)準(zhǔn)的UNIX32位格式標(biāo)識的現(xiàn)時(shí)和日期、會(huì)話標(biāo)識、密文組、壓縮方法、隨機(jī)數(shù)）。 在服務(wù)器HELLO信息之后，服務(wù)器發(fā)出如下信息：服務(wù)器證書，如果服務(wù)器需要被鑒別的話。服務(wù)器密鑰交換信息，如果得不到證書或證書僅僅用作簽名的話。證書請求，如果客戶要求被鑒別的話。 最后，服務(wù)器發(fā)出一個(gè)服務(wù)器HELL

27、O DONE信息，開始等待客戶的回音。2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議36SSL握手的詳細(xì)過程 第三步：客戶發(fā)送下列信息：如果服務(wù)器發(fā)出了一個(gè)證書請求，那么客戶方必須發(fā)送一個(gè)證書或非證書信息。如果服務(wù)器發(fā)送了一個(gè)服務(wù)器密鑰交換信息，那么客戶方就發(fā)送一個(gè)基于公鑰算法的由HELLO信息決定的密鑰交換信息。如果客戶方已經(jīng)發(fā)送了一個(gè)證書，那么客戶方就需驗(yàn)證服務(wù)器方的證書并且發(fā)出一個(gè)證書驗(yàn)證信息指明結(jié)果。 然后，客戶方發(fā)出一個(gè)結(jié)束信息，指出協(xié)商過程已經(jīng)完成。客戶方還發(fā)送一個(gè)修改密文規(guī)約信息來產(chǎn)生共享的常規(guī)密鑰。應(yīng)該注意這部分工作不是由握手協(xié)議控制，是由修改密文規(guī)約協(xié)議管理的。20

28、22-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議37SSL握手的詳細(xì)過程 第四步：服務(wù)器發(fā)出一個(gè)結(jié)束信息指出協(xié)商協(xié)商階段完成。然后服務(wù)器發(fā)出一個(gè)密文修改規(guī)約信息。 第五步：會(huì)話雙方分別產(chǎn)生一個(gè)加密密鑰，然后他們再根據(jù)這些密鑰導(dǎo)出會(huì)話主密鑰。握手協(xié)議改變狀態(tài)至連接狀態(tài)。所有從應(yīng)用層的來的數(shù)據(jù)傳輸作為特定信息傳輸給對方。 2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議387.3.6 7.3.6 TLSTLS協(xié)議協(xié)議 傳輸層安全TLS(Transport Layer Security)協(xié)議是IETF正在定義一種新的協(xié)議。它建立在Netscape所提出的SSL3.0協(xié)議規(guī)范基礎(chǔ)上。 兩個(gè)

29、互相不知其代碼的應(yīng)用程序可用TLS來安全地通信。 2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議3.7 SSL協(xié)議應(yīng)用協(xié)議應(yīng)用 一個(gè)使用WEB客戶機(jī)和服務(wù)器的范例 WEB客戶機(jī)通過連接到一個(gè)支持SSL的服務(wù)器，啟動(dòng)一次SSL會(huì)話。支持SSL的典型WEB服務(wù)器在一個(gè)與標(biāo)準(zhǔn)HTTP請求（默認(rèn)為端口80）不同的端口（默認(rèn)為443）上接受SSL連接請求。當(dāng)客戶機(jī)連接到這個(gè)端口上時(shí)，它將啟動(dòng)一次建立SSL會(huì)話的握手。當(dāng)握手完成之后，通信內(nèi)容被加密，并且執(zhí)行消息完整性檢查，直到SSL會(huì)話過期。SSL創(chuàng)建一個(gè)會(huì)話，在此期間，握手必須只發(fā)生過一次。2022-3-6信息安全原理與技術(shù)

30、ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議40 步驟1：SSL客戶機(jī)連接到SSL服務(wù)器，并要求服務(wù)器驗(yàn)證它自身的身份。 步驟2：服務(wù)器通過發(fā)送它的數(shù)字證書證明其身份。這個(gè)交換還可以包括整個(gè)證書鏈，直到某個(gè)根證書權(quán)威機(jī)構(gòu)(CA)。通過檢查有效日期并確認(rèn)證書包含有可信任CA的數(shù)字簽名，來驗(yàn)證證書。 步驟3：服務(wù)器發(fā)出一個(gè)請求，對客戶端的證書進(jìn)行驗(yàn)證。但是，因?yàn)槿狈€體系結(jié)構(gòu)，當(dāng)今的大多數(shù)服務(wù)器不進(jìn)行客戶端認(rèn)證。2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議41 步驟4：協(xié)商用于加密的消息加密算法和用于完整性檢查的哈希函數(shù)。通常由客戶機(jī)提供它支持的所有算法列表，然后由服務(wù)器選擇最強(qiáng)健的加密算法。 步驟5：客

31、戶機(jī)和服務(wù)器通過下列步驟生成會(huì)話密鑰：a.客戶機(jī)生成一個(gè)隨機(jī)數(shù)，并使用服務(wù)器的公鑰（從服務(wù)器的證書中獲得）對它加密，發(fā)送到服務(wù)器上。b.服務(wù)器用更加隨機(jī)的數(shù)據(jù)（從客戶機(jī)的密鑰可用時(shí)則使用客戶機(jī)密鑰；否則以明文方式發(fā)送數(shù)據(jù)）響應(yīng)。c.使用哈希函數(shù)，從隨機(jī)數(shù)據(jù)生成密鑰。 2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議42SSLSSL協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)協(xié)議的優(yōu)點(diǎn) 機(jī)密性機(jī)密性 即連接是私有的。在初始握手階段，雙方建立對稱密鑰后，信息即用該密鑰加密。 完整性完整性 在信息中嵌入信息鑒別碼（MAC）來保證信息的完整性。其中使用了安全哈希函數(shù)（例如SHA和MD5）來進(jìn)行MAC計(jì)算。 鑒別鑒別 在握手階段

32、，客戶鑒別服務(wù)器用不對稱密鑰或公開密鑰。 2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議43SSLSSL協(xié)議的不足協(xié)議的不足 SSL要求對每個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密和解密操作，因而在帶來高性能的同時(shí)，對系統(tǒng)也要求高資源開銷。 SSL協(xié)議主要是使用公開密鑰體制和X.509數(shù)字證書技術(shù)保護(hù)信息傳輸?shù)臋C(jī)密性和完整性，它不能保證信息的不可抵賴性，主要適用于點(diǎn)對點(diǎn)之間的信息傳輸，常用Web Server方式。 SSL為帶有安全功能的TCP/IP套接字應(yīng)用程序接口提供了一個(gè)替代的方法，理論上，在SSL之上可以安全方式運(yùn)行任何原有TCP/IP應(yīng)用程序而不需修改，但實(shí)際上，SSL目前還只是用在HTTP連接上。

33、2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議447.4 IPSec協(xié)議協(xié)議 由于協(xié)議IPv4最初設(shè)計(jì)時(shí)沒有過多地考慮安全性，缺乏對通信雙方真實(shí)身份的驗(yàn)證能力，缺乏對網(wǎng)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的完整性和機(jī)密性保護(hù)，并且由于IP地址可軟件配置等靈活性以及基于源IP地址的認(rèn)證機(jī)制，使IP層存在著網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流易被監(jiān)聽和捕獲、IP地址欺騙、信息泄漏和數(shù)據(jù)項(xiàng)被篡改等多種攻擊，而IP是很難抵抗這些攻擊的。 為了實(shí)現(xiàn)安全I(xiàn)P，因特網(wǎng)工程任務(wù)組IETF于1994年開始了一項(xiàng)IP安全工程，專門成立了IP安全協(xié)議工作組IPSEC，來制定和推動(dòng)一套稱為IPSec的IP安全協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。 2022-3-6信息安全原理與技術(shù)c

34、h07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議45IPSecIPSec協(xié)議組協(xié)議組 網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證協(xié)議網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證協(xié)議 Authentication HeaderAuthentication Header（AHAH） 封裝安全載荷協(xié)議封裝安全載荷協(xié)議Encapsulating Security Encapsulating Security PayloadPayload（ESPESP） 密鑰管理協(xié)議密鑰管理協(xié)議Internet Key Exchange Internet Key Exchange （IKEIKE） 網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證及加密算法網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證及加密算法 2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議467.4.1 IPSe

35、c7.4.1 IPSec安全體系結(jié)構(gòu)安全體系結(jié)構(gòu)圖7.8 IPSec安全體系結(jié)構(gòu) IPSec體系結(jié)構(gòu)ESP協(xié)議AH協(xié)議加密算法DOI密鑰管理認(rèn)證算法2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議47 ESP協(xié)議規(guī)定了為通信提供機(jī)密性和完整性保護(hù)的具體方案，包括ESP載荷的格式、語義、取值以及對進(jìn)入分組和外出分組的處理過程等。 DOIInterpretation of Domain，DOI規(guī)定了每個(gè)算法的參數(shù)要求和計(jì)算規(guī)則，如算法的密鑰長度要求、算法強(qiáng)度要求以及初始向量的計(jì)算規(guī)則等。 AH協(xié)議定義了認(rèn)證的應(yīng)用方法，提供數(shù)據(jù)源認(rèn)證和完整性保證。 IKE協(xié)議是IPSec目前唯一的正式確定的

36、密別交換協(xié)議，為AH和ESP提供密鑰交換支持，同時(shí)也支持其他機(jī)制，如密鑰協(xié)商。 2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議48安全關(guān)聯(lián)（安全關(guān)聯(lián)（Security Association，SA） 為了正確封裝及提取IPSec數(shù)據(jù)包，有必要采取一套專門的方案，將安全服務(wù)/密鑰與要保護(hù)的通信數(shù)據(jù)聯(lián)系到一起；同時(shí)要將遠(yuǎn)程通信實(shí)體與要交換密鑰的IPSec數(shù)據(jù)傳輸聯(lián)系到一起。換言之，要解決如何保護(hù)通信數(shù)據(jù)、保護(hù)什么樣的通信數(shù)據(jù)以及由誰來實(shí)行保護(hù)的問題。這樣的構(gòu)建方案稱為安全關(guān)聯(lián)（Security Association，SA）。 2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議49

37、 SA是單向的，要么對數(shù)據(jù)包進(jìn)行“進(jìn)入”保護(hù)，要么進(jìn)行“外出”保護(hù)。也就是說，在一次通信中，IPSec 需要建立兩個(gè)SA，一個(gè)用于入站通信，另一個(gè)用于出站通信。 若某臺主機(jī)，如文件服務(wù)器或遠(yuǎn)程訪問服務(wù)器，需要同時(shí)與多臺客戶機(jī)通信，則該服務(wù)器需要與每臺客戶機(jī)分別建立不同的SA。 2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議507.4.2 AH7.4.2 AH（Authentication HeaderAuthentication Header）協(xié)議協(xié)議 AH協(xié)議規(guī)定了AH頭在AH實(shí)現(xiàn)中應(yīng)插入IP頭的位置、AH頭的語法格式、各字段的語義及取值方式，以及實(shí)施AH時(shí)進(jìn)入和外出分組的處理過程

38、。AH機(jī)制涉及到密碼學(xué)中的核心組件鑒別算法。 AHAH的功能的功能 AHAH的兩種模式的兩種模式 AHAH的格式的格式 認(rèn)證算法認(rèn)證算法2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議51AHAH的功能的功能 AH協(xié)議為IP通信提供數(shù)據(jù)源認(rèn)證、數(shù)據(jù)完整性和反重播保證，它能保護(hù)通信免受篡改，但不能防止竊聽，適合用于傳輸非機(jī)密數(shù)據(jù)。 AH的工作原理是在每一個(gè)數(shù)據(jù)包上添加一個(gè)身份驗(yàn)證報(bào)頭。此報(bào)頭包含一個(gè)帶密鑰的hash散列（可以將其當(dāng)作數(shù)字簽名，只是它不使用證書），此hash散列在整個(gè)數(shù)據(jù)包中計(jì)算，因此對數(shù)據(jù)的任何更改將致使散列無效這樣就提供了完整性保護(hù)。 AH不能提供加密服務(wù)，這就意味著分

39、組將以明文的形式傳送。由于AH的速度比ESP稍微快一點(diǎn)，因此僅當(dāng)需要確保分組的源和完整性而不考慮機(jī)密性的時(shí)候，可以選擇使用AH。 2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議52AHAH的兩種模式的兩種模式 傳輸模式傳輸模式：傳輸模式用于兩臺主機(jī)之間，只對上層協(xié)議數(shù)據(jù)（傳輸層數(shù)據(jù)）和IP頭中的固定字段提供認(rèn)證，主要保護(hù)傳輸層協(xié)議頭，實(shí)現(xiàn)端到端的安全； 隧道模式隧道模式：隧道模式對整個(gè)IP數(shù)據(jù)項(xiàng)提供認(rèn)證保護(hù)，把需要保護(hù)的IP包封裝在新的IP包中，既可用于主機(jī)也可用于安全網(wǎng)關(guān)，并且當(dāng)AH在安全網(wǎng)關(guān)上實(shí)現(xiàn)時(shí)，必須采用隧道模式。 2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議53

40、圖7.9 AH傳輸模式 圖7.10 AH隧道模式 2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議54AHAH的格式的格式 圖7.11 AH報(bào)頭格式 下一個(gè)報(bào)頭長度安全參數(shù)索引(SPI)序列號認(rèn)證數(shù)據(jù)(hash檢查和)AH報(bào)頭2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議55 Next Header（下一個(gè)報(bào)頭，占8字節(jié)）：識別下一個(gè)使用IP協(xié)議號的報(bào)頭，例如，Next Header值等于6時(shí)，表示緊接其后的是TCP報(bào)頭。對于UDP，它的值將是17。 Length（長度，占8字節(jié)）：AH報(bào)頭長度。 Security Parameters Index (SPI，安全參數(shù)索引，占

41、32字節(jié))： 這是一個(gè)為數(shù)據(jù)報(bào)識別安全關(guān)聯(lián)的 32 位偽隨機(jī)值。其中，SPI 值0 被保留，用來表明“沒有安全關(guān)聯(lián)存在”。2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議56 Sequence Number（序列號，占32字節(jié)）：這是一個(gè)無符號單調(diào)遞增的計(jì)數(shù)器，從1開始的32位單增序列號，不允許重復(fù)，唯一地標(biāo)識了每一個(gè)發(fā)送數(shù)據(jù)包，為安全關(guān)聯(lián)提供反重播保護(hù)。接收端校驗(yàn)序列號為該字段值的數(shù)據(jù)包是否已經(jīng)被接收過，若是，則拒收該數(shù)據(jù)包。對于一個(gè)特定的SA，它實(shí)現(xiàn)反重傳服務(wù)。這些信息不被接收對等實(shí)體使用，但是發(fā)送方必須包含這些信息。當(dāng)建立一個(gè)SA時(shí)，這個(gè)值被初始化為0。如果使用反重傳服務(wù)重傳，那

42、么這個(gè)值決不允許重復(fù)。由于發(fā)送方并不知道接受方是否使用了反重傳功能，該字段中的值不能被重復(fù)的事實(shí)就要求終止SA，并且在傳送第23個(gè)分組之前建立一個(gè)新的SA。2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議57 Authentication Data（AD，認(rèn)證數(shù)據(jù)，可變長）：包含完整性檢查和。接收端接收數(shù)據(jù)包后，首先執(zhí)行hash計(jì)算，再與發(fā)送端所計(jì)算的該字段值比較，若兩者相等，表示數(shù)據(jù)完整，若在傳輸過程中數(shù)據(jù)遭修改，兩個(gè)計(jì)算結(jié)果不一致，則丟棄該數(shù)據(jù)包。通過這個(gè)值，通信雙方能實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的完整性保護(hù)、分組級數(shù)據(jù)源鑒別以及通信的抗重放攻擊。 2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安

43、全協(xié)議58認(rèn)證算法認(rèn)證算法 用于計(jì)算完整性校驗(yàn)值(ICV)的認(rèn)證算法由SA指定，對于點(diǎn)到點(diǎn)通信，合適的認(rèn)證算法包括基于對稱密碼算法(如DES)或基于單向Hash函數(shù)(如MD5或SHA-1)的帶密鑰的消息認(rèn)證碼(MAC)。 2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議597.4.3 7.4.3 ESPESP（Encapsulating Security Encapsulating Security PayloadPayload）協(xié)議協(xié)議 ESP涉及到密碼學(xué)中的核心組件加密和鑒別算法。 ESPESP的功能的功能 ESPESP的兩種模式的兩種模式 ESPESP的格式的格式 加密算法和認(rèn)證

44、算法加密算法和認(rèn)證算法 ESPESP處理處理 2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議60ESPESP的功能的功能 ESP為IP數(shù)據(jù)包提供完整性檢查、認(rèn)證和加密，可以看作是“超級AH”，因?yàn)樗峁C(jī)密性并可防止篡改。ESP服務(wù)依據(jù)建立的安全關(guān)聯(lián)（SA）是可選的。 一些限制： 完整性檢查和認(rèn)證一起進(jìn)行。 僅 當(dāng) 與 完 整 性 檢 查 和 認(rèn) 證 一 起 時(shí) ， “ 重 播（Replay）”保護(hù)才是可選的。 “重播”保護(hù)只能由接收方選擇。 ESP的加密服務(wù)是可選的，但如果啟用加密，則也就同時(shí)選擇了完整性檢查和認(rèn)證。因?yàn)槿绻麅H使用加密，入侵者就可能偽造包以發(fā)動(dòng)密碼分析攻擊。ESP可

45、以單獨(dú)使用，也可以和AH結(jié)合使用。 2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議61ESPESP的兩種模式的兩種模式 圖7.12 ESP傳輸模式 圖7.13 ESP隧道模式 2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議62ESPESP的格式的格式 ESP協(xié)議包括ESP報(bào)頭、ESP報(bào)尾、ESP認(rèn)證報(bào)尾三個(gè)部分。 圖7.14 ESP報(bào)頭、報(bào)尾和認(rèn)證報(bào)尾 2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議63加密算法和認(rèn)證算法加密算法和認(rèn)證算法 ESP所采用的加密算法由SA指定。為了提高加密效率，ESP設(shè)計(jì)使用的是對稱密碼算法。由于IP包可能會(huì)失序到達(dá)，因此每個(gè)IP包必

46、須攜帶接收者進(jìn)行解密所要求的密碼同步數(shù)據(jù)(如初始化向量IV)。這個(gè)數(shù)據(jù)可以在有效負(fù)載字段中明確攜帶，也可以從包頭中推導(dǎo)出來。由于機(jī)密性是可選擇的，因此加密算法可以是“空”。 ESP中的認(rèn)證算法同AH的認(rèn)證算法一樣。由于認(rèn)證算法是可選的，因此認(rèn)證算法也可以是“空”。雖然加密和認(rèn)證算法都可為空，但二者不能同時(shí)為空。因?yàn)檫@樣做不僅毫無安全保證可言，而且也為系統(tǒng)帶來了無謂的負(fù)擔(dān)。 2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議64ESPESP處理處理 ESP 的處理過程發(fā)生在發(fā)送時(shí)的IP分割之前以及接受時(shí)的IP重新組合之后。 發(fā)送時(shí)的處理ESP頭定位：在傳輸模式下，ESP頭插在IP頭和上一層

47、協(xié)議頭之間；在隧道模式下，ESP頭在整個(gè)源IP數(shù)據(jù)項(xiàng)之前。查找：只有當(dāng)與此會(huì)話相關(guān)的有效的SA存在時(shí)，才進(jìn)行ESP處理。包加密：把數(shù)據(jù)封裝到ESP的有效負(fù)載字段，在傳輸模式下，只封裝上層協(xié)議數(shù)據(jù)；在隧道模式下、封裝整個(gè)原IP數(shù)據(jù)項(xiàng)。應(yīng)使用由SA指定的密鑰和加密算法對上述結(jié)果加密。2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議65 接受時(shí)的處理過程 當(dāng)接收方收到一個(gè)IP數(shù)據(jù)項(xiàng)時(shí)，先根據(jù)包中目的IP地址、安全協(xié)議ESP和SPI查找SA，若沒有用于此會(huì)話的SA存在，則接收者必須丟棄此包，并記入日志，否則就按SA中指定的算法進(jìn)行解密并重新構(gòu)造原IP數(shù)據(jù)項(xiàng)格式。 2022-3-6信息安全原理與

48、技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議667.4.4 IKE（Internet Key Exchange）協(xié)議協(xié)議 IKE主要完成兩個(gè)作用：安全關(guān)聯(lián)的集中化管理，減少連接時(shí)間；密鑰的生成和管理。 IKE協(xié)議是IPSec目前唯一的正式確定的密鑰交換協(xié)議，它為AH和ESP提供密鑰交換支持，同時(shí)也支持其他機(jī)制，加密鑰協(xié)商。 IKE是由另外三種協(xié)議（ISAKMP、Oakley 和SKEME）混合而成的一種協(xié)議。 2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議67 PGPPretty Good Privacy(相當(dāng)好的保密)是由MIT的P.R.Zimmerrmann提出的，主要用于安全電子郵件，它可以對通

49、過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)創(chuàng)建和檢驗(yàn)數(shù)字簽名、加密、解密以及壓縮。 7.5 PGP 2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議68表7.1 PGP的功能 功能使用的算法解釋說明保密性IDEA、CAST或三重DES， Diffie-Hellman或RSA發(fā)送者產(chǎn)生一次性會(huì)話密鑰，用會(huì)話密鑰以IDEA或CAST或三重DES加密消息，并用接收者的公鑰以Diffie-Hellman或RSA加密會(huì)話密鑰簽名RSA或DSS，MD5或SHA用MD5或SHA對消息散列并用發(fā)送者的私鑰加密消息摘要壓縮ZIP使用ZIP壓縮消息，以便于存儲(chǔ)和傳輸E-mail兼容性Radix64交換對E-mail應(yīng)用提供透明性，將加密消息用Radix64變換成ASCII字符串分段功能-為適應(yīng)最大消息長度限制，PGP實(shí)行分段并重組2022-3-6信息安全原理與技術(shù)ch07-網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議697.5.1鑒別鑒別 圖7.15 （a） PGP的操作過程只進(jìn)行鑒別 其中，圖7.15記號的含義為：Ks: 會(huì)話密鑰 EP: 公鑰加密Kra: 用戶A的私鑰 DP: 公鑰解密KUa: 用戶A的公鑰 EC: 常規(guī)加密H: 散列函數(shù) DC: 常規(guī)解密|: 連接 Z: 用ZIP算法進(jìn)行數(shù)