natpt网关的安全机制研究

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1、Y1,2t7ie{分类号：UDC密级：编号：0425∞H咿幽摅学硕士学位论文N^T-PT网关的安全机制研究Rebirth佣h叫ritvtleohani蛐of姒T“PTTranoLa'ti帅g-teway陈力超导师姓名厦职称马争鸣教授电子与通信I程二00七年十一H六HNAT-PT网关的安全机制研究摘要NAT—PT网关的安全机制研究专业：电子与通信工程硕士生：陈力超指导教师：马争鸣教授摘要随着网络技术的发展和网络规模的扩大，IPv4已经不能满足网络发展的要求。IPv6具有许多IPv4所不具备的新特性。但IPv6取代IPv4不可能一蹴而就

2、，在很长的时间里，IP网是一个包含IPv4和IPv6的异构网络。目前，主要有三种技术支持处于IPv6网络的节点和处于IPv4网络的节点之间的通信，即双栈技术、隧道技术以及NAT—PT技术。其中NAT-PT技术能实现纯IPv6节点与纯IPv4节点间的透明通信，因而是一种实现异构网络通信的很有实用价值的解决方案。异构网络中，通信的安全是一个需要考虑的问题。目前的IP网络中，由IPSec提供的安全保障已非常普遍。IPSec对于IPv6是强制性的安全协议，对于IPv4是可选的，它能在网络层上保证通信主机间端到端的安全性。但是，基于NAT—P

3、T转换机制的异构网络却与IPSec协议存在多个不兼容的问题，使IPSec不能应用到异构网络的通信中去。因此实现IPSec穿越NAT—PT网关，保障异构网络通信的安全，对目前IPv6的发展和研究都具有很重要的意义。RFC3947和RFC3948提出了“NAT-Traversal”，即一种IPSec穿越NAT网关的解决方案。该方案对IKE协议作了一些改进，在IKE协商过程中能发现NAT网关，并且在通信过程中采用了UDP封装IPSec数据包的方式，从而使lPSec能应用于同构网络中私网主机与公网主机问的相互通信。但由于“NAT-Trave

4、rsal”不能“发现NAT—PT网关”，所以此方案并不适用于异构网络。另外NAT—PT对IP分组协议版本进行转换而造成与IPSec协议的不兼容，也是“NAT-Traversal”所无法解决的。本文在RFC3947和RFC3948的基础上，提出了IPSec穿越NAT—PT转换网关的具体解决方案。其创新点有：在IKE协商的主模式阶段，通过新增NATPT—D]qAT-PT网关的安全机制研究摘要载荷，实I见"NAT—PT的发现机制”；而IPSec保护下的通信阶段中，检测到NAT—PT网关后，计算AH的AuthenticationData时，

5、用“伪IP头”取代原来的IP头，解决了AH与NAT—PT的不兼容问题。本文提出的是IPSec穿越NAT—PT的一套完整方案，解决了AH、ESP、IKE协议与NAT—PT的各种不兼容问题。应用该方法，IPSec在AH传输模式、A}l隧道模式、ESP传输模式、ESP隧道模式下都能够穿越NAT—PT，从而使IPSec能够应用到异构网络的通信中，大大提高了异构网络通信的安全性，而且不需要在NAT—PT上增加IPSec的应用层网关(IPSec—ALG)，大大减轻了NAT—PT网关的处理负担。本论文提出的解决方案已经申请了国家发明专利(专利申请

6、号：200710027405．4，公开号：CNl01030935)。关键词：异构网络，NAT-PT，IPSec，网络安全HResearchOnSecurityMechanismofNAT-PTTranslationGatewayAbstractonSecurityMechanismofNAT-PTTranslationGatewayMajor：ElectronicsandCommunicationEngineeringName：LichaoChenSupervisor：ProfessorZhengmingMaAbstractW胁th

7、edevelopmentofnetworktechnologyandtheexpansionofnetworkscale．IPv4hasnolongermettherequirementsofnetworkdevelopment．IPv6enjoysmanynewfeatureswhichdon’texistinIPv4．However,theinternettransitionfromIPv4toIPv6Cannotbeachievedovernight．IPv4andIPv6alegoingtocoexistintheIPnet

8、workforaverylongperiodoftime，formingaheterogeneousnetwork．Atpresent，therearethreemajorsortsoftechnologiessupportingco