基于IPSec的安全传输平台的研究

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1、华中科技大学硕士学位论文摘要／作为一种广泛应用的安全传输平台，实施于传输层之上的TLS／SSL协议在抗攻击、身份保护、完美向前保密等方面存在着诸多安全性问题，其中有协议设计的缺陷，也有安全实施层次过高的因素；而在更低的网络层上实施的IPSec协议具有完备的安全特性，应用程序却无法直接使用IPSec的安全特性。在综合两者优点的基础上力本文提出了基于]／'See安全传输平台的新体系结构。针对IPSec现有的本地实施和网关实施框架，提出了基于IPSec的安全传输平台的总体框架和模块结构，使之能够和现有的基于IPSec的VPN系统并存。在分析了Windows网络体系结构和NDIS规范，以及总结了应

2、用程序的安全需求的基础上，利用NDIS中间层驱动程序框架，设计并实现了一个Windows下的IPSec本地实施的原型：IPSecAPI。，／在实现中，针对P包分片，PMTU的发现，对NAT的支持等方面的难题提出了更优的解决方案；为满足应用层调用的灵活性要求，扩展了IKE在NAT发现、匿名验证和动态算法更新等方面的功能。将用户间的认证关系和它们之间的通信连接紧密的结合起来，提出了会话和连接的概念，同时获得了安全性和高效性；摒弃了效率低下的阻塞式接121调用模型，设计了一套调用和事件通知相结合的接口模型，使程序设计更高效直观。7最后，对It'SecAPI在吞吐率和协商时延上的性能特性进行了测试

3、和分析，并与0penSSL进行了比较，结果表明[PSecAPI和OpenSSL在性能上基本相当。f通过安全性分析、模型设计和原型的实现，证明了基于IPSec的安全传输平台这种新结构不仅在理论上安全性更高，在实践上也是完全可行的，有着广泛的应用前景。4关键词：安全传输平台?IPSec；SSL：TLS；VPN：安全性评∥华中科技大学硕士学位论文AbstractAsaDopularsecuretransportplatform，theTLS／SSLprotocolimplementedabovetransportlayerhassecuritydeficienciesinanti—attack，

4、identityprotection，perfectforwardsecret，etal，partofwhichareattributedtOimperfectionoftheprotocoldesign，partofwhicharederivedfromthetOOhJi曲security-enforcedlayer；theIPSecimplementedinlowernetworklayerisfeaturedwithcompletesecurityconsideration，butdoesnotprovidethesecurity·awaredapplicationswithfine

5、—grainedsecurityinterface．ThusanewIPSec—basedsecuretransportplatformisproposed．Aninfrasturctureandmo血larstructureofIPSec—basedsecuretransportplatformiSdesigned．whichiScompatiblewithexistedevironmentofIPSecenforcement：碑SeeVPN．AtieranalysingthewindowsnetworkarchectureandtheNDIS(NetworkDeviceInterfac

6、eSpecification)，aprototype，IPSecAPI，hasbeenimplementedunderWindowsOS，usingtheframeworkofNDISintermediatedriver．Duringtheimplementation，bettersolutionshavebeenprovidedtothepuzzlessuchasIPfragmentation．PMTUdiscovery,andNATcompatibility：Ⅱ江functionshavebeenextendedinautomaticNATagreement，anonymousauth

7、entication，anddynamicalgorithmchangeinordertosarisfymoreflexiblerequirementsofupperapplications．Tobindthetrustrelationshipsbetweenuserswiththeirfollowingcomunication，twoconcepts，sessionandconnection，havebeencreat