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1、IP协议安全体系结构（IPSec）IP协议安全体系结构（IPSec）第一节加密技术概述2一、加密和解密21.加密和解密的基本过程22.加密和解密算法：23.密钥24・对称加密算法：25.公开密钥算法（非对称算法）：3二、身份验证和数据完整性41.身份验证：42.数据完整性：4三、密钥交换（密钥管理）41.密钥交换算法：42.Diffie-Hellman密钥交换：43.RSA密钥交换：5第二节IP安全体系结构6一、IPSec概述61.IPSec的日标：62.IPSec提供的安全服务：63.IPSec在TCP/I
2、P协议族中的位置：64.IPSec的作用方式：65.IPSec的组成71.IPSec的实施二、验证头部(AuthenticationHeader)・AH头部格8・All的使丿U模8.AH的处理过程-以传输模式为894例3式1.All的功能：2式：三、封装安全载荷(EncapsulatingSecurityPayload)91.ESP的功能：92・ESP格式：93.ESP的使用模式104.ESP的处理：“先验证后解密”原则四、AH和ESP的组合使用101•端到端安全：102.简单虚拟网络VPN支持：113.VP
3、7支持的端到端安全：II4.远程访问12五、Internet密钥交换协议(IKE)121.IKE简介122.ISAKMP简介123.IPSec安全联盟的建立过程121第一节加密技术概述一、加密和解密加密和解密1.加密和解密的基木过程明文M(P):各种二进制数据密文C：二进制数据2.加密和解密算法:加密函数E：E(M)=C解密函数D：D(M)=E加密函数与解密函数的关系：D(E(M))=M1.密钥(1)受限制的算法：如果加密算法的保密性是基于保持算法木身的秘密性，则这种算法称为受限制的算法。其缺点在于算法一旦暴
4、露就再无秘密可言，而且不可能对其进行质景控制和标准化，不易发现其缺陷。(2)公开的算法：如果加密算法本身公开，具保密性依赖于所使用的密钥(Key)使用密钥的加密和解密EEK(M)=C,DDK(0=M,DDK(EEK(M))=M;对称算法：加密和解密使用相同的密钥；公开密钥算法(非对称算法)：加密和解密使川不同的密钥；(3)密钥空间：密钥可能的取值范围，与具体的加密算法有关4・对称加密算法：EK=DK=K,EK(M)=C,DK(0=M,DK(EK(M))=M;(1)组加密算法：将明文分为若干等长的块并根据需要加
5、入填从字节，然后依次对各块加密，将所得结果块连接起來即得密文。其屮所得各结果块等长，各结果块与相应明文块的长度也相等。解密过程类似。2(2)加密块链接模式(CBC):(3)流算加密法：每次处理明文的一位(或一个字节)进行运算明文初始化向量IV加密密文CBC加密密文解密初始化向量IV明文CBC解密(1)常用算法：DESIDEA2.公开密钥算法(非对称算法):EKDKEEK(M)二C,DDK(C)二M,DDK(EEK(M))二M;EDK(M)=C,DEK(C)=M,DEK(EDK(M))=M;(1)公开密钥(pu
6、blickey):(2)私有密钥(privatekey：(3)常用算法：RSA：建立在”两个人索数的乘积很难分解”这一基础上；一个密钥(公钥或私钥)可用于加密，另一个密钥(私钥或公钥)可用于解密；速度较慢，通常用于加密少量的数据，如密钥；El-Garnal:建立在”离散对数问题”这一基础上；主要缺点是密文长度为明文的两二、身份验证和数据完整性1.身份验证：（1）使消息难以伪造，无法抵赖，不可史改；（2）单向散列函数H：对任意长度的消息M,均返冋一固定长度的函数值h=II（M）；给定M,很容易计算h；给定h,很
7、难计算M,使H（M）=h；给定M,很难找到消息M',使H（M,）=H（M）（3）数字签名：（以使用RSA为例）：1）使川单向散列函数生成消息的摘要；2）使用发送者的RSA私钥对摘要签名（加密），并将结果附在消息后一起发送;3）接收考收到消息后，使用发送者的RSA公钥对其小的签名解密；4）接收者生成消息的摘要；5）比较3）和4）的结果是否相同（4）实际的数字签名一般还包括淇他信息（如签名时间、有效期等）2.数据完整性：（1）（2）消息验证码（MessageAuthenticationCode）密钥散列算法：生成
8、的散列结果不仅与消息本身有关，还与一再指定的密钥有关MD5SHAHMAC算法：设K为密钥，H为某一单向散列函数,ipad为值为0x36的64个字节,opad为值为0x5c的64个字节,则HMAC定义如下：HMAC（K,M）=H（KXORopad,H（KXORipad,M）HMAC-MD5表示很H为MD5,HMAC-SHA表示很H为SHA三、密钥交换（密钥管理）1.密钥交换算法：通常川于建立一次会话（
