7636567b2fef8dcaa71068bdfb76c2b6.ppt
- Количество слайдов: 22
密碼學與網路安全 第 16章 IP安全
IP 安全 Ø 目前已經發展出許多應用層的安全機制, 例如S/MIME、PGP、Kerberos、 SSL/HTTPS Ø 然而仍有其他非應用層的安全需求 Ø 在IP層實作安全不只要檢驗已具備安全機制 的應用程式資料,也要檢驗沒有安全機制 的應用程式資料
IPSec Ø IP層的安全機制 Ø 提供 l l l 認證 保密 金鑰管理 Ø 可以用在LAN、跨越私人與WAN,以及網 際網路的安全傳輸能力
IPSec的應用情境
IPSec的優點 Ø Ø Ø 當路由器或是防火牆具備IPSec功能時,可以對所有的網 路流量發生作用,因此能提供很好的安全性 如果所有外來的訊息都必須使用IP,而防火牆是網際網路 進入內部的唯一管道時,那麼可以不必擔心會有繞過防火 牆IPSec的途徑 IPSec是在傳輸層(TCP、UDP)之上,因此應用程式不 知其存在 使用者感覺不到IPSec的存在,因此不需要額外教育使用 者 如果需要的話,IPSec可以對每一位使用者提供專屬的安 全
IP安全架構 IPSec的規格越來越複雜 Ø 定義IPSec的RFC文件: Ø l Ø RFC 2401、RFC 2402、RFC 2406、RFC 2408 IETF設立的IP Security Protocol Working Group發表的草 案: l l l l 架構(Architecture 封裝安全承載(Encapsulating Security Payload,ESP 認證標頭(Authentication Header,AH) 加密演算法(Encryption Algorithm) 認證演算法(Authentication Algorithm) 金鑰管理(Key Management) 解譯範圍(Domain of Interpretation,DOI)
IPSec服務 Ø 存取控制 Ø 無連接傳輸模式的完整性 Ø 資料來源認證 Ø 拒絕重送的封包 Ø 保密性 Ø 有限的流量保密性
安全關聯 關聯是介於發送者和接收者之間的單向關係,針 對訊息流量提供網路安全服務 Ø 藉由三個參數可以辨認SA的身份: Ø l l l 安全參數索引 (SPI) IP目的位址 安全協定辨識器 每個IPSec的實作都有名義上的SA資料庫,定義 了和SA有關的參數 Ø 定義SA的參數: Ø l 序號計數器、序號計數器溢位旗標、防止重送窗口、 AH資訊、ESP資訊、此SA的期限、IPSec協定模式、 路徑最大傳送單位
認證標頭 (AH) Ø AH提供資料完整性和IP封包認證的支援: l l 終端系統/路由器可以確認使用者/應用程式 防止假造位址攻擊 Ø 認證是以MAC為基礎 l HMAC-MD 5 -96 或 HMAC-SHA-1 -96 Ø 雙方必須共享秘密金鑰
認證標頭
傳輸模式和通道模式
封裝安全承載 (ESP) 封裝安全承載提供了訊息內容的機密性及有限流 量的機密性 Ø ESP是選擇性的功能,也提供和AH相同的認證服 務 Ø 支援眾多的加密、模式、資料填充方式: Ø l l l DES、3 DES、RC 5、IDEA、CAST等 最通用的CBC 區塊填充
IPSec ESP格式
傳輸模式和通道模式
合併多個安全關聯 Ø 單獨的SA可以實作AH或ESP其中一種,但 不能兩種都實作 Ø 安全關聯包是指流量經過一連串SA的處理, 以提供所需要的一系列IPSec服務,這群SA 就成為「一包」 Ø 位於同一包中的SA也許在不同的端點結束, 也可能是在同一個端點結束
合併多個安全關聯
金鑰管理 Ø 管理金鑰的產生與傳送 Ø 通常需要兩對金鑰 l AH和ESP的每個方向需要2把金鑰 Ø 手動金鑰管理 l 系統管理者手動調整每個系統 Ø 自動金鑰管理 l l 幫助大型分散式系統產生SA所需的金鑰 使用Oakley & ISAKMP協定
Oakley Key 決策協定 Ø 金鑰交換協定 Ø 以Diffie-Hellman金鑰交換演算法為基礎 Ø 並改進Diffie-Hellman金鑰交換演算法的缺 點 Ø 可以計算的方式算出秘密連線金鑰
ISAKMP Ø ISAKMP定義建立、協商、修改、及刪除 SA的程序和封包格式 Ø 提供金鑰管理的框架 Ø 定義程序和封包格式來建立、處理、修改、 刪除SA Ø 中立的金鑰交換協定、加密演算法和認證 方法
ISAKMP標頭格式
ISAKMP承載與交換 Ø ISAKMP承載型態: l Ø Security、Proposal、Transform、Key、 Identification、Certificate、Hash、 Signature、Nonce、Notification、Delete ISAKMP交換型態: l base、identity protection、authentication only、 aggressive、informational
總結 Ø IP安全架構 Ø 認證標頭 Ø 封裝安全承載 Ø 金鑰管理 Ø Oakley/ISAKMP
7636567b2fef8dcaa71068bdfb76c2b6.ppt