IPSec
IPSec ............................................................................................................................... 1 IPSec原理与实践1－原理(组图) ...................................................................................... 3 IPSec原理与实践2－配置步骤上(组图)...........................................................................11 IPSec原理与实践2－配置步骤下(组图).......................................................................... 20 IPSec原理与实践3－IPSec配置实践(图) ....................................................................... 30
IPSec原理与实践1－原理(组图)
随着越来越多的企业、单位接入Internet和接入速度的不断提高，网络安全正日益成为网络管理的一个重要课题。作为广泛部署的Windows（NT）Server系统自身的安全受到越来越多的关注。市场上也出现了很多软、硬件防火墙产品来保证内网服务器的安全。其实，Windows（NT）Server系统自身便带有功能强大的防火墙系统－IPSec，其全面的安全保护功能并不输于其它商业防火墙产品。本文将介绍基于Windows操作系统的防火墙系统－IPSec的原理与实现。 1 TCP/IP过滤
在深入探讨IPSec之前，我们首先来看一下Windows系统的TCP/IP过滤功能。
Windows 2000 Server系统内部集成了很多安全特性，这包括\本地安全及审核策略\、\加密文件系统\、\过滤\、\安全（IPSec）\等等。其中的\过滤\为用户提供了一个简单、易于配置、易于使用的网络安全保障工具。它是用于入站本地主机TCP/IP通讯的一组筛选器。使用TCP/IP筛选可以为每个IP接口严格指定所处理的传入TCP/IP通讯类型。这个功能设计用于隔离Internet或Intranet服务器所处理的通信。
如图1所示，使用\筛选，可以根据以下三种方式来限制本地主机的入站TCP/IP通讯：
●目标TCP端口
●目标UDP端口
●IP协议（号）
\筛选\的使用有很多限制，如不能根据源地址来区别对待数据包的入站、不能对出站通信进行筛选、不能对已允许的通信进行加密等等。如果想要实现更加灵活、安全的
设计，则必须使用IPSec。
2 IPSec原理
使用internet协议安全（Internet Protocol Security，IPSec）是解决网络安全问题的长久
之计。它能针对那些来自专用网络和internet的攻击提供重要的防线，并在网络安全性与便用性之间取得平衡。IPSec是一种加密的标准，它允许在差别很大的设备之间进行安全通信。利用IPSec不仅可以构建基于操作系统的防火墙，实现一般防火墙的功能。它还可以为许可通信的两个端点建立加密的、可靠的数据通道。
2.1 术语解释
为了便于理解IPSec的工作原理，首先介绍一些数据加密和安全方面常用的一些术语和基本知识，然后再介绍IPSec的实现以及它如何在网络中提供安全通信的。这种介绍仅仅是一个概述并为后面讨论IPSec做一个铺垫。加密是一个复杂的领域，它包含了许多规则、算法以及数学方面的知识。这里我们将着重讨论加密技术的实际实现，对于它内在的理论只作一个简要的概述。
2.1.1 数据加密标准
数据加密标准（Data Encryption Standard，DES）是美国国家标准局于1977年开发的对称密钥算法。它是一种对称密钥算法，可以使用40~56位长的密钥。另一种称为3DES的加密策略也使用同样的DES算法，但它并不只是加密一次，而是先加密一次，再加密（解密）一次，最后做第三次加密，每一次加密都使用不同的密钥。这一过程显著地增加了解密数据的难度。
2.1.2 RSA算法
RSA是一种根据它的发明者Rivest，Shamir和Adleman命名的公开密钥算法。它方便了对称密钥加密中的密钥交换过程。它还可以用来产生数字签名。
2.1.3 Diffie-Hellman
Diffie-Hellman是一种简化在非安全网络上交换秘密密钥的公开密钥加密算法。算法是以Diffie和Hellman命名的，他们在1977年出版了第一个公开密钥加密的公开搜索。它的主要目的是简化在不安全网络上交换秘密会话密钥的过程。
2.1.4 散列函数
散列（Hash）函数是一种单向的算法，它提取任意长度的一段信息并产生固定长度的乱序的摘要。摘要是文本的一个截取，只包含与文本最相关的部分，这就是Hash函数所产生的结果。Hash是一种单向的定义。我们可以在给定的文本上运行算法来获得固定长度的Hash值，但不能从Hash过程中获得最初的文本。Hash函数可以唯一地定义文本。它对每个唯一的消息而言就像是指纹一样。不同的消息可以产生不同的值，并且相同的消息会产生
完全相同的Hash，Hash值可以用于维持数据的完整性。如果A发送一个消息给B，并给B消息的Hash。B可以在消息上运行用在该消息上的同一Hash算法，并用计算得到的Hash值与B收到的Hash值相比较。如果发现根据消息计算出来的Hash与B收到的Hash值不同，就可以知道数据在传输的过程中出错了。
2.1.5 消息摘要：MD5
消息摘要（Message Digest 5，MD5）是一种符合工业标准的单向128位的Hash算法，由RSA Data Security Inc.开发，它可以从一段任意长的消息中产生一个128位的Hash值。（例如，质询握手身份验证协议 （CHAP）通过使用MD5来协商一种加密身份验证的安全形式。CHAP在响应时使用质询－响应机制和单向MD5散列。用这种方法，用户可以向服务器证明自己知道密码，但不必实际将密码发送到网络上，从而保证了密码本身的安全性。）
2.1.6 安全散列算法：SHA-1
Secure Hash Algorithm（SHA-1）是一种产生160位Hash值的单向Hash算法。它类似于MD5，但安全性比MD5更高。
2.1.7 Hash信息验证码HMAC（Hash message authentication codes）
HMAC可以用来验证接收消息和发送消息的完全一致性（完整性）。
2.1.8 数字签名
数字签名标准（Digital Signature Standard，DSS）是国家标准技术研究所开发的数字签名算法。数字签名（Digital Signature，DS）是一种用使用者的私有密钥加密的Hash值。它可以像正常签名一样用于认证，但它也可以用做与签名相关的信息完整性的认证。
2.1.9 认证授权
认证授权（Certificate Authority，CA）是一个实体，通常是一台计算机，它保存了一些公开密钥。事实上，它保存的一些称为认证的目标包含了用户或设备的信息，其中包括它们的公开密钥。认证包含某个公开密钥的所有者的认证信息，如：姓名、地址、公司等。认证的目的有两个：
●标志一个用户或设备的公开密钥。
●确认假设的公开密钥的拥有者是公开密钥的真实拥有者。
认证授权（CA）是一个记录了所有认证的第三方。使用CA，用户可以有一个认证的集中贮藏处，它允许用户获得其他用户的公开密钥并认证那些用户。它提供了一个记录用户和设备公开密钥的集中存放点。它还提供了认证授权，当用户从CA中获得用户A的公开密钥时，密钥确实是用户A的而不是其他人的。
IPSec原理与实践
