IPSEC ***兩個階段的協商過程

IPSEC ***兩個階段的協商過程 第一階段
有主模式和積極模式2種
注意!!!只有remote ***和Easy ***是積極模式的,其他都是用主模式來協商的

讓IKE對等體彼此驗證對方並確定會話密鑰,這個階段用DH進行密鑰交換,創建完IKE SA後,所有後續的協商都將通過加密合完整性檢查來保護,phase 1幫助在對等體之間創建了一條安全通道,使後面的phase 2過程協商受到安全保護。

第二階段
快速模式
協商IPSEC SA使用的安全參數,創建IPSEC SA,使用AH或ESP來加密IP數據流
總結
第一階段作用-----對等體之間彼此驗證對方,並協商出IKE SA,保護第二階段中IPSEC SA協商過程
第二階段作用-----協商IPSEC 單向SA,爲保護IPS數據流而創建


主模式協商
IKE phase 1在IPSEC對等體間交換6條消息,這些消息的具體格式取決於使用的對等體認證方法

一,使用預共享密鑰進行驗證的主模式(6條)協商過程使用ISAKMP消息格式來傳遞(UDP 500)

第一階段
準備工作
在前2條消息發送以前,發送者和接受者必須先計算出各自的cookie(可以防重放和DOS***),這些cookie用於標識每個單獨的協商交換消息
cookie---RFC建議將源目IP,源目端口,本地生成的隨機數,日期和時間進行散列操作.cookie成爲留在IKE協商中交換信息的唯一標識,實際上cookie是用來防止DOS***的,它把和其他設備建立IPSEC所需要的連接信息不是以緩存的形式保存在路由器裏,而是把這些信息HASH成個cookie值

1&2消息
消息1---發送方向對等體發送一條包含一組或多組策略提議,在策略提議中包括5元組(加密算法,散列算法,DH,認證方法,IKE SA壽命)
消息2---接受方查看IKE策略消息,並嘗試在本地尋找與之匹配的策略,找到後,則有一條消息去迴應
注意!!!發起者會將它的所有策略發送給接受者,接受者則在自己的策略中尋找與之匹配的策略(對比順序從優先級號小的到大的)(默認策略實際就是個模版沒作用,如果認證只配置預共享的話,其他參數就會copy默認策略裏的)

在1&2消息中報錯可能出現的原因
1,peer路由不通
2,crypto iskmp key沒有設置
3,一階段的策略不匹配

3&4消息
這2條消息,用於交換DH的公開信息和隨機數
兩個對等體根據DH的公開信息都算出了雙方相等的密植後,兩個nonce連通預共享密鑰生成第一個skeyID
隨後便根據SKEY__ID來推算出其他幾個skeyID
skeyID_d---用來協商出後續IPSEC SA加密使用的密鑰的
skeyID_a---爲後續的IKE消息協商以及IPSEC SA協商進行完整性檢查(HMAC中的密鑰)
skeyID_e---爲後續的IKE消息協商以及IPSEC SA協商進行加密

5&6消息
這2條消息用於雙方彼此驗證,這個過程是受skeyID_e加密保護的
爲了正確生成密鑰,每一個對等體必須找到與對方相對應的預共享密鑰,當有許多對等體連接時,每一對對等體兩端都需要配置預共享密鑰,每一對等體都必須使用ISAKMP分組的源IP來查找與其對等體對應的預共享密鑰(此時由於ID還沒到,彼此先用HASH來彼此驗證對方)
HASH認證成分---SKEYID_a,cookieA,cookieB,preshare_key,SA paload,轉換集,策略

在5&6消息中報錯可能出現的原因
1,crypto iskmp key設置錯了

消息6--接受者處理過程
1,用skeyID_e對消息進行加密   2,用ID(源IP)查找出與共享密鑰 3,skeyID_a和preshare-key等一堆東西一起來計算HASH 4,和收到的HASH做比較


第二階段(3條)
phase 2的目標是協商IPSEC SA,而且只有一種模式,快速模式,快速模式的協商是受IKE SA保護的

1&2消息
消息1---發送方發送一條報文,其中包含HASH,IPSEC策略提議,NONCE和可選的DH,身份ID
HASH:是用於給接受方作完整性檢查的,用於再次認證對等體(必須)HASH的成分和5-6階段一樣
IPSEC策略提議:其中包括了安全協議,SPI,散列算法,隧道模式,IPSEC SA生命週期(必須)
NONCE:用於防重放***,還被用作密碼生成的材料,僅當啓用PFS時用到
ID:描述IPSEC SA是爲哪些地址,協議和端口建立的
PFS(利用DH交換,可選):用了PFS後就會在第二階段重新DH出個數據加密KEY,這個KEY和以前IKE協商出來的KEY沒有任何關係,然後由這個新KEY來加密數據,只有到這個IPSEC SA的生命週期後,會再次DH出新的KEY,這樣,安全性就提高了(普通等ipec SA過期或密鑰超時時,重新生成的數據加密密鑰還是根據以階段DH出來的skeyID_d衍生出來的)(PFS啓用後,數據加密部分使用的密鑰就沒有了衍生的過程)
DH:重新協商IPSEC SA實使用的密鑰(正常情況下IPSEC階段使用的密鑰都是由skeyID_d衍生而來,密鑰之間都有一定的關係,就算IPSEC SA超時,新的KEY還是和skeyID_d有一定的關係)


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