在IPSec虚拟专用网当中，提供数据源认证的协议是()。<br />

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第40题

知识点： IPSec 认证虚拟专用网

关键词：数据源协议虚拟专用网数据章/节： VPN 类型和实现技术

在IPSec 虚拟专用网当中，提供数据源认证的协议是()。

A. SKIP

B. IPAH

C. IPESP

D. ISAKMP

相关试题：VPN 实现技术（密码算法、秘钥管理、认证访问控制、IPSec协议、SSL协议等）

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第15题 2021年下半年

33%

密码算法可以根据密钥属性的特点进行分类，其中发送方使用的加密密钥和接收方使用的解密密钥不相同，并且从其中一个密钥难以推导..

第3题 2022年下半年

75%

近些年国密算法和标准体系受到越来越多的关注，基于国密算法的应用也得到了快速发展。以下国密算法中，属于分组密码算法的是(&nb..

第55题 2018年上半年

54%

以下关于IPSec协议的叙述中,正确的是（）。


知识点讲解
· IPSec · 认证 · 虚拟专用网

IPSec

IPSec是Internet Protocol Security的缩写。在TCP/IP协议网络中，由于IP协议的安全脆弱性，如地址假冒、易受篡改、窃听等，Internet工程组（IETF）成立了IPSec工作组，研究提出解决上述问题的安全方案。根据IP的安全需求，IPSec工作组制定了相关的IP安全系列规范：认证头（Authentication Header，简称AH）、封装安全有效负荷（Encapsulatin Security Payload，简称ESP）以及密钥交换协议。

IPAH

IP AH是一种安全协议，又称为认证头协议。其安全目的是保证IP包的完整性和提供数据源认证，为IP数据报文提供无连接的完整性、数据源鉴别和抗重放攻击服务。其基本方法是将IP包的部分内容用加密算法和Hash算法进行混合计算，生成一个完整性校验值，简称ICV（Integrity Check Value），同时把ICV附加在IP包中，如下图所示。

IP AH协议包格式

在TCP/IP通信过程中，IP包发送之前都事先计算好每个IP包的ICV，按照IP AH的协议规定重新构造包含ICV的新IP包，然后再发送到接收方。通信接收方在收到用IP AH方式处理过的IP包后，根据IP包的AH信息验证ICV，从而确认IP包的完整性和来源。IP认证头（AH）的信息格式如下图所示。

IP认证头（AH）的信息格式

IP ESP

IP ESP也是一种安全协议，其用途在于保证IP包的保密性，而IP AH不能提供IP包的保密性服务。IP ESP的基本方法是将IP包做加密处理，对整个IP包或IP的数据域进行安全封装，并生成带有ESP协议信息的IP包，然后将新的IP包发送到通信的接收方。接收方收到后，对ESP进行解密，去掉ESP头，再将原来的IP包或更高层协议的数据像普通的IP包那样进行处理。RFC 1827中对ESP的格式做了规定，AH与ESP体制可以合用，也可以分用。

IP AH和IP ESP都有两种工作模式，即透明模式（Transport mode）和隧道模式（Tunnel Mode）。透明模式只保护IP包中的数据域（data payload），而隧道模式则保护IP包的包头和数据域。因此，在隧道模式下，将创建新的IP包头，并把旧的IP包（指需做安全处理的IP包）作为新的IP包数据。

密钥交换协议

基于IPSec技术的主要优点是它的透明性，安全服务的提供不需要更改应用程序。但是其带来的问题是增加网络安全管理难度和降低网络传输性能。

IPSec还涉及密钥管理协议，即通信双方的安全关联已经事先建立成功，建立安全关联的方法可以是手工的或是自动的。手工配置的方法比较简单，双方事先对AH的安全密钥、ESP的安全密钥等参数达成一致，然后分别写入双方的数据库中。自动的配置方法就是双方的安全关联的各种参数由KDC（Key Distributed Center）和通信双方共同商定，共同商定的过程就必须遵循一个共同的协议，这就是密钥管理协议。目前，IPSec的相关密钥管理协议主要有互联网密钥交换协议IKE、互联网安全关联与密钥管理协议ISAKMP、密钥交换协议Oakley。

9.2.6SSL

SSL是Secure Sockets Layer的缩写，是一种应用于传输层的安全协议，用于构建客户端和服务端之间的安全通道。该协议由Netscape开发，包含握手协议、密码规格变更协议、报警协议和记录层协议。其中，握手协议用于身份鉴别和安全参数协商；密码规格变更协议用于通知安全参数的变更；报警协议用于关闭通知和对错误进行报警；记录层协议用于传输数据的分段、压缩及解压缩、加密及解密、完整性校验等。

SSL协议是介于应用层和TCP层之间的安全通信协议。其主要目的在于两个应用层之间相互通信时，使被传送的信息具有保密性及可靠性，如下图所示。SSL的工作原理是将应用层的信息加密或签证处理后经TCP/IP网络送至对方，收方经验证无误后解密还原信息。

SSL协议工作机制

如下图所示，SSL协议是一个分层协议，最底层协议为SSL记录协议（SSL Record Protocol），其位于传输层（如TCP）之上，SSL记录协议的用途是将各种不同的较高层协议（如HTTP或SSL握手协议）封装后再传送。另一层协议为SSL握手协议（SSL Handshake Protocol），由3种协议组合而成，包含握手协议（Handshake Protocol）、密码规格变更协议（Change Cipher Spec）及报警协议（Alert protocol），其用途是在两个应用程序开始传送或接收数据前，为其提供服务器和客户端间相互认证的服务，并相互协商决定双方通信使用的加密算法及加密密钥。

SSL协议组成示意图

SSL协议提供三种安全通信服务。

（1）保密性通信。握手协议产生秘密密钥（secret key）后才开始加、解密数据。数据的加、解密使用对称式密码算法，例如DES、AES等。

（2）点对点之间的身份认证。采用非对称式密码算法，例如RSA、DSS等。

（3）可靠性通信。信息传送时包含信息完整性检查，使用有密钥保护的消息认证码（Message Authentication Code，简称MAC）。MAC的计算采用安全杂凑函数，例如SHA、MD5。

SSL记录协议（record protocol）的数据处理过程如下图所示，其步骤如下：

（1）SSL将数据（data）分割成可管理的区块长度。

（2）选择是否要将已分割的数据压缩。

（3）加上消息认证码（MAC）。

（4）将数据加密，生成即将发送的消息。

（5）接收端将收到的消息解密、验证、解压缩，再重组后传送至较高层（例如应用层），即完成接收。

SSL记录协议数据处理示意图

认证

认证又分为实体认证和消息认证两种。实体认证是识别通信对方的身份，防止假冒，可以使用数字签名的方法。消息认证是验证消息在传送或存储过程中有没有被篡改，通常使用报文摘要的方法。

基于共享密钥的认证

如果通信双方有一个共享的密钥，则可以确认对方的真实身份。这种算法依赖于一个双方都信赖的密钥分发中心（Key Distribution Center，KDC），如下图所示，其中的A和B分别代表发送者和接收者，K_A、K_B分别表示A、B与KDC之间的共享密钥。

基于共享密钥的认证协议

认证过程如下：A向KDC发出消息{A，K_A（B，K_S）}，说明自己要与B通信，并指定了与B会话的密钥K_S。注意，这个消息中的一部分（B，K_S）是用K_A加密的，所以第三者不能了解消息的内容。KDC知道了A的意图后就构造了一个消息{K_B（A，K_S）}发给B。B用K_B解密后就得到了A和K_S，然后就可以与A用K_S会话了。

然而，主动攻击者对这种认证方式可能进行重放攻击。例如A代表雇主，B代表银行。第三者C为A工作，通过银行转账取得报酬。如果C为A工作了一次，得到了一次报酬，并偷听和复制了A和B之间就转账问题交换的报文，那么贪婪的C就可以按照原来的次序向银行重发报文2，冒充A与B之间的会话，以便得到第二次、第三次……报酬。在重放攻击中攻击者不需要知道会话密钥K_S，只要能猜测密文的内容对自己有利或是无利就可以达到攻击的目的。

基于公钥的认证

这种认证协议如下图所示。A向B发出E_B（A，R_A），该报文用B的公钥加密。B返回E_A（R_A，R_B，K_S），用A的公钥加密。这两个报文中分别有A和B指定的随机数R_A和R_B，因此能排除重放的可能性。通信双方都用对方的公钥加密，用各自的私钥解密，所以应答比较简单。其中的K_S是B指定的会话键。这个协议的缺陷是假定双方都知道对方的公钥。

基于公钥的认证协议

虚拟专用网

虚拟专用网络（Virtual Private Network，VPN）提供了一种通过公用网络安全地对企业内部专用网络进行远程访问的连接方式。与普通网络连接一样，VPN也由客户机、传输介质和服务器3部分组成，不同的是VPN连接使用隧道作为传输通道，这个隧道是建立在公共网络或专用网络基础之上的，如Internet或Intranet。

VPN可以实现不同网络的组件和资源之间的相互连接，利用Internet或其他公共互联网络的基础设施为用户创建隧道，并提供与专用网络一样的安全和功能保障。VPN允许远程通信方、销售人员或企业分支机构使用Internet等公共互联网络的路由基础设施以安全的方式与位于企业局域网端的企业服务器建立连接。VPN对用户端透明，用户好像使用一条专用线路在客户计算机和企业服务器之间建立点对点连接，进行数据的传输。

实现VPN的关键技术：

（1）安全隧道技术（tunneling）：隧道技术是一种通过使用互联网络的基础设施在网络之间传递数据的方式。使用隧道传递的数据（或负载）可以是不同协议的数据帧或包。隧道协议将这些其他协议的数据帧或包重新封装在新的包头中发送。新的包头提供了路由信息，从而使封装的负载数据能够通过互联网络传递。被封装的数据包在隧道的两个端点之间通过公共互联网络进行路由。被封装的数据包在公共互联网络上传递时所经过的逻辑路径称为隧道。一旦到达网络终点，数据将被解包并转发到最终目的地。隧道技术是指包括数据封装、传输和解包在内的全过程。

（2）加解密技术：VPN利用已有的加解密技术实现保密通信。

（3）密钥管理技术：建立隧道和保密通信都需要密钥管理技术的支撑，密钥管理负责密钥的生成、分发、控制和跟踪，以及验证密钥的真实性。

（4）身份认证技术：假如VPN的用户都要通过身份认证，通常使用用户名和密码，或者智能卡实现。

（5）访问控制技术：由VPN服务的提供者根据在各种预定义的组中的用户身份标识，来限制用户对网络信息或资源的访问控制的机制。

隧道技术可以分别以第2、3层隧道协议为基础。第2层隧道协议对应OSI模型中的数据链路层，使用帧作为数据交换单位。PPTP（Point to Point Tunneling Protocol，点对点隧道协议），L2TP（Layer Two Tunneling Protocol，第二层通道协议）和L2F（Level 2 Forwarding protocol，第2层转发）都属于第2层隧道协议，都是将数据封装在PPP帧中通过互联网络发送。第3层隧道协议对应OSI模型中的网络层，使用包作为数据交换单位。IPoverIP及IPSec（Internet Protocol Security，IP协议安全性）隧道模式都属于第3层隧道协议，都是将IP包封装在附加的IP包头中通过IP网络传送。

PPTP是一种支持多协议虚拟专用网络的网络技术。PPTP协议假定在PPTP客户机和PPTP服务器之间有连通并且可用的IP网络。因此如果PPTP客户机本身已经是IP网络的组成部分，那么即可通过该IP网络与PPTP服务器取得连接；而如果PPTP客户机尚未连入网络，比如在Internet拨号用户的情形下，PPTP客户机必须首先拨打NAS（Network Access Server，网络接入服务器）以建立IP连接。

L2TP是VPDN（Virtual Private Dail-up Network，虚拟专用拨号网络）技术的一种，专门用来进行第2层数据的通道传送，即将第2层数据单元，如点到点协议（Point-to-Point Protocol，PPP）数据单元，封装在IP或UDP载荷内，以顺利通过包交换网络（如Internet），抵达目的地。

如果需要在传输层实现VPN，则可使用TLS（Transport Layer Security，传输层安全协议）协议。TLS是确保互联网上通信应用和其用户隐私的协议。当服务器和客户机进行通信，TLS确保没有第三方能窃听或盗取信息。TLS是SSL的后继协议。TLS由两层构成：TLS记录协议和TLS握手协议。TLS记录协议使用机密方法（如DES）来保证连接安全。TLS记录协议也可以不使用加密技术。TLS握手协议使服务器和客户机在数据交换之前进行相互鉴定，并协商加密算法和密钥。

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