IPSec远程访问VPN的安全策略研究
出处：论文网
时间：2007-01-18
［摘 要］VPN技术应用日益广泛，IPSec已成为实现VPN的主要方式。文章对IPSec相关协议进行分析的基础上，针对IPSec协议族在安全策略方面的不足，提出在远程访问模型中使用集中试策略管理并对该管理系统进行了研究。
［关键词］PSec VPN；安全策略数据库；安全关联数据库；安全策略
1引 言
随着Internet等公共网络的迅速发展和国际经济一体化的发展趋势，企业内部及企业间通过网络传递信息的需求越来越多。如何以最低的费用保障通信的安全与高效，是企业极其关注的问题。流行的解决方案是利用隧道技术，在Internet等不安全的公共网络上建立安全的虚拟专用网络，即虚拟专用网（VPN）。
IPSec是实现VPN的一种协议，正在得到越来越广泛的应用，将成为虚拟专用网的主要标准。尽管IPSec已经是一种包容极广、功能极强的IP安全协议，但却仍然不能算是适用于所有配置的一套极为完整的方案，其中仍然存在一些需要解决的问题。本文对IPSec相关协议进行分析的基础上，针对IPSec协议族在安全策略方面的不足，提出在远程访问模型中使用集中试策略管理，并对该管理系统进行了研究。
2 IPSec VPN
IPSec协议为IPv4和IPv6提供可互操作的、高质量的、基于加密体制的安全方案。包括访问控制、无连接的完整性、数据源认证、防止重播攻击、信息加密和流量保密等安全服务。所有这些服务都建立在IP层，并保护上层的协议。这些服务通过使用两个安全协议：认证头AH[RFC2402]和封装安全载荷ESP[RFC2406]，以及通过使用加密密钥管理过程和协议来实现。这些加密密钥管理过程和协议包括Internet安全联盟（SA）和密钥管理协议（ISAKMP）[RFC2408]以及Internet密钥交换协议（IKE）[RFC2409]。
2.1 认证头（AH）协议。协议的目的是用来增加IP数据包的安全性。AH协议提供无连接的完整性、数据源认证和抗重播保护服务。
2.2 封装安全载荷（ESP）协议。协议的目的和认证头（AH）一样，是用于提高IP的安全性。ESP提供数据保密、数据源认证、无连接完整性、抗重播服务和有限的数据流保护。
AH和ESP协议都支持两种工作模式：传输模式和隧道模式。传输模式为上层协议提供安全保护，保护的是IP包的有效载荷或者说保护的是上层协议（如TCP、UDP和ICMP）。隧道模式是为整个IP包提供保护。
2.3 Internet安全联盟密钥管理协议（ISAKMP）。协议定义了协商、建立、修改和删除SA的过程和包格式。ISAKMP提供了一个通用的SA属性格式框架和一些可由不同密钥交换协议使用的协商、修改、删除SA的方法。ISAKMP被设计为密钥交换无关的协议；并没有让它受限于任何具体的密钥交换协议、密码算法、密钥生成技术或认证机制。
2.4 IKE。IKE是一个以受保护的方式为SA协商并提供经认证的密钥信息的协议。IKE是一个混合协议，它使用到了三个不同协议的相关部分：Internet安全联盟和密钥管理协议（ISAKMP）[MSST98]、Oakley密钥确定协议[Orm98]和SKEME[Kra96]。IKE为IPSec双方提供用于生成加密密钥和认证密钥的密钥信息。同样，IKE使用ISAKMP为其他IPSec（AH和ESP）协议协商SA。
2.5 安全联盟(SA)。SA的概念是IPSec密钥管理的基础。AH和ESP都使用SA，而且IKE协议的主要功能就是建立和维护SA。SA是两个通信实体经过协商建立起来的一种简单的“连接”，规定用来保护数据的IPSec协议类型、加密算法、认证方式、加密和认证密钥、密钥的生存时间以及抗重播攻击的序列号等，为所承载的流量提供安全服务。
IPSec的实现必须维护以下两个与SA相关的数据库：安全策略数据库（SPD），指定给IP数据流提供的安全服务，主要根据源地址、目的地址、入数据还是出数据等确定。SPD有一个排序的策略列表，针对入数据和出数据有不同的数据项。这些数据项可以指定某些数据流必须绕过IPSec处理，一些必须被丢弃或经过IPSec处理等策略；安全联盟数据库（SAD）,包含每一个SA的参数信息，如AH或ESP算法和密钥、序列号、协议模式以及SA的生命周期。对于出数据的处理，有一个SPD数据项包含指向某个SAD数据项的指针。也就是说，SPD决定了一个特定的数据包使用什么样的SA。对于入数据的处理，由SAD来决定如何对特定的数据包作处理。
3 IPSec策略管理分析与设想
3.1 IPSec VPN中的策略管理
在一个IPSec中，IPSec功能的正确性完全依据安全策略的正确制定与配置。传统的方法是通过手工配置IPSec策略，这种方式在大型的分布式网络中存在效率低、易出错等问题。而一个易出错的策略将可能导致通讯的阻塞和严重的安全隐患。而且，既使每个安全域策略的制订是正确的，也可能会在不同的安全域中，由于策略之间的交互，出现在局部范围内安全策略的多样性，从而造成端到端间通讯的严重问题。
［关键词］PSec VPN；安全策略数据库；安全关联数据库；安全策略
1引 言
随着Internet等公共网络的迅速发展和国际经济一体化的发展趋势，企业内部及企业间通过网络传递信息的需求越来越多。如何以最低的费用保障通信的安全与高效，是企业极其关注的问题。流行的解决方案是利用隧道技术，在Internet等不安全的公共网络上建立安全的虚拟专用网络，即虚拟专用网（VPN）。
IPSec是实现VPN的一种协议，正在得到越来越广泛的应用，将成为虚拟专用网的主要标准。尽管IPSec已经是一种包容极广、功能极强的IP安全协议，但却仍然不能算是适用于所有配置的一套极为完整的方案，其中仍然存在一些需要解决的问题。本文对IPSec相关协议进行分析的基础上，针对IPSec协议族在安全策略方面的不足，提出在远程访问模型中使用集中试策略管理，并对该管理系统进行了研究。
2 IPSec VPN
IPSec协议为IPv4和IPv6提供可互操作的、高质量的、基于加密体制的安全方案。包括访问控制、无连接的完整性、数据源认证、防止重播攻击、信息加密和流量保密等安全服务。所有这些服务都建立在IP层，并保护上层的协议。这些服务通过使用两个安全协议：认证头AH[RFC2402]和封装安全载荷ESP[RFC2406]，以及通过使用加密密钥管理过程和协议来实现。这些加密密钥管理过程和协议包括Internet安全联盟（SA）和密钥管理协议（ISAKMP）[RFC2408]以及Internet密钥交换协议（IKE）[RFC2409]。
2.1 认证头（AH）协议。协议的目的是用来增加IP数据包的安全性。AH协议提供无连接的完整性、数据源认证和抗重播保护服务。
2.2 封装安全载荷（ESP）协议。协议的目的和认证头（AH）一样，是用于提高IP的安全性。ESP提供数据保密、数据源认证、无连接完整性、抗重播服务和有限的数据流保护。
AH和ESP协议都支持两种工作模式：传输模式和隧道模式。传输模式为上层协议提供安全保护，保护的是IP包的有效载荷或者说保护的是上层协议（如TCP、UDP和ICMP）。隧道模式是为整个IP包提供保护。
2.3 Internet安全联盟密钥管理协议（ISAKMP）。协议定义了协商、建立、修改和删除SA的过程和包格式。ISAKMP提供了一个通用的SA属性格式框架和一些可由不同密钥交换协议使用的协商、修改、删除SA的方法。ISAKMP被设计为密钥交换无关的协议；并没有让它受限于任何具体的密钥交换协议、密码算法、密钥生成技术或认证机制。
2.4 IKE。IKE是一个以受保护的方式为SA协商并提供经认证的密钥信息的协议。IKE是一个混合协议，它使用到了三个不同协议的相关部分：Internet安全联盟和密钥管理协议（ISAKMP）[MSST98]、Oakley密钥确定协议[Orm98]和SKEME[Kra96]。IKE为IPSec双方提供用于生成加密密钥和认证密钥的密钥信息。同样，IKE使用ISAKMP为其他IPSec（AH和ESP）协议协商SA。
2.5 安全联盟(SA)。SA的概念是IPSec密钥管理的基础。AH和ESP都使用SA，而且IKE协议的主要功能就是建立和维护SA。SA是两个通信实体经过协商建立起来的一种简单的“连接”，规定用来保护数据的IPSec协议类型、加密算法、认证方式、加密和认证密钥、密钥的生存时间以及抗重播攻击的序列号等，为所承载的流量提供安全服务。
IPSec的实现必须维护以下两个与SA相关的数据库：安全策略数据库（SPD），指定给IP数据流提供的安全服务，主要根据源地址、目的地址、入数据还是出数据等确定。SPD有一个排序的策略列表，针对入数据和出数据有不同的数据项。这些数据项可以指定某些数据流必须绕过IPSec处理，一些必须被丢弃或经过IPSec处理等策略；安全联盟数据库（SAD）,包含每一个SA的参数信息，如AH或ESP算法和密钥、序列号、协议模式以及SA的生命周期。对于出数据的处理，有一个SPD数据项包含指向某个SAD数据项的指针。也就是说，SPD决定了一个特定的数据包使用什么样的SA。对于入数据的处理，由SAD来决定如何对特定的数据包作处理。
3 IPSec策略管理分析与设想
3.1 IPSec VPN中的策略管理
在一个IPSec中，IPSec功能的正确性完全依据安全策略的正确制定与配置。传统的方法是通过手工配置IPSec策略，这种方式在大型的分布式网络中存在效率低、易出错等问题。而一个易出错的策略将可能导致通讯的阻塞和严重的安全隐患。而且，既使每个安全域策略的制订是正确的，也可能会在不同的安全域中，由于策略之间的交互，出现在局部范围内安全策略的多样性，从而造成端到端间通讯的严重问题。
- 上一篇：浅谈网络银行存在的几个问题
- 下一篇：浅谈互联网的发展与隐私权保护
