IPSEC协议及当中IKE协商加解密原理

散列函数：也叫Hash函数，主要是为保证数据完整性，主流算法有MD5、SHA-1。

散列值：通过散列函数计算得到的结果

对称密钥算法：使用相同的密钥与算法对数据进行加解密运算 - 优点：速度快、安全、紧凑 - 缺点：容易被中途劫持和窃听；参与者越多，密钥数据更多（ [n*(n-1)]/2）；密钥存储与管理麻烦；不支持数字签名和不可否认性；如何把密钥发送给通信双方； - 主流协议：DES、3DES、AES、RC4 - 加密解决方案中不单纯使用对称加密

非对称密钥算法：用一个密钥加密数据，只能用另一个密钥数据的加解密运算 • 使用非对称密钥技术前，都预先使用非对称密钥算法（如：RSA）算出一个公钥（共享的）和私钥（私有的） • 仅用于密钥交换（加密密钥）和数字签名（加密散列） - 优点：不担心公钥被劫持、密钥数目与参与者数目相同、交换公钥前无需预先建立某种信任关系、支持数字签名和不可否认性 - 缺点：加密速度非常慢、密文变长（几乎是源文的2倍）； - 主流协议：RSA（数字签名和数字证书的主流协议）、DH（ IPSec产生密钥资源的主要协议）、ECC（椭圆曲线算法） - 加密解决方案中不单纯使用对称加密
一句话总结：私钥是个人手里的，公钥是共享大家使用的，从使用者的角度出发去看使用方式就非常好区分了，对称加密：加密解密都是用相同的秘钥，非对称加密：加密和解密用的是不同的秘钥，至于要用公钥或者私钥去加密/解密，具体看需求而做。

IPSec有两种封装协议： - ESP（安全负荷封装，Encapsulation Security Payload） - AH（源认证头部，Authentication Header）

ESP的IP协议号为50 • 为数据提供加密、完整性和源认证的保护，也能抵御防重放攻击（反复发送相同包，消耗目的主机资源） • 只能保护IP负载数据，不对原始IP头部做任何防护 • ESP能对ESP头部到ESP尾部的所有数据进行HMAC验证

AH的IP协议号为51 • 只能为数据提供完整性和源认证的安全服务，能抵御重放攻击 • 不能提供私密性服务 • 实际部署IPSec VPN时很少单独使用AH（最初是为IPv6设计使用的）

SHA1是由NISTNSA设计为同DSA一起使用的，它对长度小于264的输入，产生长度为160bit的散列值，因此抗穷举(brute-force)性更好,而SHA-1基于MD5，MD5又基于MD4.

一直以为HMACSHA1和SHA1没有任何区别，直到现在才发现它俩不是完全一样的。 HMAC的百度百科解释： “HMAC是密钥相关的哈希运算消息认证码（Hash-basedMessageAuthenticationCode）,HMAC运算利用哈希算法，以一个密钥和一个消息为输入，生成一个消息摘要作为输出。”可以看出，HMAC是需要一个密钥的。所以，HMACSHA1也是需要一个密钥的，而SHA1不需要,这里不再对算法深入研究了

预共享秘钥主要是验证身份信息的，验证身份信息的方式有两种，预共享秘钥和数字证书，用于IKE第一阶段，认证对等体是否合法，而与加密算法的区别是，加密算法是对数据进行加密，这是两回事，以前一直在混淆呢。

传统使用都是使用隧道模式，隧道模式的加密点不等于通信点，加密点之间的网络需要打通，所以企业局域网大都是用外网边界设备来开启IPSEC VPN，IPSec VPN用于加密数据的密钥，默认是1个小时（3600 秒）就要更新一次 • 下一次更新使用的密钥，是由当前这个小时使用的密钥，通过一系列算法衍生出来的，这种密钥更新方法叫做完美向前保密PFS（Perfect Forward Security） - Cisco IPSec VPN一旦启用了PFS，则每次更新都用一次全新的 DH交换产生下一小时的加密密钥

IKE：具体执行IPSec VPN预先协商的加密算法、散列函数、封装协议和模式、密钥有效期等内容的任务的协议

IKE的两个阶段： - 第一阶段协商的主要目的：对建立IPSec的双方进行认证，确保只有合法的对等体（peer）才能建立IPSec VPN ；第二阶段协商的主要目的：根据需要加密的实际流量（感兴趣流量），来协商保护这些流量的策略

感兴趣流量：到达IPSec VPN设备，需要被做加解密通信的流量 • 如果流量没有被归类到感兴趣流量，则数据部做加密而转发到Internet

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