目录
基本概念
安全联盟SA
IPSec对等体
基本概念
SA建立方式
SA唯一标识符
安全协议
协议类型比较
AH： 报头验证协议
ESP：封装安全载荷协议
协议比较
报文封装模式
传输模式
封装模式
加解密、验证算法
加解密
验证
密钥交换
密钥交换方式（同SA建立方式）
带外共享密钥
使用密钥分发协议
基本概念
IPSec是IETF（Internet Engineering Task Force）制定的一组开放的网络安全协议。它并不是一个单独的协议，而是一系列为IP网络提供安全性的协议和服务的集合
安全联盟SA
IPSec对等体
运行IPSec协议的两个端点称为IPSec对等体
基本概念
SA是通信对等体间对某些要素的约定
SA定义了IPSec对等体间将使用的安全协议、数据封装模式、验证算法、加密算法、密钥、SA生存周期等参数。
IPSec安全传输数据的前提是在IPSec对等体之间成功建立安全联盟
SA建立方式
| 手工方式建立SA | IKE自动协商方式建立SA | |
| SPI生成方式 | 手工配置SPI | SPI随机生成 |
| SA参数生成方式 | 手工建立SA所需的全部参数（加密、验证密钥等） | 建立SA的参数由DH算法生成 |
| SA生存周期 | 永久存在 | 生存周期由双方配置的生存周期参数控制 |
- IPSec SA的建立是单向的，并且其SA的个数还与安全协议有关
- 当只使用AH或ESP来保护两个对等体之间的流量，则对等体之间就有两个SA，每个方向上一个。
- 如果对等体同时使用了AH和ESP，那么对等体之间就需要四个SA，每个方向上两个，分别对应AH和ESP。
SA唯一标识符
通过以下三元组来进行唯一标识
安全参数索引SPI
SPI是一个32位比特的数值，指向一张安全关联表指针。封装在AH和ESP头部中
目的IP地址
目前仅允许单播地址，是SA的目的端点地址
安全协议号
标识是AH还是ESP
安全协议
IPSec使用两种IP传输层的安全协议对传输报文进行封装来提供认证、加密等安全服务
协议类型比较
AH： 报头验证协议
在每一个数据包的标准IP报头后面添加一个AH报文头
ESP：封装安全载荷协议
在每一个数据包的标准IP报头后面添加一个ESP报文头，并在数据包后面增加一个ESP尾部
协议比较
报文封装模式
主要分为传输模式和隧道模式，将AH或者ESP的相关字段插入到原始IP报文中，以实现对报文的认证和加密。
传输模式
AH头或ESP头被插入到IP头与传输层协议之间
由于未添加额外的IP头，所以原始报文中的IP地址再加密后的报文中可见
封装模式
AH头或ESP头被插到IP头（旧IP头）之前，另外再AH头或ESP头前再生成一个新的IP头
由于添加额外的IP头，所以原始报文中的IP地址再加密后的报文中不可见
加解密、验证算法
加解密
——IPSec采用对称加密算法进行数据加密和解密
验证
——加密后的报文通过HMAC生成数字签名，将数字签名填写在ICV字段（AH头或ESP头部中的认证字段）中发送过去
密钥交换
在网络中安全的共享对称密钥，实现加密、验证等
密钥交换方式（同SA建立方式）
带外共享密钥
在发送、接收端手工配置密钥进行交换，手工建立SA
使用密钥分发协议
IKE使用DH在网络上安全的分发密钥，动态建立SA
IKE下章详细介绍
