【计算机网络】传输层安全协议 现在广泛使用的有两个协议： 安全套接字层 SSL (Secure Socket Layer) 运输层安全 TLS (Transport Layer Security) SSL作用在端系统应用层的HTTP和运输层之间，在TCP之上建立起一个安全通道，为通过TCP传输的应用层数据提供安全保障。 在SSL 3.0的基础上设计了TLS协议，为所有基于TCP的网络应用提供安全数据传输服务。 在未使用SSL时，应用层的应用程序的数据是通过TCP套接字与运输层进行交互的。 在使用SSL时： 因为SSL增强了TCP服务，因此SSL应该是运输层协议。然而实际上，需要使用安全运输的应用程序(如HTTP)却把SSL驻留在应用层。 在应用程序下面多了一个SSL子层，而在应用程序和SSL子层之间，还有一个SSL套接字，其作用和以前讲过的TCP套接字相似，是应用程序和SSL子层的应用编程接口API。 SSL提供的安全服务： SSL服务器鉴别：允许用户证实服务器的身份。支持SSL的客户端通过验证来自服务器的证书，来鉴别服务器的真实身份并获得服务器的公钥。 SSL客户鉴别：允许服务器正式客户身份 加密的SSL会话：对报文进行加密，并检测报文是否被篡改 简要过程如下： 协商加密算法 第①步：$A \to B$，发送SSL版本号和可选加密算法； 第②步：$B \to A$，选择算法并告知A。 服务器鉴别 第③步：$B \to A$，发送包含其RSA公钥的数字证书。 第④步：A使用认证机构CA公开发布的RSA公钥对证书进行验证。 会话密钥计算 第⑤步：$A \to B$，随机生成一个秘密数，用B的RSA公钥进行加密后发送给B。 第⑥步：双方根据算法产生共享的对称会话密钥。 安全数据传输 第⑦步：双方用会话密钥加密和解密它们之间传送的数据并验证其完整性。

【计算机网络】网络层安全协议 IPsec 协议族 VPN中传送的信息是加密的，提供这种加密服务的是IPsec IPsec(IP security)是能够在IP层提供互联网通信安全的协议族。 它允许通信双方选择合适的算法和参数，为保证互操作性，IPsec还包含了一套加密算法，所有IPsec的实现都必须使用。 IPsec协议族中的协议可划分为： IP安全数据包格式的两个协议 鉴别首部AH协议：提供源点鉴别和数据完整性，但不能保密 封装安全有效载荷ESP协议：提供源点鉴别、数据完整性和保密 有关加密算法的三个协议 互联网密钥交换IKE协议 （AH协议的功能都已包含在ESP协议中） 所谓“安全数据报”是指数据报的数据部分是经过加密的，并能够被鉴别的。 使用ESP或者AH协议的IP数据报称为IP安全数据报（或IPsec数据报），工作方式有两种： 运输方式(transport mode)。运输方式实在整个运输层报文前后分别添加若干控制信息，再加上IP首部，构成IP安全数据报。 隧道方式(tunnel mode)。隧道方式实在原始的IP数据报前后分别添加若干控制信息，再加上新的IP首部，构成IP安全数据报。 目前使用最多的就是隧道方式。 通常把数据报的数据部分称为数据报的有效载荷(payload)。 安全关联 安全关联SA(Security Association)：在发送IP安全数据报之前，在源实体和目的实体之间建立的一条网络层的逻辑链接 建立安全关联后，传统的无连接的网络层就变成了一个具有逻辑链接的一个层。 安全关联是源点到终点的单向连接。 建立安全关联SA的路由器或者主机，必须维护这条SA的状态信息： 一个32位的连接标识符，称为安全参数索引SPI(Decurity Parameter Index) 安全关联SA的源点和终点的IP地址 所使用的加密类型（例如，DES或者AES） 加密的密钥 完整性检查的类型（例如：使用MD5或者SHA-1的报文鉴别码MAC） 鉴别使用的密钥 IP安全数据包的格式 ESP尾部。用0填充，填充原因：数据加密时一般要求数据块长度是若干字节的整数倍。“下一个首部”字段的值表明在接收端，ESP的有效载荷应该交给什么样的协议来处理。 加密的部分。按照SA声明的加密算法和密钥，对ESP的有效载荷和ESP尾部进行加密。 ESP首部。ESP首部有两个32位字段： 第一个字段存放安全参数索引SPI，通过同一个SA的所有IP安全数据报都使用同样的SPI值。 第二个字段是序号，鉴别要用到这个序号，它用来防止重放攻击。 鉴别的部分。按照SA声明的算法和密钥，对ESP首部和加密的部分生成报文鉴别码MAC。 报文鉴别码MAC。所生成的报文鉴别码MAC添加在ESP尾部的后面，和ESP首部、ESP的有效载荷、ESP尾部一起，构成IP安全数据报的有效载荷。 新的IP首部。通常为20字节长，和普通的IP数据报的首部的格式是一样的。需要注意的是，首部中的协议字段的值是50，表明在接收端，首部后面的有效载荷应交给ESP协议来处理。 收到IP安全数据报后，先检查首部中的目的地址。发现目的地址正确，继续处理这个IP安全数据报： 找到IP首部的协议字段值（现在是50），把IP首部后面的所有字段（即IP安全数据报的有效载荷）都用ESP协议进行处理。先检查ESP首部中的安全参数索引SPI，以确定收到的数据报属于哪一个安全关联SA （因为可能有多个安全关联）。 接着计算报文鉴别码MAC，看是否和ESP尾部后面添加的报文鉴别码MAC相符。 再检验ESP首部中的序号，以证实有无被入侵者重放。 接着用这个安全关联SA对应的加密算法和密钥，对已加密的部分进行解密。 再根据ESP尾部中的填充长度，去除发送端填充的所有0，还原出加密前的ESP有效载荷，也就是发送的原始IP数据报。 IPsec的其他构件 安全关联数据库SAD(Security Association Database) 存放安全关联SA 安全策略数据库SPD(Security Policy Database) 指明什么样的数据报需要进行IPsec处理 互联网密钥交换IKE (Internet Key Exchange)协议 用于大型的、地理位置分散的系统 是为IP安全数据报创建安全关联SA IKEv2以另外三个协议为基础 Oakley— 是个密钥生成协议［RFC 2412］。 安全密钥交换机制SKEME (Secure Key Exchange Mechanism)是用于密钥交换的协议。它利用公钥加密来实现密钥交换协议中的实体鉴别。 互联网安全关联和密钥管理协议ISAKMP (Internet Secure Association and KeyManagement Protocol) — 用于实现IK E中定义的密钥交换，使IKE的交换能够以标准化、格式化的报文创建安全关联SA。