IPsec 互联网安全协议

一、简介

1.简述

互联网安全协议（英语：Internet Protocol Security，缩写为IPsec），是一个协议包，通过对IP协议的分组进行加密和认证来保护IP协议的网络传输协议族（一些相互关联的协议的集合）。

IPsec主要由以下协议组成：

一、认证头（AH），为IP数据报提供无连接数据完整性、消息认证以及防重放攻击保护；

二、封装安全载荷（ESP），提供机密性、数据源认证、无连接完整性、防重放和有限的传输流（traffic-flow）机密性；

三、安全关联（SA），提供算法和数据包，提供AH、ESP操作所需的参数。

2.作用

IPsec协议工作在OSI模型的第三层，使其在单独使用时适于保护基于TCP或UDP的协议（如安全套接子层（SSL）就不能保护UDP层的通信流）。这就意味着，与传输层或更高层的协议相比，IPsec协议必须处理可靠性和分片的问题，这同时也增加了它的复杂性和处理开销。相对而言，SSL/TLS依靠更高层的TCP（OSI的第四层）来管理可靠性和分片。

IPSec协议有两种封装模式：

传输模式。在传输模式下，AH或ESP被插入到IP头之后但在所有传输层协议之前，或所有其他IPSec协议之前。

隧道模式。在隧道模式下，AH或ESP插在原始IP头之前，另外生成一个新IP头放到AH或ESP之前。

传输模式用于两台主机之间的通讯，或者是一台主机和一个安全网关之间的通讯。在传输模式下，对报文进行加密和解密的两台设备本身必须是报文的原始发送者和最终接收者。

通常，在两个安全网关（路由器）之间的数据流量，绝大部分都不是安全网关本身的通讯量，因此在安全网关之间一般不使用传输模式，而总是使用隧道模式。在一个安全网关被加密的报文，只有另一个安全网关能够解密。因此必须对IP报文进行隧道封装，即增加一个新的IP头，进行隧道封装后的IP报文被发送到另一个安全网关，才能够被解密。

二、报文

1.报文格式

AH(AuthenticationHeader) 协议。

ESP(EncapsulatedSecurityPayload) 协议。

AH+ESP

IKE（密钥管理协议） Header Format