(2) 第二阶段,用在第一阶段建立的IKE SA为IPsec协商安全服务,即为IPsec协商IPsec SA,建立用于最终的IP数据安全传输的IPsec SA。
如图2-2所示,第一阶段主模式的IKE协商过程中包含三对消息,具体内容如下:
- 第一对消息完成了SA交换,它是一个协商确认双方IKE安全策略的过程;
- 第二对消息完成了密钥交换,通过交换Diffie-Hellman公共值和辅助数据(如:随机数),最终双方计算生成一系列共享密钥(例如,认证密钥、加密密钥以及用于生成IPsec密钥参数的密钥材料),并使其中的加密密钥和认证密钥对后续的IKE消息提供安全保障;
- 第三对消息完成了ID信息和验证数据的交换,并进行双方身份的认证。
野蛮模式交换与主模式交换的主要差别在于,野蛮模式不提供身份保护,只交换3条消息。在对身份保护要求不高的场合,使用交换报文较少的野蛮模式可以提高协商的速度;在对身份保护要求较高的场合,则应该使用主模式。
IKE的安全机制
IKE可以在不安全的网络上安全地认证通信双方的身份、分发密钥以及建立IPsec SA,具有以下几种安全机制。
IKE的身份认证机制用于确认通信双方的身份。设备支持三种认证方法:预共享密钥认证、RSA数字签名认证和DSA数字签名认证。
- 预共享密钥认证:通信双方通过共享的密钥认证对端身份。
- 数字签名认证:通信双方使用由CA颁发的数字证书向对端证明自己的身份。
DH算法是一种公共密钥算法,它允许通信双方在不传输密钥的情况下通过交换一些数据,计算出共享的密钥。即使第三方(如黑客)截获了双方用于计算密钥的所有交换数据,由于其复杂度很高,也不足以计算出双方的密钥。
PFS(Perfect Forward Secrecy,完善的前向安全性)是一种安全特性,它解决了密钥之间相互无关性的需求。由于IKE第二阶段协商需要从第一阶段协商出的密钥材料中衍生出用于IPsec SA的密钥,若攻击者能够破解IKE SA的一个密钥,则会非常容易得掌握其衍生出的任何IPsec SA的密钥。使用PFS特性后,IKE第二阶段协商过程中会增加一次DH交换,使得IKE SA的密钥和IPsec SA的密钥之间没有派生关系,即使IKE SA的其中一个密钥被破解,也不会影响它协商出的其它密钥的安全性。
2.3 协议规范
与IKE相关的协议规范有: