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Window系统中IPSec协议配置及数据包分析

一、传输模式的实现
1.启动vmware,建立两个windows server 2003虚拟机
2.
IP1:192.168.72.128 IP2:192.168.72.13
2. 新建本地安全策略 IP安全策略-1(用作IPSec传输模式)
1
3编辑安全策略-1的属性,新建IP安全规则
4.设置安全规则的模式(传输模式)
5.设置对所有网络连接都是用这个安全策略新建并设置IP筛选器列表7.设置源地址为我的IP地址,目标地址为192.168.72.131
8添加筛选器操作,选用不同的加密模式
9.设置共享密钥的密码。

10.完成,设置刚刚创建的规则为当前IP策略的规则查看当前规则的基本信息
11.完成后,指派当前的安全策略。

12.在另一台机器上新建安全策略,将源地址和目标地址分别设为本机和192.168.72.128,设置筛选器操作以及共享密钥必须跟第一台机器上的设置完全相通
不指派查看结果
.
13.
14.指派一方IP策略查看结果
15.双方指派IP策略查看结果
二、隧道模式的实现
1.添加两个筛选器列表
2.采用同样的方式设置筛选器列表in和筛选器列表out的操作
3.不同的地方是,指定IP为192.168.72.128,out策略的隧道终点的IP地址为192.168.72.131
4. In策略的隧道终点为本身IP,指定IP为192.168.72.131,out策略的隧道终点的IP地址为192.168.72.128 In策略的隧道终点为本身IP
5.
6.同时设置筛选器目标地址和源地址的IP
规则:
IP:192.168.72.128 筛选器out 源地址:本身目标地址:192.168.72.131
筛选器in 源地址:192.168.72.131 目标地址:本身IP:192.168.72.131 筛选器out 源地址:本身目标地址:192.168.72.128
筛选器in 源地址:192.168.72.128 目标地址:本身
指派双方的安全策略,查看结
二. 抓包分析isakmp协议过程
A. 第一阶段主模式原理分析
MM 模式下:6个包1-2包:双方互相提供可以实现的isakmp参数,包括
以下内容1-2 包:双方互相提供可以实现的Isakmp参数包括下面的内容
1 对端ip
2 authentication 方式:presharekey CA 等
3 加密类型des 3des aes
4 hash md
5 sha-1
5 DH 1,2.7
3-4 包通过DH算法产生可以密钥
1 给isakmp phase 1 阶段使用
2 给ISakmap phase2 阶段使用
5-6 包验证对等体的身份,建立isakmp sa
1 共享密钥
2 CA
3 NO-nonce
MM模式下要配置参数在
1 cryipsec isakmp key cisco address X.x.X.X-----配置共享密钥
2 authentication 方式:presharekey CA 等
3 加密类型des 3des aes
4 hash md
5 sha-1
5 DH 1,2.7
第1-2个数据包
1.作用
(1)通过数据包源地址确认对端体的和合法性。

(2)协商IKE策略
2.第一个包的格式
通过比较收到的数据包的源地址和本端配置的CRYPTO ISAKMP KEY 密码 address IP 中的IP 是否相等验证合法性。

相等就接收设个包,不相等就丢弃。


通过上图可以看出,模式是主模式,载荷类型是SA,数目是一个,内容是IKE策略。

3.第二个包
通过上面的图可以看出是协商后的策略。

第3-4个数据包
1.作用
(1)通过协商DH产生第一阶段的密码。

2 第三个包格式
从上图可看出模式主模式,载荷类型是密钥交换和厂商载荷。

说明:
DH是一种非对称密钥算法,基于一个知名的单项函数,A=Ga mode p 这个函数的特点是在G 和p 很多的情况下已知a求A很容易,反之基本不可能。

关于这个算法详情可以参考网络上的相关文章。

IPSEC就是通过这种方式,协商密钥的。

有了这个秘密就可以通过衍生算法得到密钥和HMAC吃了IKE的密钥,感兴趣的密钥也从这个密钥衍生出来的,所以说这个密钥是IPSEC的始祖。

3.第四个包基本这第三个相同
第5-6个数据包
1.作用
这个过程主要任务是认证。

(通过1-2和3-4的协商已经具备策略和密钥所以这个阶段已经在安全环境中进行了)
2.第五个包的格式
从上图可以看出,模式只主模式,载荷联系身份认证,FLAGS这个开源参考IETF IP 安全标识数据的特定细节。

(这些已经比较难了)
3.第六个包格式
说明此文档只是验证了共享密钥的验证方法,证书验证在以后的文章中给出。

第二阶段快速模式3个包
●1 对MM模式的IKE参数做加密验证
●2 交换IPSEC 转换集—transformer-set
●3 接受者确认发起者提出的参数,并建立ipsec sa
1.作用
●在安全的环境中协商处理感兴趣流的策略。

●主要包括:
●(1)感兴趣流
●(2)加密策略
●(3)散列函数
●(4)封装协议
●(5)封装模式
●(6)密钥的有效期
2.第一个包
发送方会把感兴趣流和相关的IPSEC策略发给对方,有对方选择合适的策略。

●从上图可以看出模式是快速模式,类型是HASH载荷,已经是安全环境
了。

●由于是加密的数据,所以在这里看不出具体的内容。

3.第二三个包
●由于是加密数据包在此看不出什么。

其实在第二三包中已经有了个SPI,
●说明:SPI简单的说就是一个字段,用于唯一标识一个IPSEC SA。

●另外第一阶段的SA是双向的,这个阶段(快速模式)的SA是单向的。

●也就是说进入和出去使用不同SA。

●还有一点就SPI是由目的设备决定,以为发送方接收的SPI是接收方产
生的。


2个阶段有什么联系和区别:
●1 MM模式成功建立一个可以信赖的isakmp sa 并利用DH算法产生用于
1.2 需要使用的密钥,实际上位2阶段做准备
●2 实际在加密中使用的SA是2阶段的ipsec sa 而不是1阶段的sa
●3 MM 模式的sa lifetime 24h 在Qm模式下是1h
●4 在MM阶段并未使用AH ESP 只有在QM模式才使用AH ESP 因此
IPSEC的实际应有在2阶段
●5 主模式MM_SA,为建立信道而进行的安全关联快速模式QM_SA,
为数据传输而建立的安全关联

●安全关联SA(Security Association)是单向的,在两个使用IPSec的实
体(主机或路由器)间建立的逻辑连接,定义了实体间如何使用安全
服务(如加密)进行通信。

它由下列元素组成:
●安全参数索引SPI;
●IP目的地址;
●安全协议
三.实验遇到的问题及其解决方法
●在传输模式的配置中指派策略后ping不通。

●解决方法:查看策略中筛选器列表所有加密算法及其顺序,发现不是完
全相同,修改后问题解决。

●在隧道模式配置中指派策略ping不通。

●解决方法:查看筛选器列表in,out的目标地址和源地址是否设置正确,
因为有四种筛选器,所以配置起来容易出错。

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