EP: 公钥加密 DP: 公钥解密 EC: 常规加密 DC: 常规解密 Z: 用ZIP算法进行数据压缩 Z-1：解压缩
小结

网络安全概述

提供机密性、完整性、真实性等安全服务的网络协议 为IP网络通信提供透明的安全服务，保护 已广泛用于Web浏览器与服务器之间的身份认证和加密数据 传输 安全电子邮件
封装安全载荷协议

ESP报文格式
密钥交换协议IKE

安全参数与密钥

安全关联(SA)是通信双方对交换和保护数据的相关 方法和参数的约定 IKE负责建立和管理SA IKE负责为AH和ESP协议生成相关密钥

IKE的功能

密钥交换协议IKE

IPSec体系结构
IPSec安全传输技术

传输模式
EP: 公钥加密 DP: 公钥解密 EC: 常规加密 DC: 常规解密 Z: 用ZIP算法进行数据压缩 Z-1：解压缩
PGP提供机密性的过程
KUb EKUb[Ks] Ks M Z EC EP || DC Z-1 KRb
DP
M
图中符号的含义为： Ks: 会话密钥 Kra: 用户A的私钥 KUa: 用户A的公钥 H: 散列函数 ||: 连接 R64:用radix64转换到ASCII格式

网络层安全协议IPSec


传输层安全协议SSL


应用层安全协议PGP


IPSec安全体系结构

IPSec体系结构

IPSec组成
ESP协议 加密算法 AH协议 认证算法
鉴别首部协议（AH）
封装安全载荷协议 （ESP）
密钥管理协议（IKE）

用于网络验证及加密的 一些算法
DOI解释域
密钥管理IKE
鉴别首部协议(AH)

AH的基本功能源自为IP通信提供数据源认证、数据完整性和反重播保 证， 不提供任何机密性服务 在每一个IP数据报上添加一个鉴别首部 此首部包含一个带密钥的哈希散列，该哈希散列在 整个数据报中计算，因此对数据的任何更改将致使 散列无效，从而对数据提供了完整性保护。
IPSec的基本目标

网络接口层
网络接口 1 网络接口 2
…
网络接口 3
网络层安全协议

IPSec主要包含3个功能域：鉴别机制、机密性 机制和密钥管理。

鉴别机制确保收到的报文来自该报文首部所声称的 源实体，并保证该报文在传输过程中未被非法篡改； 机密性机制使得通信内容不会被第三方窃听； 密钥管理机制则用于配合鉴别机制和机密性机制处 理密钥的安全交换。
IPSec安全传输技术

IPSec隧道模式
传输层安全协议

安全套接层协议（SSL）

是Netscape公司开发的网络安全协议，其主要目的 是为网络通信应用进程间提供一个安全通道。

于1996年由Netscape公司推出SSL 3.0，得到了广 泛的应用，并已被IETF的传输层安全工作小组 （TLS working group）所采纳。 目前，SSL协议已经成为因特网事实上的传输层安 全标准。
目前已广泛用于Web浏览器与服务器之间的身份认 证和加密数据传输。


SSL协议的结构

SSL主要提供连接的保密性、可靠性和相互认 证三种安全服务
传输层安全协议

SSL协议的组成

SSL记录协议

用于封装各种高层协议； SSL握手协议 改变加密约定协议 警报协议

SSL协议的高层协议


SSL握手协议
签名 压缩 E-mail兼容 性 分段功能
PGP的鉴别过程
发送者A KRa M H EP || Z EKRa[H(M)] Z-1 M 接收者B KUa DP 比较 H
图中符号的含义为： Ks: 会话密钥 Kra: 用户A的私钥 KUa: 用户A的公钥 H: 散列函数 ||: 连接 R64:用radix64转换到ASCII格式

用来在客户端和服 务器真正传输应用 层数据之前建立安 全机制，包括协商 一个协议版本、选 择密码算法、对彼 此进行认证、使用 公开密钥加密技术 产生共享密码等。
应用层安全协议

电子邮件的安全性

传统的电子邮件服务难以保证邮件的机密性和完整 性，也难以鉴别发送方 PGP——Pretty Good Privacy(相当好的保密) 主要用于安全电子邮件，它可以对通过网络进行传 输的数据创建和检验数字签名、加密、解密以及压 缩。
网络层安全 协议
网络层安全协议

IPSec


一个工业标准网络安全 协议 为IP网络通信提供透明 的安全服务，保护 TCP/IP通信免遭窃听和 篡改，可以有效抵御网 络攻击。 保护IP数据包安全 为抵御网络攻击提供防 护措施
应用层
HTTP … SMTP
DNS
… RTP
运输层
TCP
UDP
网际层
IP


用来直接加密主机之间的网络通信 用来在两个子网之间建造 “虚拟隧道”实现两个网 络之间的安全通信
IP头 TCP头
初始数据报

隧道模式

数据
IP头
IPSec头
TCP头
数据
传送模式下的数据报格式
外层IP头
IPSec头
内层IP头
TCP头
数据
隧道模式下的数据报格式
IPSec安全传输技术

IPSec传输模式
EP: 公钥加密 DP: 公钥解密 EC: 常规加密 DC: 常规解密 Z: 用ZIP算法进行数据压缩 Z-1：解压缩
PGP提供鉴别与机密性的过程
KUb E [Ks] KUb
KRa Ks Z
EC
KRb EKRa[H(M)] KUa
EP
DP
DP
M
H
EP
||
||
DC
Z-1
M
比较 H
图中符号的含义为： Ks: 会话密钥 Kra: 用户A的私钥 KUa: 用户A的公钥 H: 散列函数 ||: 连接 R64:用radix64转换到ASCII格式
网络信息安全
第7讲 网络安全协议
杨明 紫金学院计算机系 2018/10/23
内容

网络安全概述 网络层安全协议IPSec 传输层安全协议SSL 应用层安全协议PGP
网络安全技术

网络安全技术

攻击技术和防御技术

防御技术

密码技术、网络安全协议、防火墙技术、入侵检测 技术、虚拟专用网技术等。 网络监听、网络扫描、网络入侵、恶意代码、网络 后门

安全电子邮件PGP

PGP的功能
功能 保密性 使用的算法 IDEA、CAST或三重 DES， DiffieHellman或RSA RSA或DSS，MD5或SHA ZIP Radix64交换 解释说明 发送者产生一次性会话密钥，用 会话密钥以IDEA或CAST或三重DES 加密消息，并用接收者的公钥以 RSA加密会话密钥 用 MD5 或 SHA 对消息散列并用发 送者的私钥加密消息摘要 使用 ZIP 压缩消息，以便于存储 和传输 对 E-mail 应用提供透明性，将 加密消息变换成ASCII字符串 为适应最大消息长度限制， PGP 实行分段并重组

攻击技术

网络安全协议的概念

协议



相互通信的两个计算机系统必须高度协调工作才行， 而这种“协调”是相当复杂的 控制两个对等实体进行通信而建立的规则、标准或约 定 语法、语义和同步三要素 提供机密性、完整性、真实性等安全服务的网络协议 网络安全协议一般要利用密码技术

网络安全协议

网络安全协议及传输技术

AH的工作原理

鉴别首部协议(AH)
封装安全载荷协议ESP

ESP协议的功能



它可为IP提供机密性、数据源验证、抗重放以及数 据完整性等安全服务。 ESP属于IPSec的机密性服务。其中，数据机密性是 ESP的基本功能，而数据源身份认证、数据完整性 检验以及抗重传保护都是可选的。 ESP主要保障IP数据报的机密性，它将需要保护的 用户数据进行加密后再重新封装到新的IP数据包中。