发布时间 : 星期三 文章IPSecVPN两个阶段协商过程分析-李心春更新完毕开始阅读7b83f275fad6195f312ba6da
（一） IPSec VPN隧道的建立过程分为两个阶段：
第一个阶段：分为两种模式主模式（Main Mode和野蛮模式（又称主动模式Aggressive） 第二个阶段：快速模式（Quick Mode） 区别：主模式与野蛮模式的区别：
（1）野蛮模式协商比主模式协商更快。
因为主模式需要交互6个消息，而野蛮模式只需要交互3个消息； （2）主模式协商比野蛮模式协商更严谨、更安全。
因为主模式在“消息5&消息6”中对ID信息进行了加密。而野蛮模式由于受到交换次数的限制，ID消息在“消息1&消息2”中以明文的方式发送给对端。即主模式对对端身份进行了保护，而野蛮模式则没有。 （二） 两个阶段分别完成任务：
（1）第一个阶段IKE设置，有三个任务需要完成： （a）协商一系列算法和参数（这些算法和参数用于保护隧道建立过程中的数据）； （b）必须计算出两边使用的加密KEY值，例如，两边使用3DES算法加密，3DES算法则需要一个密码，这个密码两端必须一样，但又不能在链路上传递。
（c）对等体的验证，如何才能知道对端就是我要与之通信的对端。这里验证有三种方法：预共享、数字签名和加密临时值。
上面一系列过程都是IKE（Internet 密钥交换协议，大多数厂商都把这个叫做VPNs Gateway）这个协议来实现。对于第一阶段需要注意以下几点： （a1）只有remote vpn和easy vpn是积极模式的，其他都是用主模式来协商的； （a2）让IKE对等体彼此验证对方并确定会话密钥，这个阶段用DH进行密钥交换，创建完IKE SA后，所有后续的协商都将通过加密和完整性检查来保护。
（a3）第一阶段帮助在对等体之间创建了一条安全通道，使后面的第二阶段过程协商受到安全保护。 （2）第二阶段：
协商IPSec SA使用的安全参数，创建IPSec SA（SA可以加密两个对等体之间的数据，这才是真正的需要加密的用户数据），使用AH或ESP来加密IP数据流。至此IPSec VPN隧道才真正建立起来。
（三） 综上，有如下结论：
第一阶段作用：对等体之间彼此验证对方，并协商出IKE SA，保护第二阶段中IPSec SA协商过程；
第二阶段作用：协商IPSec单向SA，为保护IP数据流而创建；
（四） 举例验证：以主模式，AH协议来简单分析一下IPSec VPN链接建立的过程（附带报
文）：
第一个阶段三个任务，分别用6个消息来完成，每两个为一组，这些消息的具体格式取决于使用的对等体认证方法，使用预共享密钥进行验证的主模式（6条）协商过程使用ISAKMP消息格式来传递（基于UDP，端口号为500）。6条消息如下：
（1）准备工作：
在前2条消息发送之前，发送者和接受者必须先计算出各自的cookie（可以防重放和DOS攻击），这些cookie用于标识每个单独的协商交换消息。
cookie——RFC建议将源目的IP、源目的端口、本地生成的随机数、日期和时间进行散列操作。Cookie成为留在IKE协商中交换信息的唯一标识，实际上cookie是用来防止DOS攻击的，它把和其他设备建立IPSec所需要的连接信息不是以缓存的形式包存在路由器里，而是把这些信息HASH成个cookie值。 （2）1&2消息：
消息1：由发送方（协商发起端）发起，携带一些参数，发送方向接收方发送一条
包含一组或多组策略提议（Raisecom工业路由器中是多组），在策略提议中包括5元组信息：
加密算法——DES；
散列算法——MD5-HMAC； DH——Diffie-Hellman组-2； 认证方式——预共享； IKE SA寿命。
如下是Raisecom中高级选项配置的策略：
（认证方式采用“预共享”方式）
（对于DPD，具体作用不知道，默认是关闭） 下面简要介绍一下上述五元组信息：
（a）协商模式：可以选择主模式（Main Mode）或者野蛮模式（Aggressive）。当选择主模式时，只能使用IP地址作为ID的类型。当用户端设备的IP地址为动态获
取的情况时，需要选择野蛮模式。IKE野蛮模式相对于主模式来说更加灵活，可以选择根据协商发起端的IP地址或者ID来查找对应的身份验证字，并最终完成协商。 （b）验证方法AH（Authentication Header）：
身份验证确认通信双方的身份。目前在IKE提议中，仅可用pre-shared-key（预共享密钥）身份验证方法，使用该验证方法时必须配置身份验证字，并且两端的密钥要完全一致。
（c）加密算法：
包括DES和3DES加密算法；DES算法采用56bits的密钥进行加密，3DES算法采用168bits的密钥进行加密；AES128（Advanced Encryption Standard，即高级加密标准）采用Rijndael中的128bits的密钥进行加密；AES192（Advanced Encryption Standard，即高级加密标准）采用Rijndael中的192bits的密钥进行加密；AES256（Advanced Encryption Standard，即高级加密标准）采用Rijndael中的256bits的密钥进行加密； 一般来说，密钥越长的算法强度越高，受保护数据越难被破解，但消耗的计算资源会更多。
（d）Diffie-Hellman组标识（DH）：
用户可以选择Group 1即768bit 或 Group 2即1024bit。 （e）ISAKMP-SA生存周期：
IKE使用了两个阶段为IPSec进行密钥协商并建立安全联盟。第一阶段，通信各方彼此间建立了一个已通过身份验证和安全保护的通道，即ISAKMP安全联盟（ISAKMP SA）；第二阶段，用在第一阶段建立的安全通道为IPSec协商安全服务，即为IPSec协商具体的安全联盟，建立IPSec SA，IPSec SA用于最终的IP数据安全传送。ISAKMP-SA生存周期可以设定为60-604800之间的一个整数。 （f）定时发送keepalive报文（不是必须携带）：
IKE通过ISAKMP SA向对端定时发送KeepAlive报文维护该条ISAKMP SA的链路状态。当对端在配置的超时时间内未收到此KeepAlive报文时，如该ISAKMP SA带有timeout标记，则删除该ISAKMP SA及由其协商的IPSec SA；否则，将其标记为timeout。 如下是抓包获取到的信息（设备为Raisecom工业路由器）：
由上图可知，模式为主模式，载荷类型为SA。SA的数目和内容详见下图：
将载荷类型SA展开如下： 由下图可知，该SA中携带了三组策略，正好Raisecom中web页面配置的三组策略：
第一组Type Payload：Transform（3）# 0展开如下：
SA生存时间为10800；加密机制为DES；认证算法为SHA；认证方法选择PSK（预共享密钥）；DH为Group 2；
第二组Type Payload：Transform（3）# 1展开如下：
第三组
Type Payload：Transform（3）# 2展开如下：