IPsec 保护机制

IPsec 提供了两种用于保护数据的安全协议：

• 验证头 (Authentication Header, AH)

• 封装安全有效负荷 (Encapsulating Security Payload, ESP)

AH 使用验证算法来保护数据。ESP 使用加密算法来保护数据。ESP 应只与验证机制一起使用。如果不将遍历 NAT，可以将 ESP 与 AH 结合使用。或者，可以将验证算法和加密机制与 ESP 一起使用。组合的模式算法（例如 AES-GCM）在单一算法中提供加密和验证。

验证头

authentication header（验证头）为数据报提供了数据验证、高完整性以及重放保护。AH 保护 IP 数据报的更为重要的部分。如下图所示，AH 插在 IP 数据包头和传输头之间。

传输头可以是 TCP、UDP、SCTP 或 ICMP。如果使用的是 tunnel（隧道），则传输头可以是另一个 IP 数据包头。

封装安全有效负荷

encapsulating security payload, ESP（封装安全有效负荷）模块为 ESP 所封装的内容提供了保密性。ESP 也提供 AH 提供的服务。但是，ESP 仅为 ESP 所封装的数据报部分提供保护。ESP 提供可选的验证服务以确保受保护的包的完整性。因为 ESP 使用启用了加密的技术，因此提供 ESP 的系统可能会受进出口控制法制约。

由于 ESP 封装其数据，因此 ESP 仅保护数据报中跟在其后的数据，如下图所示。

在 TCP 包中，ESP 仅封装 TCP 数据包头及其数据。如果包是 IP-in-IP 数据报，则 ESP 会保护内部的 IP 数据报。由于每个套接字的策略允许自封装，因此，ESP 可以在需要时封装 IP 选项。

如果设置了自封装，会生成 IP 数据包头的副本来构建 IP-in-IP 数据报。例如，如果未在 TCP 套接字上设置自封装，会以下列格式发送数据报：

[ IP(a -> b) options + TCP + data ]

如果在 TCP 套接字上设置了自封装，则会以下列格式发送数据报：

[ IP(a -> b) + ESP [ IP(a -> b) options + TCP + data ] ]

有关进一步介绍，请参见IPsec 中的传输模式和隧道模式。

使用 AH 和 ESP 时的安全注意事项

下表比较了由 AH 和 ESP 提供的保护。

表 14-2 由 IPsec 中的 AH 和 ESP 提供的保护

IPsec 中的验证算法和加密算法

IPsec 安全协议使用两种类型的算法，即验证和加密。AH 模块使用验证算法。ESP 模块可以使用加密算法以及验证算法。您可以使用 ipsecalgs 命令获取系统上的算法及其属性的列表。有关更多信息，请参见 ipsecalgs(1M) 手册页。您也可以使用 getipsecalgbyname(3NSL) 手册页中介绍的功能来检索算法属性。

IPsec 使用 Oracle Solaris 的加密框架功能访问算法。加密框架为算法提供了一个中心系统信息库，同时还提供了其他服务。使用此框架，IPsec 可以利用高性能的加密硬件加速器。

详细信息，请参见以下内容：

• 《Oracle Solaris 管理：安全服务》中的第 11  章 "加密框架（概述）"

• 《Oracle Solaris 11 开发者安全性指南》中的第 8  章 "Oracle Solaris 加密框架介绍"

IPsec 中的验证算法

验证算法将生成完整性校验和值或基于数据和密钥的摘要。AH 模块使用验证算法。ESP 模块也可以使用验证算法。

IPsec 中的加密算法

加密算法使用密钥来加密数据。IPsec 中的 ESP 模块使用加密算法。算法以块大小为单位对数据进行操作。