ipsec国密算法

㈠ ipsec xauth原理

IPsec（IPSecurity）是IETF制定的三层隧道加密协议，
它为Internet上传输的数据提供了高质量的、可互操作的、基于密码学的安全保证。特定的通信方之间在IP层通过加密与数据源认证等方式，
ipsec的工作原理：
加密算法和身份验证方法均有SA指定。
用于两种模式：传输模式和隧道模式

㈡ IPSEC的加密算法

IPSEC(IP安全)的安全协议是ESP和AH,加密算法有对称加密和非对称加密，对称加密包括DES、3DES、AES；非对称加密算法RSA

㈢ 简述iPsec实现方式

IPSec通过加密与验证等方式，从以下几个方面保障了用户业务数据在Internet中的安全传输：

数据来源验证：接收方验证发送方身份是否合法。

数据加密：发送方对数据进行加密，以密文的形式在Internet上传送，接收方对接收的加密数据进行解密后处理或直接转发。

数据完整性：接收方对接收的数据进行验证，以判定报文是否被篡改。

抗重放：接收方拒绝旧的或重复的数据包，防止恶意用户通过重复发送捕获到的数据包所进行的攻击。

(3)ipsec国密算法扩展阅读：

IPSec用来解决IP层安全性问题的技术。IPSec被设计为同时支持IPv4和IPv6网络。

IPSec主要包括安全协议AH（Authentication Header）和ESP（Encapsulating Security Payload），密钥管理交换协议IKE（Internet Key Exchange）以及用于网络认证及加密的一些算法等。

IPSec主要通过加密与验证等方式，为IP数据包提供安全服务。

㈣ 科普：国产密码算法

密码学(cryptography)： 通过将信息编码使其不可读，从而达到安全性。

算法 ：取一个输入文本，产生一个输出文本。

加密算法 ：发送方进行加密的算法。

解密算法 ：接收方进行解密的算法。

对称密钥加密 (Symmetric Key Cryptography)：加密与解密使用相同密钥。

非对称密钥加密 (Asymmetric Key Cryptography)：加密与解密使用不同密钥。

密钥对 ：在非对称加密技术中，有两种密钥，分为私钥和公钥，私钥是密钥对所有者持有，不可公布，公钥是密钥对持有者公布给他人的。

公钥 ：公钥用来给数据加密，用公钥加密的数据只能使用私钥解密。

私钥 ：如上，用来解密公钥加密的数据。

摘要 ：对需要传输的文本，做一个HASH计算。

签名 ：使用私钥对需要传输的文本的摘要进行加密，得到的密文即被称为该次传输过程的签名。

密码协议是指两个或两个以上的参与者为了达到某种特定目的而采取的一系列步骤。规定了一系列有序执行的步骤，必须依次执行。必须有两个或两个以上的参与者，有明确的目的。参与者都必须了解、同意并遵循这些步骤。

常见的密码协议包括IPSEC VPN 协议、SSL VPN 协议、密钥交换协议等。

密码是指描述密码处理过程的一组运算规则或规程，一般是指基于复杂数学问题设计的一组运算，其基本原理基于数学难题、可证明计算、计算复杂度等。主要包括:对称密码、公钥密码、杂凑算法、随机数生成。

在对称加密算法中，加密使用的密钥和解密使用的密钥是相同的，加密和解密都是使用同一个密钥，不区分公钥和私钥。

通信双方采用相同的密钥来加解密会话内容，即一段待加密内容，经过同一个密钥的两次对称加密后，与原来的结果一样，具有加解密速度快和安全强度高的优点。

国际算法:DES、AES。

国产算法:SM1、SM4、SM7。

非对称加解密算法又称为 公钥密码 ，其密钥是成对出现的。双方通信时，首先要将密钥对中的一个密钥传给对方，这个密钥可以在不安全的信道中传输；传输数据时，先使用自己持有的密钥做加密，对方用自己传输过去的密钥解密。

国际算法：RSA

国产算法：SM2

优点：

密钥分发数目与参与者数目相同，在有大量参与者的情况下易于密钥管理。

支持数字签名和不可否认性。

无需事先与对方建立关系，交换密钥。

缺点：

速度相对较慢。

可能比同等强度的对称密码算法慢10倍到100倍。

加密后，密文变长。

密码杂凑算法 :又称为散列算法或哈希函数，一种单向函数，要由散列函数输出的结果，回推输入的资料是什么，是非常困难的。

散列函数的输出结果，被称为讯息摘要（message digest）或是 摘要（digest） ，也被称为 数字指纹 。

杂凑函数用于验证消息的完整性， 在数字签名中，非对称算法对数据签名的速度较慢，一般会先将消息进行杂凑运算，生成较短的固定长度的摘要值。然后对摘要值进行签名，会大大提高计算效率 。

国际算法:MD5、SHA1、SHA2、SHA3

国产算法:SM3

2009年国家密码管理局发布的《信息安全等级保护商用密码技术实施要求》中明确规定，一、二、三、四级信息系统应使用商用密码技术来实施等级保护的基本要求和应用要求，一到四级的密码配用策略要求采用国家密码管理部门批准使用的算法。

2010年年底，国家密码管理局公开了SM2、SM3等国产密码算法。

2011年2月28日，国家密码管理局印发的【2011】145号文中明确指出，1024位RSA算法正在面临日益严重的安全威胁，并要求各相关企业在2012年6月30日前必须使用SM2密码算法

国家密码管理局在《关于做好公钥密码算法升级工作的函》中要求2011年7月1日以后建立并使用公钥密码的信息系统，应使用SM2算法；已经建设完成的系统，应尽快进行系统升级，使用SM2算法。

2014年底，国家密码管理局启动《重要信息系统密码应用推进总体研究课题》,确定十三五密码 科技 专项。

2017年11月底，国家密码管理局下发了《政务云密码支撑方案及应用方案设计要点》。

2017年国家密码管理局发布了42项金融和重要领域国产密码应用试点任务。

2018年，中共中央办公厅、国务院办公厅印发《金融和重要领域密码应用与创新发展工作规划（2018-2022年）。

2018年，为指导当时即将启动的商用密码应用安全性评估试点工作，国家密码管理局发布了密码行业标准GM/T0054-2018《信息系统密码应用 基本要求》。

2021年3月，国家市场监管总局、国家标准化管理委员会发布公告，正式发布国家标准GB/T39786-2021《信息安全技术信息系统密码应用基本要求》，该标准于2021年10月1日起实施。

SM1 算法是分组密码算法，分组长度为 128 位，密钥长度都为 128 比特，算法安全保密强度及相关软硬件实现性能与AES相当，算法不公开，仅以IP核的形式存在于芯片中。

算法集成于加密芯片、智能 IC 卡、智能密码钥匙、加密卡、加密机等安全产品，广泛应用于电子政务、电子商务及国民经济的各个应用领域(包括政务通、警务通等重要领域)。

SM2椭圆曲线公钥密码算法是我国自主设计的公钥密码算法，是一种基于ECC算法的 非对称密钥算法， 其加密强度为256位，其安全性与目前使用的RSA1024相比具有明显的优势。

包括SM2-1椭圆曲线数字签名算法，SM2-2椭圆曲线密钥交换协议，SM2-3椭圆曲线公钥加密算法，分别用于实现 数字签名密钥协商 和 数据加密 等功能。

SM3杂凑算法是我国自主设计的密码杂凑算法，属于哈希（摘要）算法的一种，杂凑值为256位，安全性要远高于MD5算法和SHA-1算法。

适用于商用密码应用中的 数字签名 和 验证消息认证码的生成与验证 以及 随机数 的生成，可满足多种密码应用的安全需求。

SM4 分组密码算法 是我国自主设计的分组对称密码算法，SM4算法与AES算法具有相同的密钥长度分组长度128比特，因此在安全性上高于3DES算法。

用于实现数据的加密/解密运算，以保证数据和信息的机密性。软件和硬件加密卡均可实现此算法。

商用密码技术框架包括 密码资源、密码支撑、密码服务、密码应用 等四个层次，以及提供管理服务的密码管理基础设施。

密码资源层： 主要是提供基础性的密码算法资源。

密码支撑层： 主要提供密码资源调用，由安全芯片、密码模块、智能IC卡、密码卡、服务器密码机、签名验签服务器、IPSCE/SSL VPN 等商密产品组成。

密码服务层： 提供密码应用接口，分为对称和公钥密码服务以及其他三大类。

密码应用层： 调用密码服务层提供的密码应用程序接口，实现数据的加解密、数字签名验签等服务。如应用 于 安全邮件、电子印章系统、安全公文传输、移动办公平台、可信时间戳等系统。

密码管理基础设施： 独立组件，为以上四层提供运维管理、信任管理、设备管理、密钥管理等功能。

完整的PKI系统必须具有权威认证机构(CA)、数字证书库、密钥备份及恢复系统（KMC）、证书作废系统（CRL）、应用接口（API）等基本构成部分，构建PKI也将围绕着这五大系统来着手构建。

CA 系统：Ca系统整个PKI的核心，负责证书的签发。CA首先产生自身的私钥和公钥（密钥长度至少为1024位），然后生成数字证书，并且将数字证书传输给安全服务器。、CA还负责为操作员、安全服务器以及注册机构服务器生成数字证书。安全服务器的数字证书和私钥也需要传输给安全服务器。

CA服务器是整个结构中最为重要的部分，存有CA的私钥以及发行证书的脚本文件，出于安全的考虑，应将CA服务器与其他服务器隔离，任何通信采用人工干预的方式，确保认证中心的安全。

（1）甲使用乙的公钥对明文进行加密，生成密文信息。

（2）甲使用HASH算法对明文进行HASH运算，生成数字指纹。

（3）甲使用自己的私钥对数字指纹进行加密，生成数字签名。

（4）甲将密文信息和数字签名一起发送给乙。

（5）乙使用甲的公钥对数字签名进行解密，得到数字指纹。

（6）乙接收到甲的加密信息后，使用自己的私钥对密文信息进行解密，得到最初的明文。

（7）乙使用HASH算法对还原出的明文用与甲所使用的相同HASH算法进行HASH运算，生成数字指纹。然后乙将生成的数字指纹与从甲得到的数字指纹进行比较，如果一致，乙接受明文；如果不一致，乙丢弃明文。

SSL 协议建立在可靠的传输协议（如 TCP）之上，为高层协议提供数据封装，压缩，加密等基本功能。

即可以协商加密算法实现加密传输，防止数据防窃听和修改，还可以实现对端设备身份验证、在这个过程中，使用国密算法进行加密、签名证书进行身份验证、加密证书用于密钥交换

SSL协商过程：

（1）客户端发出会话请求。

（2）服务端发送X.509证书（包含服务端的公钥）。

（3）客户端用已知Ca列表认证证书。

（4）客户端生成随机对称密钥，并利用服务端的公钥进行加密。

（5）双方协商完毕对称密钥，随后用其加密会话期间的用户最终数据。

利用SSL卸载技术及负载均衡机制，在保障通讯数据安全传输的同时，减少后台应用服务器的性能消耗，并实现服务器集群的冗余高可用，大幅度提升整个业务应用系统的安全性和稳定性。此外，借助多重性能优化技术更可缩短了业务访问的响应等待时间，明显提升用户的业务体验。

基于 数字证书 实现终端身份认证，给予密码运算实现本地数据的加密存储，数字证书硬件存储和密码运算由移动终端内置的密码部件提供。

移动应用管理系统服务器采用签名证书对移动应用软件安装包进行签名，移动应用管理系统客户端对签名信息进行验签，保障移动应用软件安装包的真实性和完整性。

移动办公应用系统采用签名证书对关键访问请求进行签名验证。

采用加密证书对关键传输数据和业务操作指令，以及移动终端本地存储的重要数据进行加密保护。

移动办公系统使用商用密码，基于数字证书认证系统，构建覆盖移动终端、网络、移动政务应用的安全保障体系，实现政务移动终端安全、接入安全、传输安全和移动应用安全 。

㈤ IPSEC是什么意思

IPsec是一个协议包，通过对IP协议的分组进行加密和认证来保护IP协议的网络传输协议族。

安全特性

IPSec的安全特性主要有：

1、不可否认性

"不可否认性"可以证实消息发送方是唯一可能的发送者，发送者不能否认发送过消息。"不可否认性"是采用公钥技术的一个特征，当使用公钥技术时，发送方用私钥产生一个数字签名随消息一起发送，接收方用发送者的公钥来验证数字签名。

由于在理论上只有发送者才唯一拥有私钥，也只有发送者才可能产生该数字签名，所以只要数字签名通过验证，发送者就不能否认曾发送过该消息。但"不可否认性"不是基于认证的共享密钥技术的特征，因为在基于认证的共享密钥技术中，发送方和接收方掌握相同的密钥。

2、反重播性

"反重播"确保每个IP包的唯一性，保证信息万一被截取复制后，不能再被重新利用、重新传输回目的地址。该特性可以防止攻击者截取破译信息后，再用相同的信息包冒取非法访问权（即使这种冒取行为发生在数月之后）。

3、数据完整性

防止传输过程中数据被篡改，确保发出数据和接收数据的一致性。IPSec利用Hash函数为每个数据包产生一个加密检查和，接收方在打开包前先计算检查和，若包遭篡改导致检查和不相符，数据包即被丢弃。

4、数据可靠性

在传输前，对数据进行加密，可以保证在传输过程中，即使数据包遭截取，信息也无法被读。该特性在IPSec中为可选项，与IPSec策略的具体设置相关。

(5)ipsec国密算法扩展阅读：

IPSec的应用场景和协议组成

IPSec 的应用场景分为3种：

1、Site-to-Site（站点到站点或者网关到网关）：如弯曲评论的3个机构分布在互联网的3个不同的地方，各使用一个商务领航网关相互建立VPN隧道，企业内网（若干PC）之间的数据通过这些网关建立的IPSec隧道实现安全互联。

2、End-to-End（端到端或者PC到PC）： 两个PC之间的通信由两个PC之间的IPSec会话保护，而不是网关。

3、End-to-Site（端到站点或者PC到网关）：两个PC之间的通信由网关和异地PC之间的IPSec进行保护。

VPN只是IPSec的一种应用方式，IPSec其实是IP Security的简称，它的目的是为IP提供高安全性特性，VPN则是在实现这种安全特性的方式下产生的解决方案。

IPSec是一个框架性架构，具体由两类协议组成：

1、AH协议（Authentication Header，使用较少）：可以同时提供数据完整性确认、数据来源确认、防重放等安全特性；AH常用摘要算法（单向Hash函数）MD5和SHA1实现该特性。

2、ESP协议（Encapsulated Security Payload，使用较广）：可以同时提供数据完整性确认、数据加密、防重放等安全特性；ESP通常使用DES、3DES、AES等加密算法实现数据加密，使用MD5或SHA1来实现数据完整性。

㈥ IPSec是什么它是否是一种新的加密形式

ipsec是Internet 协议安全性，是一种开放标准的框架结构，通过使用加密的安全服务以确保在 Internet 协议 (IP) 网络上进行保密而安全的通讯。
IPSec 是安全联网的长期方向。它通过端对端的安全性来提供主动的保护以防止专用网络与 Internet 的攻击。在通信中，只有发送方和接收方才是唯一必须了解 IPSec 保护的计算机。在 Windows XP 和 Windows Server 2003 家族中，IPSec 提供了一种能力，以保护工作组、局域网计算机、域客户端和服务器、分支机构（物理上为远程机构）、Extranet 以及漫游客户端之间的通信。
IPSec 基于端对端的安全模式，在源 IP 和目标 IP 地址之间建立信任和安全性。
不是新的加密形式。 详细如下;
IPSec 是安全联网的长期方向。它通过端对端的安全性来提供主动的保护以防止专用网络与 Internet 的攻击。在通信中，只有发送方和接收方才是唯一必须了解 IPSec 保护的计算机。在 Windows XP 和 Windows Server 2003 家族中，IPSec 提供了一种能力，以保护工作组、局域网计算机、域客户端和服务器、分支机构（物理上为远程机构）、Extranet 以及漫游客户端之间的通信。
编辑本段作用目标
1、
保护 IP 数据包的内容。
2、
通过数据包筛选及受信任通讯的实施来防御网络攻击。 这两个目标都是通过使用基于加密的保护服务、安全协议与动态密钥管理来实现的。这个基础为专用网络计算机、域、站点、远程站点、Extranet 和拨号用户之间的通信提供了既有力又灵活的保护。它甚至可以用来阻碍特定通讯类型的接收和发送。
3、
其中以接收和发送最为重要。
编辑本段常见问题
IPSec 基于端对端的安全模式，在源 IP 和目标 IP 地址之间建立信任和安全性。考虑认为 IP 地址本身没有必要具有标识，但 IP 地址后面的系统必须有一个通过身份验证程序验证过的标识。只有发送和接收的计算机需要知道通讯是安全的。每台计算机都假定进行通讯的媒体不安全，因此在各自的终端上实施安全设置。除非两台计算机之间正在进行防火墙类型的数据包筛选或网络地址转换，否则仅从源向目标路由数据的计算机不要求支持 IPSec。该模式允许为下列企业方案成功部署 IPSec： 局域网 (LAN)：客户端/服务器和对等网络 广域网 (WAN)：路由器到路由器和网关到网关 远程访问：拨号客户机和从专用网络访问 Internet 通常，两端都需要 IPSec 配置（称为 IPSec 策略）来设置选项与安全设置，以允许两个系统对如何保护它们之间的通讯达成协议。Microsoft® Windows® 2000、Windows XP 和 Windows Server 2003 家族实施 IPSec 是基于“Internet 工程任务组 (IETF)”IPSec 工作组开发的业界标准。IPSec 相关服务部分是由 Microsoft 与 Cisco Systems, Inc. 共同开发的。 IPSec 协议不是一个单独的协议，它给出了应用于IP层上网络数据安全的一整套体系结构，包括网络认证协议 Authentication Header（AH）、封装安全载荷协议Encapsulating Security Payload（ESP）、密钥管理协议Internet Key Exchange （IKE）和用于网络认证及加密的一些算法等。IPSec 规定了如何在对等层之间选择安全协议、确定安全算法和密钥交换，向上提供了访问控制、数据源认证、数据加密等网络安全服务。
一、安全特性
IPSec的安全特性主要有：
·不可否认性
"不可否认性"可以证实消息发送方是唯一可能的发送者，发送者不能否认发送过消息。"不可否认性"是采用公钥技术的一个特征，当使用公钥技术时，发送方用私钥产生一个数字签名随消息一起发送，接收方用发送者的公钥来验证数字签名。由于在理论上只有发送者才唯一拥有私钥，也只有发送者才可能产生该数字签名，所以只要数字签名通过验证，发送者就不能否认曾发送过该消息。但"不可否认性"不是基于认证的共享密钥技术的特征，因为在基于认证的共享密钥技术中，发送方和接收方掌握相同的密钥。
·反重播性
"反重播"确保每个IP包的唯一性，保证信息万一被截取复制后，不能再被重新利用、重新传输回目的地址。该特性可以防止攻击者截取破译信息后，再用相同的信息包冒取非法访问权（即使这种冒取行为发生在数月之后）。
·数据完整性
防止传输过程中数据被篡改，确保发出数据和接收数据的一致性。IPSec利用Hash函数为每个数据包产生一个加密检查和，接收方在打开包前先计算检查和，若包遭篡改导致检查和不相符，数据包即被丢弃。
·数据可靠性（加密）
在传输前，对数据进行加密，可以保证在传输过程中，即使数据包遭截取，信息也无法被读。该特性在IPSec中为可选项，与IPSec策略的具体设置相关。
·认证
数据源发送信任状，由接收方验证信任状的合法性，只有通过认证的系统才可以建立通信连接。
二、基于电子证书的公钥认证
一个架构良好的公钥体系，在信任状的传递中不造成任何信息外泄，能解决很多安全问题。IPSec与特定的公钥体系相结合，可以提供基于电子证书的认证。公钥证书认证在Windows 2000中，适用于对非Windows 2000主机、独立主机，非信任域成员的客户机、或者不运行Kerberos v5认证协议的主机进行身份认证。
三、预置共享密钥认证
IPSec也可以使用预置共享密钥进行认证。预共享意味着通信双方必须在IPSec策略设置中就共享的密钥达成一致。之后在安全协商过程中，信息在传输前使用共享密钥加密，接收端使用同样的密钥解密，如果接收方能够解密，即被认为可以通过认证。但在Windows 2000 IPSec策略中，这种认证方式被认为不够安全而一般不推荐使用。
四、公钥加密
IPSec的公钥加密用于身份认证和密钥交换。公钥加密，也被称为"不对称加密法"，即加解密过程需要两把不同的密钥，一把用来产生数字签名和加密数据，另一把用来验证数字签名和对数据进行解密。 使用公钥加密法，每个用户拥有一个密钥对，其中私钥仅为其个人所知，公钥则可分发给任意需要与之进行加密通信的人。例如：A想要发送加密信息给B，则A需要用B的公钥加密信息，之后只有B才能用他的私钥对该加密信息进行解密。虽然密钥对中两把钥匙彼此相关，但要想从其中一把来推导出另一把，以目前计算机的运算能力来看，这种做法几乎完全不现实。因此，在这种加密法中，公钥可以广为分发，而私钥则需要仔细地妥善保管。
五、Hash函数和数据完整性
Hash信息验证码HMAC（Hash message authentication codes）验证接收消息和发送消息的完全一致性（完整性）。这在数据交换中非常关键，尤其当传输媒介如公共网络中不提供安全保证时更显其重要性。 HMAC结合hash算法和共享密钥提供完整性。Hash散列通常也被当成是数字签名，但这种说法不够准确，两者的区别在于：Hash散列使用共享密钥，而数字签名基于公钥技术。hash算法也称为消息摘要或单向转换。称它为单向转换是因为： 1）双方必须在通信的两个端头处各自执行Hash函数计算； 2）使用Hash函数很容易从消息计算出消息摘要，但其逆向反演过程以目前计算机的运算能力几乎不可实现。 Hash散列本身就是所谓加密检查和或消息完整性编码MIC（Message Integrity Code），通信双方必须各自执行函数计算来验证消息。举例来说，发送方首先使用HMAC算法和共享密钥计算消息检查和，然后将计算结果A封装进数据包中一起发送；接收方再对所接收的消息执行HMAC计算得出结果B，并将B与A进行比较。如果消息在传输中遭篡改致使B与A不一致，接收方丢弃该数据包。 有两种最常用的hash函数： ·HMAC-MD5 MD5（消息摘要5）基于RFC1321。MD5对MD4做了改进，计算速度比MD4稍慢，但安全性能得到了进一步改善。MD5在计算中使用了64个32位常数，最终生成一个128位的完整性检查和。 ·HMAC-SHA 安全Hash算法定义在NIST FIPS 180-1，其算法以MD5为原型。 SHA在计算中使用了79个32位常数，最终产生一个160位完整性检查和。SHA检查和长度比MD5更长，因此安全性也更高。
六、加密和数据可靠性
IPSec使用的数据加密算法是DES--Data Encryption Standard（数据加密标准）。DES密钥长度为56位，在形式上是一个64位数。DES以64位（8字节）为分组对数据加密，每64位明文，经过16轮置换生成64位密文，其中每字节有1位用于奇偶校验，所以实际有效密钥长度是56位。 IPSec还支持3DES算法，3DES可提供更高的安全性，但相应地，计算速度更慢。
七、密钥管理
·动态密钥更新
IPSec策略使用"动态密钥更新"法来决定在一次通信中，新密钥产生的频率。动态密钥指在通信过程中，数据流被划分成一个个"数据块"，每一个"数据块"都使用不同的密钥加密，这可以保证万一攻击者中途截取了部分通信数据流和相应的密钥后，也不会危及到所有其余的通信信息的安全。动态密钥更新服务由Internet密钥交换IKE（Internet Key Exchange）提供，详见IKE介绍部分。 IPSec策略允许专家级用户自定义密钥生命周期。如果该值没有设置，则按缺省时间间隔自动生成新密钥。
·密钥长度
密钥长度每增加一位，可能的密钥数就会增加一倍，相应地，破解密钥的难度也会随之成指数级加大。IPSec策略提供多种加密算法，可生成多种长度不等的密钥，用户可根据不同的安全需求加以选择。
·Diffie-Hellman算法
要启动安全通讯，通信两端必须首先得到相同的共享密钥（主密钥），但共享密钥不能通过网络相互发送，因为这种做法极易泄密。 Diffie-Hellman算法是用于密钥交换的最早最安全的算法之一。DH算法的基本工作原理是：通信双方公开或半公开交换一些准备用来生成密钥的"材料数据"，在彼此交换过密钥生成"材料"后，两端可以各自生成出完全一样的共享密钥。在任何时候，双方都绝不交换真正的密钥。 通信双方交换的密钥生成"材料"，长度不等，"材料"长度越长，所生成的密钥强度也就越高，密钥破译就越困难。 除进行密钥交换外，IPSec还使用DH算法生成所有其他加密密钥。 AH报头字段包括： ·Next Header（下一个报头）： 识别下一个使用IP协议号的报头，例如，Next Header值等于"6"，表示紧接其后的是TCP报头。 ·Length（长度）： AH报头长度。 ·Security Parameters Index (SPI，安全参数索引)： 这是一个为数据报识别安全关联的 32 位伪随机值。SPI 值 0 被保留来表明"没有安全关联存在"。 ·Sequence Number（序列号）：从1开始的32位单增序列号，不允许重复，唯一地标识了每一个发送数据包，为安全关联提供反重播保护。接收端校验序列号为该字段值的数据包是否已经被接收过，若是，则拒收该数据包。 ·Authentication Data（AD，认证数据）： 包含完整性检查和。接收端接收数据包后，首先执行hash计算，再与发送端所计算的该字段值比较，若两者相等，表示数据完整，若在传输过程中数据遭修改，两个计算结果不一致，则丢弃该数据包。
编辑本段数据包结构
如图二所示，AH报头插在IP报头之后，TCP，UDP，或者ICMP等上层协议报头之前。一般AH为整个数据包提供完整性检查，但如果IP报头中包含"生存期（Time To Live）"或"服务类型（Type of Service）"等值可变字段，则在进行完整性检查时应将这些值可变字段去除。 图2 AH为整个数据包提供完整性检查
一、ESP协议结构
ESP（Encapsulating Security Payload）为IP数据包提供完整性检查、认证和加密，可以看作是"超级 AH"， 因为它提供机密性并可防止篡改。ESP服务依据建立的安全关联（SA）是可选的。然而，也有一些限制： ·完整性检查和认证一起进行。 ·仅当与完整性检查和认证一起时，"重播（Replay）"保护才是可选的。 ·"重播"保护只能由接收方选择。 ESP的加密服务是可选的，但如果启用加密，则也就同时选择了完整性检查和认证。因为如果仅使用加密，入侵者就可能伪造包以发动密码分析攻击。 ESP可以单独使用，也可以和AH结合使用。一般ESP不对整个数据包加密，而是只加密IP包的有效载荷部分，不包括IP头。但在端对端的隧道通信中，ESP需要对整个数据包加密。 如图三所示，ESP报头插在IP报头之后，TCP或UDP等传输层协议报头之前。ESP由IP协议号"50"标识。 图3 ESP报头、报尾和认证报尾 ESP报头字段包括： ·Security Parameters Index (SPI，安全参数索引)：为数据包识别安全关联。 ·Sequence Number（序列号）：从1开始的32位单增序列号，不允许重复，唯一地标识了每一个发送数据包，为安全关联提供反重播保护。接收端校验序列号为该字段值的数据包是否已经被接收过，若是，则拒收该数据包。 ESP报尾字段包括： ·Padding（扩展位）：0-255个字节。DH算法要求数据长度（以位为单位）模512为448，若应用数据长度不足，则用扩展位填充。 ·Padding Length（扩展位长度）：接收端根据该字段长度去除数据中扩展位。 ·Next Header（下一个报头）：识别下一个使用IP协议号的报头，如TCP或UDP。 ESP认证报尾字段： ·Authentication Data（AD，认证数据）： 包含完整性检查和。完整性检查部分包括ESP报头、有效载荷（应用程序数据）和ESP报尾。见图四。 图4 ESP的加密部分和完整性检查部分 如上图所示，ESP报头的位置在IP报头之后，TCP，UDP，或者ICMP等传输层协议报头之前。如果已经有其他IPSec协议使用，则ESP报头应插在其他任何IPSec协议报头之前。ESP认证报尾的完整性检查部分包括ESP报头、传输层协议报头，应用数据和ESP报尾，但不包括IP报头，因此ESP不能保证IP报头不被篡改。ESP加密部分包括上层传输协议信息、数据和ESP报尾。
二、ESP隧道模式和AH隧道模式
以上介绍的是传输模式下的AH协议和ESP协议，ESP隧道模式和AH隧道模式与传输模式略有不同。 在隧道模式下，整个原数据包被当作有效载荷封装了起来，外面附上新的IP报头。其中"内部"IP报头（原IP报头）指定最终的信源和信宿地址，而"外部"IP报头（新IP报头）中包含的常常是做中间处理的安全网关地址。 与传输模式不同，在隧道模式中，原IP地址被当作有效载荷的一部分受到IPSec的安全保护，另外，通过对数据加密，还可以将数据包目的地址隐藏起来，这样更有助于保护端对端隧道通信中数据的安全性。 ESP隧道模式中签名部分（完整性检查和认证部分）和加密部分分别如图所示。ESP的签名不包括新IP头。 图5 ESP隧道模式 下图标示出了AH隧道模式中的签名部分。AH隧道模式为整个数据包提供完整性检查和认证，认证功能优于ESP。但在隧道技术中，AH协议很少单独实现，通常与ESP协议组合使用。 图6 AH隧道模式