IKE学习笔记2(IKE交换第一阶段)

IKE第一阶段通过建立保密通信信道及验证密钥,确保IKE通信的安全。双方生成SKEYID等四种秘密,用于消息加密、完整性验证和身份验证。主要介绍主模式和野蛮模式,主模式适用于IP固定的场景,而野蛮模式支持NAT且效率高,但安全性相对较低。

   IKE第一阶段目的是建立一个保密和验证无误的通信信道(IKE SA),以及建立验证过的密钥。为双方的IKE通信提供机密性,消息完整性以及消息验证服务。

    参与通信双方会生成四种秘密:SKEYID(后续所有秘密建立在他之上);SKEYID_d(用于为其他协议,如ipsec,生成加密密钥提供材料);SKEYID_a(用于为IKE消息保障数据的完整性以及对数据源的身份进行验证);SKEYID_e(用于对IKE消息进行加密)。

    对于预共享密钥:SKEYID = PRF(预共享密钥,Ni|Nr);

    对于数字签名:SKEYID = PRF(Ni|Nr,qxy);

    其他秘密:

    SKEYID_d = PRF(SKEYID,qxy|Ci|Cr|0);

    SKEYID_a = PRF(SKEYID,SKEYID_d|qxy|Ci|Cr|1);

    SKEYID_e = PRF(SKEYID,SKEYID_a|qxy|Ci|Cr|2);

   

     主模式(图1):

    交换1,用于IKE提议和转换方式协商

    交换2,用于IKE DH和NONCE交换

    交换3,用于通信双方身份验证

    使用主模式可以使用IP来区分不同的对象,但在发起者IP为动态分配的时候,发起者的IP不能被提前知道,所以可以使用野蛮模式。

IKE(Internet Key Exchange)协议的第一阶段中,参数交换群(Diffie-Hellman Group,简称DH Group)用于密钥交换过程中的数学基础。768-bit MODP Group 是一种特定的 Diffie-Hellman 组定义,属于 Modular Exponential (MODP) 类型。 该组的定义包括以下关键参数: - **素数模数 (Prime Modulus, p)**:一个768位的素数,用于定义有限域 GF(p)。 - **生成元 (Generator, g)**:通常为整数2,作为指数运算的基值。 这种组的设计目的是为了支持基于离散对数问题(Discrete Logarithm Problem, DLP)的 Diffie-Hellman 密钥交换算法的安全性。768-bit MODP Group 的具体数值定义可以在 RFC 2409 或后续相关标准文档中找到[^1]。 ### 参数示例 以下是 768-bit MODP Group 的简化表示(实际值是固定的,这里仅展示格式): ```plaintext p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g = 2 ``` 这些参数确保通信双方能够安全地协商出共享密钥,同时防止中间人攻击者轻易计算出该密钥。 ### 安全性考虑 尽管 768-bit MODP Group 曾被广泛使用,但随着计算能力的提升,其安全性逐渐被认为不足以应对现代攻击手段。因此,在当前实践中更推荐使用更高位数的组,例如 2048-bit MODP Group 或椭圆曲线组(如 NIST P-256)。然而,在某些遗留系统或资源受限环境中,768-bit MODP Group 可能仍然适用。
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