16、IP安全（IPsec）技术详解

IP安全（IPsec）技术详解

1. SKIP密钥管理

在SKIP（Simple Key-Management for Internet Protocols）中，密钥管理是保障网络安全通信的重要环节。首先，参与通信的双方A和B分别拥有私钥a和b，通过公式 a = ga 和 b = gb 进行计算。双方交换信息后，能够得到 b a = a b = gab ，进而推导出共享密钥 𝛽𝑎 = 𝛼𝑎 = 𝑔𝑎𝑏 (mod 𝑝) ，并从这个结果中派生出共享密钥 𝑘𝑎𝑏 。

在实际通信时，发送方会随机选择一个会话密钥 𝑘𝑝 ，使用 𝑘𝑎𝑏 对其进行加密，加密后的密文会放在SKIP报头中进行传输。之后，从 𝑘𝑝 派生出用于加密和认证的不同密钥。 𝑘𝑝 的长度在64到128位之间，对应8到16字节。

2. IPsec概述

IPsec（IP Security）是由IETF的IP安全工作组制定的一系列标准。其生态系统主要包括用于IP数据包加密（ESP）和认证（AH、ESP）的数据格式，以及密钥管理（ISAKMP、IKE、IKEv2）。RFC 2401对AH、ESP、ISAKMP和IKEv1进行了概述，而RFC 4301则涵盖了IKEv2。

2.1 SPI和SA

SKIP在报头中包含一个64或128位的密钥密文，而IPsec的不同报