17、IPsec密钥管理与IKEv1协议详解

IPsec密钥管理与IKEv1协议详解

1. IPsec密钥管理的发展

1.1 Cookie机制

Cookie的生成需要满足以下几个条件：
- 依赖待建立的连接：可通过在计算Cookie时包含源和目的IP地址（可能还有两个UDP或TCP端口）来实现。
- 唯一性：只有Cookie的创建者能计算出有效的Cookie，可使用创建者独有的秘密加密密钥进行计算，且该值应为伪随机，以防止攻击者猜测。
- 高效性：Cookie生成要足够快，避免占用计算机大量资源，可使用哈希函数或MAC算法等对称原语实现。

1.2 Photuris协议

在Cookie交换后，进入值交换阶段进行DHKE（Diffie - Hellman密钥交换）。在身份交换阶段，前四条消息通过数字签名进行认证，为保护隐私，这些签名会被加密。SPI交换阶段可由双方多次调用，双方角色可能会发生变化。发起者选择所需加密特性的描述 $D_{SPI}$ 并发送给响应者，从值交换阶段建立的共享秘密 $g^{xy}$、$D_{SPI}$ 和区分标签 $\ell_M$、$\ell_E$ 中导出两个密钥，$k_M$ 用于消息认证，$k_E$ 用于消息加密。

Photuris只是一个未完全指定的协议方案，其阶段结构和Cookie机制首先被OAKLEY采用，后被IKEv1采用。Photuris的前三个阶段成为互联网密钥交换的阶段1，第四个阶段经过修改后成为阶段2。

1.3 SKEME协议

SKEME协议为IKE的发展带来了两个新思想：一是展示了如何在不使用数字签名的情况下对DHKE进行认证；二是描述了如何“压缩”协议流程，以在1