37、互联网密钥交换可扩展性估计与递归程序信息流分析

互联网密钥交换可扩展性估计与递归程序信息流分析

1. 互联网密钥交换（IKE）可扩展性分析

在网络环境中，当用户请求对应用服务器进行安全访问时，往往会涉及到互联网密钥交换（IKE）协议。在这种场景下，用户和服务器通常不知道彼此的公钥，因此需要联系可信第三方（TTP）来获取这些公钥。这一过程会产生IKE安全关联（SA），该关联会被存储并用于创建IPSec SAs。

IKE协议在创建安全虚拟专用网络（VPN）中起着至关重要的作用。然而，要实现可扩展且安全的密钥确定和分发机制并非易事。以下是对IKE可扩展性进行分析时需要考虑的一些关键因素：
- 用户数量 ：如果有N个用户（N ≥ 2）希望连接到应用服务器，每个用户都必须与服务器创建自己的双向IKE SA。在IKE阶段1的交换中，N个用户的消息数量为：
[N * (E_{phase 1}[U_i] + E_{phase 1}[A]) = 6N]
其中，用户$U_i$是发起方，应用服务器A是响应方。
- 链路容量 ：链路容量C和用户数量是估计链路能力值的关键因素。链路能力会作为一个乘数，导致创建IKE SAs的工作量增加。从N个用户到应用服务器创建IKE SAs的工作量可以表示为：
[D N (E_{phase 1}[U_i] + E_{phase 1}[A]) = 6 D N]
- 用户配置文件 ：用户配置文件的影响非常复杂，难以估计。安全级别可以从严格保密到公开不等，这会导致安全参数发生显著变化。假设有K（K∈Z，1 ≤ K ≤ N）种不同的用户配置文件，那么就有K种不同的方式影响通