EBU7140 Security and Authentication（三）密钥管理；IP 层安全 ...

用户只要认证过公钥信息，就可以随时从 CA 规复自己的公钥。
只有 CA 能修改证书，其他第三方修改证书会被检测到。
CA<> 表示 CA 给 A 署名的证书。

用户私钥被泄漏时（用户私钥泄漏，或 CA 被攻破 compromised），或者不想使用这家 CA 机构继续代理证书时，要撤销证书。
CA 会定期发布 CRL 公示不再使用的证书，用户以此校验是否撤销成功。
假如 AB 使用了不同的 CA 机构，两者之间可能会请求另一方试图获取其证书。有的时间我们切换网站提示，该网站可能不安全，问我们是否要进入，实在就是换了 CA 代理机构的表现。
CA 的结构是树状的，根节点是根证书颁发机构，可以签发所有其他的证书；中间证书作为中间人，可以更好地保密根节点证书，且方便定期更换；终端结点是一些接受 CA 服务的用户、服务器等。

User Authentication

重点在于标识用户身份而不是消息
主要分为：确定标识符 identifier ，绑定用户与标识符。
认证协议

认证协议：用于校验用户双方并互换会话密钥，需要保密性（会话密钥不能泄漏）和时效性（防止有人拦截重复发送认证信息）。
身份管理

如何管理登记用户身份？
联合管理体系涉及很多步骤：认证用户身份，授权用户权限，记录用户资源活动……
简朴身份管理流程如下：类似学生借书，先去学生中心认证自己的身份，学生中心核实后认为你小子有资格借书，于是给你一张借书票，你再拿着借书票去图书馆借书。
具体流程：客户端发送自己 ID，server 服务器 ID，自己的暗码，以上信息发给 AS。AS 收到后先核实是不是你，是你的话你有没有权限使用服务？假如有，我用你的这些信息做一张 ticket 给你，你拿着去找服务端。服务端收到后解密（ticket 是用 AS 和 Server 都知道的密钥加密的），核实后提供给用户服务。

问题在于需要用户输入暗码，而且暗码明文传输。因此假如我们有办法用 ticket 也替代用户传入的 password 就好了。我们用一个 TGS 服务器存用户密钥信息，如许客户端只需要发自己的 ID 和 server ID 给 server 就行。这就是下面的 kerberos 算法。
Kerberos

Kerberos 这个起名很有意思，是地狱三头犬的意思。
它是一种用户授权和访问控制应用 an authentication service designed for use in a distributed environment，通过第三方校验用户身份，建立授权通讯，允许用户在不安全网络中证实自己的身份 It makes use of a trusted third-party authentication service that enables clients and servers to establish authenticated communication。
用户认证过程可能出现的三个主要问题：模拟用户获得该用户对工作站的访问权限，模拟工作站给用户服务，截获用户认证信息举行重放来获得权限。Kerberos 主要是围绕办理这些问题而展开。
首先 Kerberos 身份认证中有几个对象：KDC 是其服务器（包罗下图的 AS 和 TGS）；客户端；服务端。K 服务器拥有用户向他注册的所有 id 暗码信息，且与其他服务器共享密钥用于 ticket 天生（不同域 Realm 的 K 服务器也共享密钥）。

AS TGS 共享一个解密 TGT 的密钥，TGS S 共享一个解密 ST 的密钥。

为什么不通过暗码校验用户身份，而是票呢？因为不安全网络，警惕被窃听者 eavesdropper 偷听到暗码。
另一个问题是，用户每次登录都需要输入用户信息很贫苦，我们可以把信息保存一段时间，而且保存时间不宜过长，定期需要重新发送确保安全性。这就引入了时间戳的概念。

以上内容主要是围绕 Kerbero4 算法的讲解。5的话就是安全性高了一些，而且支持的算法也多了，好比 4 只支持 DeS 算法。
IP 安全

前面的加解密算法主要是在会话层和表示层，ip 安全主要是网络层。
IPSec

一种 IP 安全协议，提供 IP packet 数据包的保密性、授权性或二者都有的保护。没有 IP 层的保护，IP 数据包很容易被攻击篡改。IPSec 建立一条加密通道来传输信息。
主要组成部分还是前面那几大类：encryption，authentication，key management。
能实现的功能：

• encryption 加密。
  
• authentication 数据认证。
  
• Connectionless integrity 无毗连的完备性，好比 UDP 就是没有建立毗连的通讯协议。
  
• access control 访问控制。
  
• Rejection of replayed packets 拒绝重放，重放是认证的一个大隐患。
  
• Limited traffic flow confidentiality 流量保密，否则让第三方知道自己的流量承受限度，大概会遭到大流量攻击。
  

IPSec 主要在数据包中添加 AH 和 ESP 两个字段来分别确保认证和加密。具体算法都是前面学过的方法，好比 HMAC 附着哈希值认证，加密接纳 CBC 的 DES。另有一个新增的可选字段 domain of interpretation DOI，和学术论文 id 的 DOI 不同，这个 DOI 主要是用于标识加密方法的（好比0是 ISAKMP DOI，1是 IPSec DOI）。
SA

SA：security association，就是发数据要建立的单向安全数据毗连，假如要收发数据，需要建立两条 SA。
SA 包罗的属性：

• Sequence Number Counter：自增的序列号，唯一标识不同的数据包，可以防止重放攻击。
  
• Sequence Counter Overflow：用于处理处罚序列号溢出，处理处罚不妥可能也会遭到重放攻击。
  
• Anti-Replay Window：规定只吸收特定窗口范围内的数据，同样为了防止重放攻击。
  
• AH Information：前面先容过，用于认证。
  
• ESP Information：先容过，用于加密（以及可选的数据完备性校验）。
  
• Lifetime of this Security Assocation：SA 有用生命周期，比力好明白。
  
• IPSec Protocol Mode：两种模式，隧道模式 tunnel mode 加密整个数据包，传输模式 transport 只加密其有用载荷部分 payload。看下图好像就多了一个原 ip header。VPN virtual private network 就是隧道模式建立的，保密性更好；而传输模式通过 ESP 加密实现，服从更高。
  
• Path MTU：规定最大传输单元巨细。
  

ESP 和 AH 的同时实现需要结合多个 SA。
Sockets

应用程序通过 Sockets 通讯，相当于终点。

格式如下：

ipsec 可以指定 pre-packet 和 pre-socket 两种加密方式，packet 是指定目的地加密，好比发到哪些 ip 地址时需要加密；socket 是从这台主机发出的所有 packets 都加密。
key management

讲了加密，认证，另有就是密钥管理。
Oakley Key Determination Protocol 是一种改进自 DH 的密钥互换协议。ISAKMP 是一种密钥管理协议框架，双方协商建立、修改、删除 SA，包罗一系列消息类型，他自己并非具体的密钥互换算法，但是这些消息类型支持不同密钥互换算法的实现。

防火墙

允许访问其他网络的同时，保护本地主机/网络免受威胁。位于本地网络和 internet 之间。
能实现的：

• 服务控制：好比 http 服务可以，ftp 不行。
  
• 方向控制：好比企业外部访问不了企业内部。
  
• 使用控制：用户可以访问到网络，但是对访问到的资源有限制，好比企业内部分权限。
  
• 举动控制：好比防止恶意文件传输等。
  

防不了：内部攻击，能绕过 bypass 防火墙的攻击，盘算机病毒（特洛伊木马）。
实现方法：

• 包过滤 Packet Filtering：简朴控制，双向校验源地址，目的地址，端口，协议等。不符合就抛弃。但是不安全，没有身份认证，而且可以通过数据包流量猜出 ip 地址，而且对高级协议有用性没有校验。可能的攻击方式：
  
  
  
  • 伪造 ip 地址，可以通过路由阻挡。
    
  • 伪造假路由，直接阻挡假路由。
    
  • 把数据段拆成微小碎片，可以在检查前组装或干脆抛弃小碎片来阻挡。
    
  
  
• 应用层网关 Application-Level Gateway：会校验高层协议的内容信息。缺点在于开销大。
  
• 电路级网关 Circuit-Level Gateway：用于转换内部网络地址，不被外部网络瞥见（抽象）。而且也会校验哪些毗连是允许的。
  
• 代理服务 Proxy Services：代理服务器实现内部主机和外部主机的通讯，从而完全隔离表里网络（只能通过代理服务器，就好像 private 类通过 public get set 方法访问的感觉）。
  

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