基于SPS的互联型IPSec VPN中策略服务器的设计与实现

论文摘要

互联网在当今社会中的应用日趋广泛,人们对网络安全也提出了更高的要求。企业、高校和政府机关等组织,作为互联网的重要参与者和使用者大量引入VPN 来作为其通信时的安全解决方案。而自从IETF 制定了IPSec 框架作为网络层的安全协议以后,IPSec也开始被人们引入到VPN的创建方案中来,从此,IPSec VPN 技术开始成为安全研究中的一个关键问题。本文分析了现有的IPSec VPN 技术,通过分析其工作方式,提出其中存在的几个问题。它们包括:VPN 对于异种网络的兼容性问题以及系统对于安全策略的管理问题。前者的提出,是因为当前IPv6 正快速发展并已经步入实用化,网络层协议的过渡正在发生并预计将持续很长时间;而后者的提出,则是从系统管理的一致性和规范性的角度出发的。本文讨论了将NAT 技术引入VPN 后,解决了IPv4/IPv6 不同网络的VPN 互通性问题,保证在网络过渡过程中,VPN 始终能够正常运行。在论文的主体部分,集中讨论了安全策略系统的引入对于IPSec VPN 系统工作方式的影响。并详细阐述了安全策略系统的核心——安全策略服务器的创建技术和工作流程。提出了基于等级的系统管理方案,该方案将用户、策略和子网的管理融入到一个有机的整体之中,并且简化了管理的复杂度。在策略管理方案中,我们分析了由于策略的相关性而导致的策略管理混乱的情况。在现有技术的基础上,提出了策略相关性算法,并从理论和测试两个方面证实了算法的正确性和有效性。算法的加入,使得策略管理系统能应付复杂网络中的大量相互影响的安全策略,扩展了系统的适用范围。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 图表目录
• 缩略字表
• 第一章 引言
• 1.1 课题背景
• 1.2 相关技术发展现状
• 1.3 论文工作和创新
• 第二章 基本IPSec VPN 的技术概述
• 2.1 IPSec 协议体系结构
• 2.2 封装安全载荷协议（ESP）
• 2.3 验证头协议（AH）
• 2.4 IPSec 的模式
• 2.4.1 传送模式
• 2.4.2 通道模式
• 2.5 安全关联
• 2.6 安全参数索引
• 2.7 安全策略
• 2.8 IPSec 处理
• 2.8.1 外出处理
• 2.8.2 进入处理
• 2.9 简单IPSec VPN 中存在的问题
• 2.9.1 安全网关效率
• 2.9.2 IPv4 网络与IPv6 网络互联问题
• 2.9.3 安全策略相关性问题
• 第三章 基于SPS 的互联型IPSec VPN 模型
• 3.1 引入SPS 和NAT-PT 的必要性
• 3.2 系统总体结构
• 3.3 各模块的职责
• 3.3.1 客户端
• 3.3.2 安全网关
• 3.3.3 NAT-PT 网关
• 3.3.4 安全策略服务器
• 3.3.5 安全策略数据库
• 第四章 SPS 中安全策略服务器的设计
• 4.2 策略存储模型
• 4.3 策略管理原则
• 4.4 客户策略管理接口
• 4.4.1 客户端接口流程
• 4.4.2 客户端接口消息描述
• 4.5 与安全网关交互接口
• 4.5.1 算法查询
• 4.5.2 SP 协商
• 4.5.3 SA 协商
• 4.6 与对端策略服务器的接口
• 4.6.1 SP 协商
• 4.6.2 SA 协商
• 第五章 策略相关性算法的设计实现
• 5.1 问题的提出和描述
• 5.2 解相关不是解决问题的方法
• 5.3 基于等级的相关性算法
• 5.3.1 对安全策略进行分级
• 5.3.2 策略的相关性分类
• 5.3.3 相关性算法思想
• 5.3.4 相关性算法流程
• 5.3.5 算法的理论验证
• 5.3.6 算法对系统造成的影响
• 第六章 系统测试
• 6.1 相关性算法测试
• 6.1.1 测试目的
• 6.1.2 测试方法
• 6.1.3 测试数据
• 6.1.4 测试结论
• 6.2 连通性测试
• 6.2.1 测试环境
• 6.2.2 系统参数配置
• 6.2.3 测试目的
• 6.2.4 测试过程
• 6.2.5 测试结果
• 6.3 系统效率测试
• 6.3.1 测试目的
• 6.3.2 测试参数
• 6.3.3 测试方法
• 6.3.4 测试数据
• 6.3.5 测试结论
• 第七章 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 个人简介