分布式VPN系统中针对移动用户功能模块的研究与设计

论文摘要

近年来,随着网络越来越广泛地被使用,网络安全越来越受到各方的重视。而VPN 利用自己的优势,成了为全球电子商务和网上数据传输提供安全的首选技术。文章首先介绍了VPN（Virtual Private Network,虚拟专用网）技术,比较了传统虚拟专用网与分布式虚拟专用网（DVPN）的差异和各自的特点,同时介绍了目前流行的VPN 关键技术。接着文章介绍了IPSec 协议的框架,详细地比较了IPsec 的两种主要的协议AH 和ESP,包括两者的头格式,加密方式和工作方式等。文章紧接着又介绍了IKE 协议,对比了IKE 的各种工作模式的特点。 文章在介绍了IPSec 和IKE 后,根据移动用户的特点和要求,设计了一个能满足移动用户需要的功能模块（DVPN-M）。分析了IPSec 和IKE 在为移动用户提供VPN 服务的时候必须作出的各种调整。包括如何穿越NAT 等问题。在深入地分析了移动用户的要求后,文章提供了一个秘密对话的程序。它能够使VPN 移动用户在DVPN 服务无法实施的情况下仍然可以安全地通讯。然后,文章还介绍了PKI功能和结构,同时也提出了传统PKI 系统的不足。从技术角度而言,PKI 的部署过于麻烦,而且成本高昂,因此难以得到广泛的应用。对此,3W 协会提出了一种改善后的新标准,即XML 钥匙管理定义（XKMS）。并设计了一个XKMS 系统作为补充,这个系统能够提供基本的XKMS 功能。最后,本文深入地比较了SSL 和IPSec VPN 系统各自的特点和应用场合,并且提出了一个基于SSL 的VPN 系统模型。

论文目录

• 第一章引言
• 1.1 虚拟专用网技术出现的背景
• 1.2 课题来源
• 1.3 课题的内容及目标
• 第二章 虚拟专用网简介
• 2.1 虚拟专用网的定义和分类
• 2.2 虚拟专用网的几种实现方式
• 第三章 VPN 系统中的关键技术
• 3.1 VPN 中的密码学
• 3.1.1 对称加密算法与非对称加密算法
• 3.1.2 哈希函数及其应用
• 3.1.3 证书
• 3.2 IPsec 技术简介
• 3.2.1 IPsec 的目标
• 3.2.2 IPsec 的工作原理和过程
• 3.2.3 IPsec 的两种协议（AH 和ESP）
• 3.3 IKE 简介
• 3.3.1 IKE 在VPN 中的作用
• 3.3.2 ISAKMP 消息
• 3.3.3 IKE 协商阶段和模式
• 第四章 DVPN中移动用户功能模块（DVPN-M）的研究和设计
• 4.1 模块的概述
• 4.2 DVPN-M 中的NAT 穿越方案
• 4.2.1 NAT 与 IPSec 合作工作时的相关问题
• 4.2.2 对 IPSec 的 NAT-T 修改
• 4.2.3 通过 NAT 使用IPSec NAT-T 的解决办法
• 4.2.4 使用 IPSec NAT-T 的主模式和快速模式 SA 的 IKE 协商例子
• 4.2.5 对IKE 源程序相应修改部分的说明
• 4.3 DVPN 失效时的暂时接替方案
• 4.3.1 可能导致DVPN 失效的因素
• 4.3.2 "密聊"处理流程
• 4.3.3 程序中部分类的功能说明
• 4.3.4 部分源程序文件说明
• 第五章 DVPN 中XKMS 系统的设计
• 5.1 PKI 概述与自身的不足
• 5.2 PKI 技术发展方向（XKMS）
• 5.2.1 XML 密钥管理规范的概念
• 5.2.2 XKMS 的目标
• 5.2.3 XKMS 提供的服务
• 5.3 DVPN 中的XKMS 系统的设计
• 5.3.1 需求分析
• 5.3.2 设计原则
• 5.3.3 设计方案
• 5.3.3.1 总体架构设计
• 5.3.3.2 功能模块架构设计
• 5.3.4 主要数据结构建模
• 5.3.5 部分函数和类的说明
• 5.3.6 功能限制
• 第六章 可满足移动用户要求的VPN 之另一种实现
• 6.1.V PN 的两大主流方向
• 6.2 SSL 协议综述
• 6.3 SSL 3.0 握手
• 6.4 SSL VPN 的优势
• 6.5 一个安全的SSL VPN 系统的模型设计
• 6.6 使用 SSL 应该考虑的问题
• 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 附录