论文部分内容阅读
IPSec(Internet Protocol Security)作为一种安全协议,相对于其他虚拟专用网(Virtual Private Network,VPN)协议,有其独特的安全机制。同时,IPSec对新兴技术具有较强的灵活性和适应性,这使得IPSec的应用领域和场景不断增多,IPSec通信的安全性也越来越受到人们的关注。本文在真实的IPv4网络环境中,对Windows 7、Windows 10、Android以及iOS这4种操作系统上的5种默认配置模式的IPSec VPN实现了中间人攻击,设计并实现了针对这种攻击的检测防御原型系统。首先,本文分析了IPSec的脆弱性以及中间人攻击的可行性。对IPSec协议建立连接过程中的交互机理进行研究,详细分析了ISAKMP协议框架以及OAKLEY、SKEME两种密钥交换协议的实现原理。在对IKE协商交互过程和封装安全负载协议的通信原理进行阐述后,进一步从攻击和检测防御两个方面进行了分析。其次,本文提出了一种新的IPSec中间人攻击方法。针对IPSec协议建立连接的过程及关键技术,本文首先结合IKE协商的数据包特征,对协商过程的流量进行预处理,再根据不同数据包的特定结构和功能,分别提出作为中间人与客户端和服务器交换密钥材料、协商安全策略、并最终建立IPSec连接的过程和算法。再次,本文提出了一种新的检测方法和防御策略,以应对这种IPSec中间人攻击。在研究过程中,我们对中间人攻击的流量特征进行分析和归纳,提出了基于时间间隔特征的攻击判定方法和基于特定报文频率的攻击类型识别方法。根据不同的检测结果,本文结合IPSec的实现原理和不同的防御目的,提出了简单可行的防御策略,以供IPSec服务提供商和用户参考。最后,本文设计并实现了一个验证平台,该平台包括两个系统,分别是IPSec中间人攻击系统和检测防御原型系统。截止目前,据我们了解,尚未有人公开发表过这方面的工作,因此本文的研究工作具有一定的开创性。该验证平台的实现,在真实网络环境中证明了IPSec应用的通信内容安全面临挑战,对今后的IPSec相关研究提供重要参考,同时也为网络安全防护相关技术提供了一定的借鉴。