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装包过程
总体流程图
过程描述
- 在原IP报文中找到TCP报文部分，在其后添加相应的ESP trailer信息。
- ESP trailer 包含三部分：Padding，Pad length 和 Next header。Padding 即使用块加密时，最后一个数据块长度不足时所做的填充。Pad length 指填充的长度，方便拆包时找到用来填充的数据段。Next header 标明被封装的原报文的协议类型，例如 6 = TCP。
- 将原 TCP 报文和第1步得到的 ESP trailer 作为一个整体进行加密封装。具体的加密算法和密钥由SA给出。
- 为第2步得到的密文添加 ESP 头。ESP 头由 SPI (Security Parameter Index) 和 Seq # 两部分组成。密文和 ESP头合起来称为"enchilada"，构成认证部分。
- 附加完整性度量结果（ICV）。对第3步生成的"enchilada"认证部分做摘要（ESP Authentication Data），得到一个32位整数倍的 ICV，附在"enchilada"之后。ICV 生成算法和验证密钥由 SA 给出。
- 将原始的 IP 报文头中的协议号改为50（代表 ESP），然后将 IP 报文头加到第4步的结果之前构成 IPsec 报文。
装包前后示意图
拆包过程
过程描述
- 接收方收到 IP 报文后，发现协议类型是50，标明这是一个 ESP 包。首先查看 ESP 头，通过安全参数索引号 SPI 决定数据报文所对应的 SA，获得对应的模式（隧道或传输模式）以及安全规范。
- 根据 SA 指定的摘要算法和验证密钥计算"enchilada"的摘要值，与附在 IP 报文最后的 ICV 进行对比，二者相同则数据完整性未被破坏。
- 检查 ESP 头中的 Seq # 里的序列号，保证数据是新的，避免重放攻击。
- 根据 SA 所指定的加密算法和密钥，解密密文段，得到原来的 TCP 报文和 ESP trailer。
- 根据 ESP trailer 的填充长度信息，找出填充字段的长度，删除填充字段得到原来的 TCP 报文。
- 根据 TCP 报文头信息将报文交付给传输层。