“智能密钥管家”IKE

IKE的出现

上一篇通过IPSec实现了BJ到CS的业务互通，但是是通过手工方式把加密和验证密钥手动配置，为了保障安全性，就需要经常去修改这些密钥，小型场景还好，来来回回就这2个点，

修改起来不算麻烦，但是随着企业业务发展，分支数量点增加，维护的工作量越大，最终需要投入更多成本进去。为了解决这个问题，智能密钥管家 IKE就出现了，它也加入了IPSec协议框架中，它为IPSec提供了在internet不安全的网络下建立出一个安全的隧道来完成密钥的自动协商、建立IPSec sa的功能，简化了IPSec的配置与维护工作。

IKE的组成

IKE也不是一个单独的协议，它有三大协议综合而成

（1）isakmp：（Internet Security Association Key Management Protocol），主要定义了IKE peer之间的建立过程（比如采用什么模式，每个模式下交互的内容，这个在后面建立IPSec的时候，会更加的直观）

（2）Oakley与SKEME协议的主要功能就是采用DH算法，在internet上安全的协商共同的密钥、身份验证，保证数据传输的安全性，并且并没有硬性规定只允许使用什么的加密验证算法，这使得扩展性非常好，只要有新的加密跟验证算法出来就能够直接融入进去。记得博主学的时候那会主流还是加密算法还是DES跟3DES，现在基本就以AES为主了。

IKE在IPSEC中实际作用

IKE可以实现在两个站点之间安全的进行认证身份，分发密钥，动态的建立IPSec SA，并且能够定期的维护与更新IPSec SA的信息，保证安全性。

博主在补充个自己总结，在之前手工建立IPSec中，密钥都是由管理员自己定义，而IKE能够通过DH算法自动生成两边相同的密钥，并且这个密钥是有有效期的，到了定义的时间，它就会重新协商密钥，既解决了密钥的维护成本又保证了安全性，另外在建立IPSec SA的时候，IKE会先建立IKE SA，这个SA也是一个加密的安全隧道，它的作用是保障在internet不安全的网络下，构件一个安全隧道，然后两个peer之间在这个安全的隧道下进行协商IPSec SA。

IKE与ISAKMP

IKE的最终目标是协商两边站点之间建立动态的IPSec隧道，能够实时维护IPSec SA信息，而进行IKE工作则由ISAKMP报文来完成，在配置之前，了解下ISAKMP的报文，对于后续理解会很大的帮助。

1、IP头部：源地址一般为出口接口地址，目的地址为对端发起IKE协商的地址，通常为对方设备接口的公网IP。

2、UDP头部：IKE通常情况下在两边都有公网地址（静/动态）的情况下，使用UDP500发起协商或者响应协商，但是当两边对接场景有一边没有公网地址（私网地址），则会用特殊的UDP4500端口号，这个后续在讲解NAT穿越的时候会详细讲解。

3、ISKAMP头部，这里讲解几个重要的字段，对于整个建立以及排错有帮助的。

initiator跟Responder Cookie，启动跟响应SA的建立、SA通知、SA删除，用于唯一标识一个IKE SA
Mjver（version）：IKE的版本，目前有两个版本，IKEV1，以及IKEV2，目前应用还是IKEV1比较多（很多低端设备不支持IKEV2）
交换类型（Exchange type）：定义了ISKAMP消息交换顺序，在IKEV1中会有主模式以及野蛮模式、快速模式，它们之间的交互流程是不一样的（后面会介绍）

这些内容的目前做一个大致的了解，后续配合抓包分析，就会更加明了。

实验来感受IKE/IPSec结合

IKE/IPSEC的组合是目前工作中主流的应用方式，后续就不在提及IKE/IPSEC的字样，就直接称呼为IPSec，在配置了IPSec之前跟手工的方式一样有几个注意的地方。（该拓扑配置记得保存，后面两篇会一直使用）

（1）BJ_FW到CS_FW公网可达

（2）BJ_FW和CS_FW上安全策略要允许两边的网段通过。

实际配置

这里基本的组网配置说下，双方都配置了出口地址以及内网地址，出口写了默认路由，并且安全策略直接是全放（简化环境），没有配置NAT策略。

互联网#interfaceGigabitEthernet0/0/0 ip address 202.100.1.254 255.255.255.0#interfaceGigabitEthernet0/0/1 ip address 202.100.2.254 255.255.255.0
BJ_FWinterfaceGigabitEthernet1/0/0 undo shutdown ip address 192.168.10.254 255.255.255.0#interfaceGigabitEthernet1/0/1 undo shutdown ip address 202.100.1.1 255.255.255.0 service-manage ping permit#firewall zone trust set priority 85 add interface GigabitEthernet0/0/0 add interface GigabitEthernet1/0/0#firewall zone untrust set priority 5 add interface GigabitEthernet1/0/1#ip route-static 0.0.0.00.0.0.0 202.100.1.254#security-policy default action permitCS_FWinterfaceGigabitEthernet1/0/0 undo shutdown ip address 192.168.20.254 255.255.255.0#interfaceGigabitEthernet1/0/1 undo shutdown ip address 202.100.2.1 255.255.255.0 service-manage ping permit#firewall zone trust set priority 85 add interface GigabitEthernet0/0/0 add interface GigabitEthernet1/0/0#firewall zone untrust set priority 5 add interface GigabitEthernet1/0/1#ip route-static 0.0.0.00.0.0.0 202.100.2.254#security-policy default action permit

两边的基本通信都正常了，下面开始基于IKE方式的IPSec配置。

对比与手动配置来说，多了一个IKE的配置，少了SPI与密钥的配置，也体现出来了使用IKE动态的管理密钥的功能。

ping通了，但是丢了两个包，一个是解析ARP丢的，另外一个就是IKE/IPSEC协商花费的时间。

访问WEB也没问题，来看看IKE以及IPSEC在华为防火墙上面的体现。

IKE与IPSec SA在防火墙上面的体现

通过display ike sa，可以发现不管是BJFW还是CSFW都有对应的SA信息，但是对比来看，有有一些不太一样的地方，这里先了解几个比较重要的字段。

1、Conne-id：安全联盟索引值，便于快速查找对应的信息

2、Peer：这里为对端IP地址和端口号

3、Flag：可以看到BJ与CS多了一个ST，这里说几个关键的flag状态

RD：标识SA建立成功了
ST：表示是发起方，因为实验里面是由BJFW下面的PC主动发起的访问，自然触发了SA的协商
A：IPSEC策略组不处于备份状态，默认的状态，只要建立了都会有该标识。

4、V1:1以及V1:2，这里前面的V1表示IKEV1的版本，后面的1跟2表示阶段，1表示第一阶段，也就是IKE隧道协商，而2表示第二阶段，IPSEC sa的协商。

5、IP：对端用的ID类型，默认为IP，也可以使用别名

6、RmoteID：对端的ID，通常为对端的IKE协商或者响应的公网IP地址。

这些字段目前只是了解，后面在排错的时候会有很大的帮助，这里最关键的就是Flag的体现，它能够很好的反应出当前IKE与IPSEC进行到哪了。

通过display ipse sa显示的内容，其实跟之前手动配置的IPSEC sa的内容大致是相同的，有几个不一样的地方，来看看。

1、mode：在手动的时候显示的是manual，用了IKE后变成了ISKAMP，也就是说是由IKE/ISKMAP来完成整个的IPSec协商。

2、tunnel的local与remote 后面多了一个:500，在手动的时候为0，这里为500，表示采用isakmp的UDP 500

3、多了一个flow source与destiantion：这个实际上就是体现出来哪些流量走IPSec SA隧道，192.168.10.0/255.255.255.0表示整个192.168.10.0的网段，后面的0/0-65535表示IP，也就是192.168.10.0访问192.168.20.0任意流量都走隧道。

4、outbound esp与inbound esp与手动其实是一样的，只是这里的SPI是随机生成。

“承上启下”

整体下来就是当192.168.10.1去访问192.168.20.2的时候，抵达BJ防火墙触发IPSEC sa建立，首先两边IKE/ISKAMP进行协商，建立一个安全的通道，然后在安全的通道下面完成IPSEC sa的建立，最终用户的实际数据流量通过这个IPSec SA的通道进行安全的传输。这个只是大致的流程，但是IKE具体是如何协商的，中间经历了什么样的变化，为什么是主模式与野蛮模式?下一篇结合配置、抓包以及数据包的流动综合来全面了解整个IKE/IPSec是如何建立的。