题目04：GM/T 0022-2023 《IPSec VPN 技术规范》
你是一个商用密码应用安全性评估专家，现在有一道题目需要你来分析。
根据 GM/T 0022-2023 《IPSec VPN 技术规范》，结合下图对以下问题进行分析:
(1)请指出 IPSec 密钥交换使用的协议和端口号？并指出图中数据包消息头格式中的下一个载荷的类型、版本号、交换类型和交换模式？
(2)指出图中 IPSec 密钥交换协议使用的对称密码算法及工作模式、非对称密码算法及杂凑密码算法？
(3)图中光标已经选中了密钥交换的“鉴别方式”属性，在窗口右侧显示其数据为: “80 03 00 0a”。 请判断该鉴别方式是否符合 GM/T 0022-2023 《IPSec VPN 技术规范》？指出鉴别方式的属性值是多少？说明该鉴别方式代表的含义。
本题共 3 分，共 3 个问题，基本按照每个问题 1 分作答。
GM/T 0022-2023 《IPSec VPN 技术规范》
IPSec 密钥交换使用 IKE（Internet Key Exchange）协议，基于 ISAKMP（Internet Security Association and Key Management Protocol） 框架，默认使用 UDP 端口 500。
IPSec 密钥交换使用的协议是互联网密钥交换(Internet Key Exchange，IKE)协议。密钥交换使用 UDP 端口 500 进行通信。
下一个载荷的类型：从图中可以看到 “Next payload: Security Association (1)”，下一个载荷的类型是 Security Association，其值为 1。
版本号：图中显示 “Version: 1.1”，版本号是 1.1。
交换类型：图中显示 “Exchange type: Identity Protection (Main Mode) (2)”，交换类型是 Identity Protection（主模式），其值为 2。
(2) 在图中，IPSec 密钥交换协议使用的对称密码算法是 SM4-CBC，非对称密码算法是 SM2，杂凑密码算法是 SM3。
(3) 根据图中光标选中的密钥交换的“鉴别方式”属性，其数据为 "80 03 00 0a"。这个数据是一个十六进制表示，我们可以将其转换为十进制来分析。"80" 表示属性的类型，"03" 表示属性的长度，后面的 "00 0a" 是属性值。0x03 表示认证方法，0x000a 代表 公钥数字信封鉴别方式（AUTH_METHOD_DE）。
在 GB/T 36968-2018 中，鉴别方式的属性值 "00 0a" 对应的十进制是 10，这代表的是公钥数字信封鉴别方式（AUTH_METHOD_DE）。
因此，该鉴别方式是符合 GB/T 36968-2018《信息安全技术 IPSec VPN 技术规范》的，其属性值是 10，代表的含义是公钥数字信封鉴别方式（AUTH_METHOD_DE）。
GM_T 0022-2023 IPSec VPN 技术规范
协议报文应使用 UDP 协议 500 或 4500 端口进行传输。
密钥交换消息是基于 UDP 传输的, 使用 UDP 500 端口或者 4500 端口。
在 UDP 500 端口上发送的密钥交换消息直接跟在 UDP 报头后面。
在 UDP 4500 端口上发送的密钥交换消息, 在 UDP 头与密钥交换消息之间插入 4 个全 0 的字节。
IPSec 协议包括互联网密钥交换(Internet Key Exchange，IKE)协议、认证头(Authentication Header，AH)协议、封装安全载荷(Encapsulating Security Payload，ESP)协议和用于网络身份鉴别及加密的一些算法等。
从工作流程上看，IPSec 协议可分为两个环节：IKE 是第一个环节，完成通信双方的身份鉴别、确定通信时使用的 IPSec 安全策略和密钥；第二个环节是使用数据报文封装协议和 IKE 中协定的 IPSec 安全策略和密钥，实现对通信数据的安全传输。
AH 和 ESP 协议可以工作在传输模式或隧道模式下。传输模式一般用于端到端的应用场景，只有 IP 载荷部分被保护，对 IP 头不做改动；隧道模式对整个 IP 数据报文提供加密和认证功能，并在此基础上添加新的 IP 头，一般用于创建虚拟专用网（Virtual Private Networks, VPN)隧道链路。
接下来我们先从 IPSec 的 IKE 协议说起，ISAKMP 的工作模式分为两个阶段：第一阶段是主模式，通信双方建立一个 ISAKMP SA,并实现双方的身份鉴别和密钥交换，得到工作密钥，该工作密钥用于保护第二阶段的协商过程；第二阶段是快速模式，使用已建立的 ISAKMP SA 提供保护，实现通信双方 IPSec SA 的协商，确定通信双方 IPSec 安全策略和会话密钥。其中，IPSec 安全策略定义了哪些服务以何种形式提供给 IP 数据报文，如数据加密服务以 SM4 的 CBC 模式实现。
第一阶段：主模式。主模式是一个身份保护的交换，其交换过程由 6 个消息组成。双方身份的鉴别采用数字证书的方式实现。
版本号（Version）：例如 1.1，需区分 IKEv1 与 IKEv2 差异。
交换类型（Exchange Type）：主模式（Main Mode）与快速模式的交互流程差异。
载荷类型（Next Payload）：如 SA 载荷（类型 1）、证书载荷（类型 5）等。
协议与端口：ISAKMP 协议（基于 UDP 500 端口），需掌握其报文结构（版本号、交换类型、载荷类型等）。
DOI（Domain of Interpretation）：IPSec 的值为 1，需理解其对协议解释的标准化作用。
SPI（Security Parameter Index）：用于标识唯一 SA，需掌握其在报文中的生成规则。安全关联参数
属性值 00 0a（十六进制）对应十进制 10，代表公钥数字信封（AUTH_METHOD_DE）。
国标要求：需符合 GB/T 36968-2018 定义的算法及流程，如 SM2 签名认证。
国密算法原理（SM2 椭圆曲线签名、SM3 哈希特性、SM4 分组加密）。
精读 ISAKMP RFC 2408、IPSec RFC 4301，理解报文结构及交互流程。
掌握 GB/T 36968-2018 中关于国密算法的强制要求（SM2/SM3/SM4）。
模拟主模式/积极模式交互，抓包分析 SA 协商过程。
使用 Wireshark 分析 ISAKMP/IKE 报文，重点关注字段解析（如 Flags、Message ID）。
配置 IPSec VPN 实验环境（如 StrongSwan/OpenSwan），验证国密算法兼容性。
分析给定报文错误（如版本号不匹配、算法协商失败），定位问题根源。
模拟配置场景（如企业 VPN 需支持 SM4-GCM），输出解决方案。
制作协议流程图，标注关键字段（如 SPI 生成规则、生命周期管理）。
整理国标合规性清单（如算法组合、鉴别方式取值范围）。
原文始发于微信公众号（利刃信安）：【能力验证】题目04：GM/T 0022-2023 《IPSec VPN 技术规范》
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