IPsec是基于IP层提出的网络安全协议，它是一个协议族，不是一个单一的协议，其国际工程任务组草案协议定义号码是4301。草案链接：
https://tools.ietf.org/html/rfc4301
该协议经历了3个版本的变迁
rfc1825—————–>rfc2401——————–>rfc4301
其主要目的就是保证TCP/IP模型中定义的IP层的网络安全，分为：
- 数据源原始性
- 包的完整性
- 保密性
其实现这个目的方法是对IP层的数据进行加密来保证保密性，使用hash算法保证数据的完整性，使用源认证保证数据的原始性。
名词解释：
AH： Authentication Header – 头认证
ESP: Encapsulating Security Payload – 封装安全负载
SA: Security Association – 安全管理
AH： 主要是提供无连接的完整性和保证数据源的一致性，以及防止网络重放攻击
ESP： 主要提供数据的保密性，无连接的完整性和保证数据源的一致性，抗网络重放攻击
SA： 提供AH（或）和ESP中协议中的参数，这些参数一般指的是认证和加密时所使用的密钥。这里涉及到另外一个协议Internet Security Association and Key Management Protocol (ISAKMP) ，负责网络认证和密钥交换。
AH和ESP在使用的时候只能二选一，即要么使用AH，要么采用ESP来保护数据。但是在实现的时候，根据rfc4301，ESP是必须被实现的，AH则是可选的。
加密部分使用对称加密，对称加密就是加密和解密都使用同样的密码。这样就涉及到密码的传递，一端使用某个密钥加密，需要告诉另外一端这个密钥是什么，那么这个密钥又是怎么传递的，关于这部分IPsec定义了一个子协议，IKE就是密码交换协议。通常密码交换使用RSA或者DSA不对称加密或者预共享密码（pre-shared key），不对称加密策略是一端使用公钥加密，另外一端使用私钥加密，而私钥不会，也不需要在网络中传输，因此不存在被截获的问题。
密钥不会被传输的，传输的只是生成密钥的种子（IETF草案中，定义为material，直译为材料，其实它的作用就像是一个种子，有了种子和算法，我们就可以生成密钥）
也许有人会说，那直接使用不对称对IP层负载数据进行不就可以，这样省的再使用另外一套加密，并且也不要传递密钥了。问题就是不对称加密比起对称加密很慢，速度跟不上网络的传输速度。
通常IPsec中所使用的对称加密协议有：
- DES-CRC
- TDES-CRC(或者说3DES-CRC)
- AES-CRC
- Blowfish-CRC
除了上述的加密算法，IPsec还规定另外一种， NULL，NULL是什么都没有做，经过NULL加密的数据，前后是没有变化的。
在通信的时候，一个会话中并不是所有的包都是使用同一个密钥，而是不同密钥对不同时间段的数据包加密，这样就避免了，即使一部分数据包被截获，仍然无法正确的解析出一个完整有效信息。
IPsec有2中实现模式
- 点对点的传输模式（Transport Mode）
- 网络隧道模式（Network Tunnel Mode)
点对点传输模式
IP头完全不会被动到，就是说不会被修改，也不会被加密，只有IP的负载数据部分会被加密，即使用AH或ESP保护起来；
网络隧道模式
在这种模式下，整个IP包会被AH或ESP保护起来，这种模式一般用于VPN。
SA是IPsec中非常重要的一个子协议，因为IPsec服务最开始的阶段开始于SA，并且SA存活于整个会话过程中。SA主要做
- 认证方法
- diffie-Helman组的选择
- 加密算法 （ 用于保密 ）
- DH交换 （ 密钥生成种子 ）
- hash算法 （ 用于数据完整性 ）
- 策略协商（ 使用AH还是ESP ）
参考：
http://en.wikipedia.org/wiki/IPsec
https://tools.ietf.org/html/rfc4301
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