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译者：（）<br />
译文发布时间：2001-11-7<br />
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文档的翻译及版权信息。<br />
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Request&nbsp;for&nbsp;Comments:&nbsp;2085&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;NSA<br />
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February&nbsp;1997<br />
<br />
<br />
重复性攻击保护的HMAC-MD5&nbsp;IP&nbsp;认证<br />
（RFC2085——HMAC-MD5&nbsp;IP&nbsp;Authentication&nbsp;with&nbsp;Replay&nbsp;Prevention）<br />
本文作用<br />
本文详细说明了一种互联网标准传输协议，本文需要讨论和改进的建议。要得到规定和本协议<br />
的状态，请参考最新版的"Internet&nbsp;Official&nbsp;Protocol&nbsp;Standards"&nbsp;(STD&nbsp;1)，本文的散布不受限制。<br />
摘要<br />
本文讲述了一种用在IP认证报头（IP&nbsp;Authentication&nbsp;Header）上的keyed-MD5转换，这种特殊<br />
的转换基于[HMAC-MD5]，另外还详细说明了一种防止重复攻击的选项。<br />
<br />
目录<br />
&nbsp;&nbsp;&nbsp;<br />
1.&nbsp;绪论	1<br />
1.1&nbsp;术语	1<br />
1.2&nbsp;Keys	2<br />
1.3&nbsp;数据长度	2<br />
2.&nbsp;数据包格式	2<br />
2.1重复攻击防护	3<br />
2.2认证数据计算	3<br />
3.&nbsp;安全考虑	4<br />
致谢	4<br />
参考文献	4<br />
作者地址	4<br />
<br />
1.&nbsp;绪论<br />
认证报头（AH）[RFC-1826]提供了IP数据包的完整性检查和认证，本文中指出的变换使用一<br />
种keyed-MD5机制[HMAC-MD5]，本机制用到了一种&nbsp;(key-less)&nbsp;MD5的散列函数，它能够产生报<br />
文摘要。当它和认证报头密钥(AH&nbsp;密钥)结合时，就能产生认证数据，此值放在AH的认证数据字<br />
段，它也是AH协议提供的完整性检查的基础。<br />
为了防止重复性攻击，必须含有一个重复性攻击防护字段作为变换式选项，此字段是用来防止<br />
一种攻击的，在这种攻击中，消息会保存并且在后来还会被重复利用，代替或者重复原始消息。安<br />
全参数索引（SPI）[RFC-1825]用来决定是否包含AH。<br />
需要熟悉以下下文献："Security&nbsp;Architecture&nbsp;for&nbsp;the&nbsp;Internet&nbsp;Protocol"(Internet协议安全结构)&nbsp;<br />
[RFC-1825],&nbsp;"IP&nbsp;Authentication&nbsp;Header"（IP认证报头）&nbsp;[RFC-1826],以及"HMAC-MD5:&nbsp;Keyed-MD5&nbsp;<br />
for&nbsp;Message&nbsp;Authentication"（HMAC-MD5：Keyed-MD5消息认证）&nbsp;[HMAC-MD5]。<br />
所有要符合或同“IP认证报头”一致的应用必须（MUST）执行HMAC-MD5转换。<br />
1.1&nbsp;术语<br />
本文中用来定义每一个需求的重要性的单词都用大写表示，包括：<br />
-	MUST<br />
它和"REQUIRED"表示此条款在规定中是绝对需要的。<br />
<br />
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;-&nbsp;SHOULD<br />
它和"RECOMMENDED"表示在某些特定的环境下有有效的原因可以忽略此条款，但是必须知<br />
道充足的含义，并且在采取不同的方法前必须慎重考虑。&nbsp;&nbsp;<br />
1.2&nbsp;Keys<br />
“认证报头（AH）密钥”是通讯双方共享的秘密，这种“密钥”不是传统意义上的“密钥”，<br />
认证报头密钥同传输的数据一起进行散列运算，以确保侵犯者不能复制认证数据。<br />
即使认证报头密钥不是一种密钥，但是仍然涉及了密钥的基本应用，考虑到算法和用以产生输<br />
出的大部分数据是公开的，转换的强度就决定于密钥的独立映射（需要很健壮）以及认证数据IP<br />
包，因此应用中就需要尽可能多次的改变认证报头密钥，密钥需要随机的选择或者由一个随机的种<br />
子在一个强大的密钥随机发生器中产生。[HMAC-MD5]<br />
所有的支持AH协议的应用都必须（MUST）支持128位或短一些地密钥长度，应用能够<br />
（SHOULD）支持更长的密钥将会更好。推荐密钥长度选择为输出散列值长度，在MD5中是128<br />
位，定为其它长度则必须考虑下面提到的相关的事项。<br />
零长度的密钥是禁止使用的，应用中必须防止在变换式中使用它，因为零长度的密钥必能提供<br />
有效的认证。密钥长度小于128位的也强烈被阻止使用，因为这会降低函数的安全性能，大于128<br />
位的也可以使用，但是增长的部分不一定会增加函数的安全性能。在密钥产生的随机性有怀疑的情<br />
况下推荐使用长于128位的密钥。MD5是在64字节的分组上操作的，长于64字节的密钥第一次<br />
是通过MD5进行散列运算的，结果散列值用来计算认证数据。<br />
1.3&nbsp;数据长度<br />
MD5产生一个128位的散列值用作认证数据，它自然的64位一行，这样对那些双字长的机器<br />
就不需要任何的补位。<br />
2.&nbsp;数据包格式<br />
<br />
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;+---------------+---------------+---------------+---------------+<br />
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|&nbsp;Next&nbsp;Header&nbsp;&nbsp;&nbsp;|&nbsp;Length&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;RESERVED&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|<br />
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;+---------------+---------------+---------------+---------------+<br />
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;SPI&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|<br />
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;+---------------+---------------+---------------+---------------+<br />
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;Replay&nbsp;Prevention&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|<br />
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|<br />
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;+---------------+---------------+---------------+---------------+<br />
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|<br />
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;+&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;Authentication&nbsp;Data&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|<br />
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;|<br />
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;+---------------+---------------+---------------+---------------+<br />
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;1&nbsp;2&nbsp;3&nbsp;4&nbsp;5&nbsp;6&nbsp;7&nbsp;8&nbsp;1&nbsp;2&nbsp;3&nbsp;4&nbsp;5&nbsp;6&nbsp;7&nbsp;8&nbsp;1&nbsp;2&nbsp;3&nbsp;4&nbsp;5&nbsp;6&nbsp;7&nbsp;8&nbsp;1&nbsp;2&nbsp;3&nbsp;4&nbsp;5&nbsp;6&nbsp;7&nbsp;8<br />
<br />
Next&nbsp;Header(下个报头),&nbsp;RESERVED（保留）,&nbsp;和SPI（安全参数索引）&nbsp;字段在[RFC-1826]中讲<br />
述了。Length（长度）&nbsp;字段是Replay&nbsp;Prevention（重复防护）字段和32位字的认证数据的长度。<br />
2.1重复攻击防护<br />
Replay&nbsp;Prevention（重复攻击）字段是一个64位的字段，用以确保通讯双方交换的每个数据包<br />
没有重复，每一个IPsec安全协会指定自己协会中是否使用重复性攻击防护，如果不用，那么<br />
Authentication&nbsp;Data（认证数据）字段将直接跟在SPI字段后面。Replay&nbsp;Prevention字段是一个以1<br />
开头的加法计数器。<br />
共享密钥不能用太长的时间以至于计数器超值，也就是使用同一个密钥传输的超过2^64个数<br />
据包，接收时，重复值会增长，应用程序可能会收到的杂乱的包，杂乱包的数量是一个应用细节，<br />
如果支持“杂乱窗口”，应用程序会确定所有的包以前没有收到过，也就是，应用程序最多只会收<br />
到一次数据包。<br />
当目的地址是多点传送地址时，重复性攻击防护在使用，对此多点传送地址不只一个遵循同一<br />
个IPsec安全协会规定的发送者，那么重复性攻击保护功能就不应该（SHOULD&nbsp;NOT）激活，在此<br />
情况下如果要求重复性攻击保护，每个发送者应该有他自己的IPsec安全联盟。<br />
[ESP-DES-MD5]中提供了一个执行32位包的重复窗口的例子的代码，并提供了展示了工作流<br />
程。<br />
2.2认证数据计算<br />
认证数据是认证算法（MD5）的输出值，此值是在整个IP数据报上计算的结果，数据报在转<br />
变中可变的字段和认证数据字段本身必须包含计算前的所有的0&nbsp;[RFC-1826]，如果重复性攻击字段<br />
采用，那它就包含在计算中。MD5的定义和参考程序在[RFC-1321]中讲述了，用‘text’表示<br />
HMAC-MD5要用到的数据，K表示通讯方共享的信息认证私钥，如果K长度超过64字节，那它<br />
必须（MUST）先用MD5进行散列运算，这样，K就是最终的散列值。<br />
我们定义两个固定的不同字符串ipad和opad，（‘i’，‘o’代表输入和输出）如下所示：<br />
ipad=字节0x36重复64次<br />
opad=字节0x5C重复64次<br />
为了计算‘text’的HMAC-MD5，我们执行<br />
MD5(K&nbsp;XOR&nbsp;opad,&nbsp;MD5(K&nbsp;XOR&nbsp;ipad,&nbsp;text))<br />
即：<br />
(1)	在K后面补0，使得K的长度是64字节（如果K长16字节，那么&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;要补48<br />
个0字节0x00）<br />
(2)	用ipad异或(XOR)&nbsp;第一步中产生的64字节的值<br />
(3)	在第二步中产生的64字节的字符串后面不上‘text’<br />
(4)	对第三步产生的值进行MD5运算<br />
(5)	用opad异或第一步中产生的64字节的字符串<br />
(6)	第5步中产生的字符串后面补上第4步中的运算结果<br />
(7)	对第6步中产生的结果进行MD5散列运算，输出结果<br />
在[HMAC-MD5]中对此计算进行了很细致的描述，并带有例子程序代码和性能改进，执行者应<br />
该参考[HMAC-MD5]以得到更多的加密散列函数的技术信息。<br />
3.&nbsp;安全考虑<br />
此变换的安全性取决于MD5的强度，应用算法的正确性，密钥处理机制和它的应用的安全性，<br />
关联的秘密密钥的强度，还取决于所有特殊系统中应用程序的强度，[HMAC-MD5]中对MD5的优<br />
缺点进行了细致的讨论。&nbsp;&nbsp;&nbsp;<br />
致谢<br />
本文的完成很大程度地基于Hugo&nbsp;Krawczyk.写的文章，使用的格式来源于William&nbsp;Simpson&nbsp;和&nbsp;<br />
Perry的文章，重复性攻击保护直接引自Jim&nbsp;Hughes的文章。<br />
参考文献<br />
&nbsp;&nbsp;&nbsp;[RFC-1825]&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;Atkinson,&nbsp;R.,&nbsp;"Security&nbsp;Architecture&nbsp;for&nbsp;the&nbsp;Internet<br />
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;Protocol",&nbsp;RFC&nbsp;1852,&nbsp;Naval&nbsp;Research&nbsp;Laboratory,<br />
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;July&nbsp;1995.<br />
&nbsp;&nbsp;&nbsp;[RFC-1826]&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;Atkinson,&nbsp;R.,&nbsp;"IP&nbsp;Authentication&nbsp;Header",<br />
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;RFC&nbsp;1826,&nbsp;August&nbsp;1995.<br />
&nbsp;&nbsp;&nbsp;[RFC-1828]&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;Metzger,&nbsp;P.,&nbsp;and&nbsp;W.&nbsp;Simpson,&nbsp;"IP&nbsp;Authentication&nbsp;using<br />
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;Keyed&nbsp;MD5",&nbsp;RFC&nbsp;1828,&nbsp;August&nbsp;1995.<br />
&nbsp;&nbsp;&nbsp;[RFC-1321]&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;Rivest,&nbsp;R.,&nbsp;"The&nbsp;MD5&nbsp;Message-Digest&nbsp;Algorithm",<br />
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;RFC&nbsp;1321,&nbsp;April&nbsp;1992.<br />
&nbsp;&nbsp;&nbsp;[HMAC-MD5]&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;Krawczyk,&nbsp;H.,&nbsp;Bellare,&nbsp;M.,&nbsp;and&nbsp;R.&nbsp;Canetti,<br />
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;"HMAC:&nbsp;Keyed-Hashing&nbsp;for&nbsp;Message&nbsp;Authentication",<br />
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;RFC&nbsp;2104,&nbsp;February&nbsp;1997.<br />
&nbsp;&nbsp;&nbsp;[ESP-DES-MD5]&nbsp;Hughes,&nbsp;J.,&nbsp;"Combined&nbsp;DES-CBC,&nbsp;MD5,&nbsp;and&nbsp;Replay<br />
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;Prevention&nbsp;Security&nbsp;Transform",&nbsp;Work&nbsp;in&nbsp;Progress.<br />
作者地址<br />
&nbsp;&nbsp;&nbsp;Michael&nbsp;J.&nbsp;Oehler<br />
&nbsp;&nbsp;&nbsp;National&nbsp;Security&nbsp;Agency<br />
&nbsp;&nbsp;&nbsp;Atn:&nbsp;R23,&nbsp;INFOSEC&nbsp;Research&nbsp;and&nbsp;Development<br />
&nbsp;&nbsp;&nbsp;9800&nbsp;Savage&nbsp;Road<br />
&nbsp;&nbsp;&nbsp;Fort&nbsp;Meade,&nbsp;MD&nbsp;20755<br />
&nbsp;&nbsp;&nbsp;EMail:&nbsp;mjo@tycho.ncsc.mil<br />
&nbsp;&nbsp;&nbsp;Robert&nbsp;Glenn<br />
&nbsp;&nbsp;&nbsp;NIST<br />
&nbsp;&nbsp;&nbsp;Building&nbsp;820,&nbsp;Room&nbsp;455<br />
&nbsp;&nbsp;&nbsp;Gaithersburg,&nbsp;MD&nbsp;20899<br />
&nbsp;&nbsp;&nbsp;EMail:&nbsp;rob.glenn@nist.gov<br />
RFC2085——HMAC-MD5&nbsp;IP&nbsp;Authentication&nbsp;with&nbsp;Replay&nbsp;Prevention&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;重复性攻击保护的HMAC-MD5&nbsp;IP&nbsp;认证<br />
<br />
<br />
2<br />
RFC文档中文翻译计划<br />