[发明专利]基于IPSEC协议的隧道模式ESP硬件封装装置

说明书

技术领域

本发明涉及网络数据安全领域，尤其涉及一种基于IPSEC协议的隧道模式ESP硬件封装装置。

背景技术

随着计算机网络技术的发展，我们利用网络技术进行工作生活越来越快捷方便，如今的社会已经离不开网络，但随之而来的网络安全问题也不得不引起社会的关注，近些年来，网络安全问题日益突出和多样化，黑客利用网络对公司、政府进行数据截取，让公司、政府蒙受巨大损失，同时也使个人信息安全受到威胁。为了提高网络信息传输的安全，互联网工程任务组（IETF）在1988年提出了针对网络层的IPSEC（IP Security）协议，来弥补IP数据包本身不继承安全措施的缺点。

随着下一代网际协议IPV6的发展，市场上已形成：IPV4网际协议向IPV6网际协议过渡的格局，提出一种既能在IPV4协议上实施，又能兼容IPV6协议实施IPSEC协议的方式，才能满足市场需求。在实施IPSEC协议过程中，影响其实施速度的因素在于IPSEC数据包的封装速度，目前市场上大多采用软件方式进行IPSEC数据包封装，实施速度相对较慢，严重影响IPSEC数据包封装传输速度，因此有必要提供一种基于IPSEC协议硬件实现对数据包封装，优化硬件传输模式，可以在软件基础上大幅提高速度，同时也使数据传输变得更加安全。

目前针对IPSEC协议实施场景大体可分为3类:1.Site to Site（站点到站点或者网管到网管）2.End to End（端到端或者PC到PC）3.End to Site（端到站点或者PC到网关），而如今对于每个子网下PC机数量庞大，每次实施End to End模式下IPSEC协议，都会在相应PC机上实施一次，耗费太多时间，因此选用Site to Site模式下实施IPSEC协议可提升相应传输速度。在Site to Site模式下，IPSEC协议实施条件是在隧道模式下传输，因此有必要提供一种基于IPSEC协议的隧道模式ESP硬件封装装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种基于IPSEC协议的隧道模式ESP硬件封装装置，可实现高效安全的数据包封装。

本发明基于IPSEC协议的隧道模式ESP硬件封装装置，包括通过总线连接并使用乒乓模式工作的多个隧道模式ESP封装单元，所述隧道模式ESP封装单元包括：

数据解析模块，用于接收经过SA匹配后的数据包，对数据包进行解析并按照解析结果将数据送至相应的后续模块；

一组加密模块，用于根据数据解析模块所解析出的SA匹配策略对IP数据报文段进行相应的加密；

IPV4头重组模块，用于为使用IPV4协议传输的数据包组装外部新IP头；

IPV6头重组模块，用于为使用IPV6协议传输的数据包组装外部新IP头；

数据暂存模块，用于暂时存储处理的数据，包括：IPV4或IPV6重组的新IP头、安全参数索引、序列号、初始化向量、认证算法密钥、新UDP头、原始IP头；

数据组装模块，用于将数据暂存模块及各加密模块所发送的分散数据组装成标准的IPSEC数据包；

认证模块，用于对数据进行身份验证和消息认证，并将认证后数据送到下层分片处理；

IP首部校验和模块，用于重新计算认证模块在认证过程中所修改的外部新IP头的首部校验和，并将计算出的首部校验和填充到外部新IP头的相应位置。

    进一步地，所述数据解析模块包括：字段解析判断模块、关键字段存储模块、缓存模块，其中：

所述字段解析判断模块，用于对上层所传输数据进行解析，包括：同步帧中同步字段解析、数据长度解析、解释域帧解析；所述解释域帧解析包括：封装模式解析、网络地址转换字段解析、加密协议类型解析、路径最大传输单元解析、加密算法类型解析、认证算法类型解析、处理序列号溢出解析、网际协议版本解析；

所述关键字段存储模块，用于存储解析出的关键字段数据；

所述缓存模块，用于缓存经过字段解析判断模块处理的数据，供后续模块读取。

进一步地，所述数据组装模块包括：排序重组模块、数据存储模块，缓存模块，其中：