组织：中国互动出版网（http://www.china-pub.com/） RFC文档中文翻译计划（http://www.china-pub.com/compters/emook/aboutemook.htm） E-mail：ouyang@china-pub.com 译者 wangh（Javen_wang ykilyfe@china.com） 译文发布时间：2001-7-1 版权：本中文翻译文档版权归中国互动出版网所有。可以用于非商业用途自由转载，但必须 保留本文档的翻译及版权信息。
Network Working Group C. Madson Request for Comments: 2403 Cisco Systems Inc. Category: Standards Track R. Glenn NIST November 1998
在ESP和AH中使用HMAC-MD5-96 (RFC2403 The Use of HMAC-MD5-96 within ESP and AH)
本备忘录状态 本文档讲述了一种Internet通信的标准Internet跟踪协议,并对其改进提出了讨论和建议。 请参考最新版本的"Internet Official Protocol Standards" (STD 1) 来获得本协议的标准化进程 和状态，此备忘录的发布不受任何限制。
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摘要 本备忘录描述了在修订的IPSEC封装安全净荷协议（ESP）和IPSEC验证头协议（AH） 中，使用和MD5算法[RFC-1321]关联的HMAC算法[RFC-2104]作为验证机制。HMAC-MD5 提供数据源验证和完整性保护。 关于运行ESP和AH所需其他组件的更多信息由[Thayer97a]提供。 目录 1、介绍 2 2、算法和模式 2 2.1 性能 3 3. 密钥源 3 4. 与ESP密码机制的互操作性 3 5. 安全考虑 4 6. 感谢 4 7. 参考 5 8. 编者地址 5 9.全部版权声明 6
1、介绍 本备忘录描述了在封装安全净荷和验证头中使用和HMAC[RFC-2104]相关联的 MD5[RFC-1321]的键控验证机制。HMAC-MD5-96的目的是确保数据包是可信的而且在传输 过程中没有被修改。 HMAC是一种秘密的密钥验证算法。HMAC提供的数据完整性和源身份验证完全取决于 秘密密钥分配的范围。如果只有发起者和接收者知道HMAC密钥，那么这就对两者间发送 的数据提供了源身份验证和完整 性保证。如果HMAC是正确的那就证明它一定是真正的发送者添加的。 在本备忘录中，HMAC-MD5-96被用在ESP和AH中。关于不同的ESP片（包括机密 性机制）是如何组合在一起提供安全服务的跟多信息，请参照[ESP] and [Thayer97a]。关于 AH的更多信息请参照[AH] and [Thayer97a]。 本文档中的关键字"MUST", "MUST NOT", "REQUIRED", "SHALL", "SHALL NOT","SHOULD", "SHOULD NOT", "RECOMMENDED", "MAY",和 "OPTIONAL"的解释在[RFC-2119]中 有描述。
2、算法和模式 [RFC-1321]描述了基本MD5算法，而[RFC-2104]描述了HMAC算法。HMAC算法为插 入象MD5这样的各种散列算法提供了一种框架。
HMAC-MD5-96在64位的数据块上运行。对填充的需要在[RFC-1321]中有描述而且填充 是MD5算法一部分。如果依照[RFC-1321]对MD5进行构建，那么相关的HMAC-MD5-96 就不需要添加任何额外的添充。对于在[AH]中定义的“固定包填充”不是必须的。 HMAC-MD5-96产生128位的验证值。这128位值可以向在FRC 2104中描述的那样删 减。为了在SEP或AH中使用，被删节的验证数据必须使用前部的96位。在发送端，这种 删节了的数据存储在验证区。在接收端，完全的128位值被计算出来，并和验证区的96位 值比较。HMAC-MD5-96不支持其它的验证值长度。
选择96位是因为这是[AH]中描述的默认验证长度并且能满足[RFC-2104]中对安全需要 的描述。
2.1 性能 [Bellare96a]的声明“（HMAC的性能本质上就是根散列函数的性能”。[RFC-1810]提供了 一些在Internet协议中使用MD5的性能分析和推荐。但在它里面没有HMAC或是 HMAC-MD5的性能分析。
[RFC-2104]中概述了一种执行修正，可以在不影响互操作性的前提下提高每个包的性能。
3. 密钥源
HMAC-MD5-96是一种秘密密钥算法。在[RFC-2104]中没有描述固定的密钥长度，但为 了在ESP或AH中使用，固定的128位密钥长度必须被支持。而其他不同于128位的密钥 长度一定不被支持（也就是说HMAC-MD5-96只能使用128位密钥）。根据[RFC-2104]的推 荐选择128位密钥长度（也就是说密钥长度比验证值短会减弱安全的健壮性，而比验证值长 的也不会明显的增强安全的健壮性）。
[RFC-2104]讨论了对密钥源的需求，包括对健壮的随机性的需求的讨论。必须的128位 密钥必须由一个健壮的伪随机函数产生。
在讨论本文档时，还没有一种虚弱的密钥在HMAC上使用。这不意味着暗示虚弱的密钥 不存在。在某个意义上，如果一套HMAC使用的虚弱的密钥被鉴别，那么这些虚弱密钥的 使用必须被丢弃，然后发送重新安排密钥或一次新的安全联盟协商请求。
当一个单一的SA需要多个密钥时（也就是说当一个ESP SA需要一个加密密钥和一个验 证密钥），[ARCH]为获得密钥源描述了一个通用的机制。
为了提供数据源验证，密钥分配机制必须确保唯一的密钥对被分配，而且只分配给通信 的参与者。
[RFC-2104]对于密钥的重新分配提出了以下建议。并不能因为当前的攻击实际上是不可 行的就认为这些攻击并可以预示一个特殊的被推荐的密钥使用时间。无论如何，定期的密钥 更新是一种基本的安全习惯，这可以帮助抵抗函数和密钥潜在的弱点，减少对于一个破译者 的信息可用性，限制了由于密钥暴露引起的危害。
4. 与ESP密码机制的互操作性
在写作本文档时，还没有一种已知的出版物排除了HMAC-MD5-96算法和其它任何特殊 的密码算法公用的可能。
5. 安全考虑
HMAC-MD5-96提供的安全性依靠HMAC的健壮性，更少的使用频度，MD5的健壮性。 [RFC-2104]主张HMAC不只是依靠健壮的抵抗冲突的性质，考虑评估MD5的使用也是重要 的，在当前的审查下已有的算法比最初所考虑的有更差的抗冲突性。在写作本文档时，还没 有一种实际的密文攻击可以攻破HMAC-MD5-96。
[RFC-2104]声明对于“最小合理的散列函数”和“生日攻击”，这些最强的最HMAC的 攻击是不实际的。对于一个进行了HMAC-MD5-96运算的64字节的数据块，包括成功的处 理264个块是不实际的，除非在处理230个块后发现潜在的散列冲突。有弱抗冲突特性 的散列被认为是不可用的。
认为被使用的MD5是不完善的键控散列算法也是重要的，HMAC有来自攻击的标准。 当在数据安全策略中使用MD5正在经受再审议时，HMAC和MD5的组合算法已经拦截了 对密文的详细审查。
[RFC-2104]也讨论了由于结果散列的是删节所带来的潜在的附加安全问题。包括HMAC 的规范强烈推荐执行这种散列删节。
正象[RFC-2104]为合并各种散列算法和HMAC提供了框架，使用其他算法象SHA-1取 代MD5是可能的。[RFC-2104]包含一个关于HMAC算法健壮性和虚弱性的详细的讨论。
对于任何的密文算法，它的健壮性在于算法执行的正确性，密钥管理机制和它的执行的 安全性，关联的秘密密钥的健壮性，各个参与系统执行的正确性。[RFC-2202]包含测试向量 和实例代码用于帮助核查HMAD-MD5-96代码的正确性。
6. 感谢
本文档部分源于Jim Hughes先前的工作，和Jim一起为组合DES/CBC+HMAC-MD5 ESP 转换工作的人们，ANX bakeoff的参与者和IPsec工作组的成员。
我们也很高兴感谢为本文档中的一些特殊内容提出意见和解释的Hugo Krawczyk先生。
7. 参考
[RFC-1321] Rivest, R., "MD5 Digest Algorithm", RFC 1321, April 1992.
[RFC-2104] Krawczyk, H., Bellare, M., and R. Canetti, "HMAC: Keyed-Hashing for Message Authentication", RFC 2104, February 1997.
[RFC-1810] Touch, J., "Report on MD5 Performance", RFC 1810, June 1995.
[Bellare96a] Bellare, M., Canetti, R., and H. Krawczyk, "Keying Hash Functions for Message Authentication", Advances in Cryptography, Crypto96 Proceeding, June 1996.
[ARCH] Kent, S., and R. Atkinson, "Security Architecture for the Internet Protocol", RFC 2401, November 1998.
[ESP] Kent, S., and R. Atkinson, "IP Encapsulating Security Payload", RFC 2406, November 1998.
[AH] Kent, S., and R. Atkinson, "IP Authentication Header", RFC 2402, November 1998.
[Thayer97a] Thayer, R., Doraswamy, N., and R. Glenn, "IP Security Document Roadmap", RFC 2411, November 1998.
[RFC-2202] Cheng, P., and R. Glenn, "Test Cases for HMAC-MD5 and HMAC-SHA-1", RFC 2202, March 1997.
[RFC-2119] Bradner, S., "Key words for use in RFCs to Indicate Requirement Levels", BCP 14, RFC 2119, March 1997.
8. 编者地址
Cheryl Madson Cisco Systems, Inc.
EMail: cmadson@cisco.com
Rob Glenn NIST
EMail: rob.glenn@nist.gov
The IPsec working group can be contacted through the chairs:
Robert Moskowitz ICSA
EMail: rgm@icsa.net
Ted T'so Massachusetts Institute of Technology
EMail: tytso@mit.edu
9.全部版权声明
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