Linux2_4内核下IPSec加密卡的实现研究收稿日期：2022－11－30；修回日期：2022－02－15基金项目：温州市科技计划项目（G2*******）作者简介：黄兴利（11011－），男，硕士研究生，讲师，研究方向为计算机网络、数据库。Linux2．4内核下IPSec加密卡的实现研究黄兴利1，蔡国强2，于红毅2（1．温州大学商学院，浙江温州325000；2．西北工业大学网络环境下复杂系统控制实验室，陕西西安710173）摘要：在综合考虑安全性、处理速度及开发周期的基础上，针对Linux2．4内核提出了将IPSec协议分解为由主处理器实现的计算复杂型操作和由硬件加密卡实现的计算密集型操作的方案。主处理器进行协议解析、数据包的封装等操作，专用加密卡实现加解密、认证等高强度计算，并给出了相关的接口函数方便用户进行二次开发。专门设计了Linux操作系统下加密卡的驱动，实现了高速稳定的DMA数据传输。实验结果表明该方案具有高安全性、高速及良好的可扩展性等优点，具有良好的应用前景。关键词：Linux；网络协议安全；加密卡；驱动设计；接口函数：TP393．08文献标识码：A：1673－629X（2022）07－0161－04ResearchandImplementationofIPSecEncryptionCardonLinux2．4Kern---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---elHUANGXing－li1，CAIGuo－qiang2，YUHong－yi2（1．BusinessCollege，WenzhouUniversity，Wenzhou325000，China；2．Network－basedComplexSystemControlLab，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710173，China）Abstract：Aftertakingsafety，processingspeedanddevelopmentcircleintoconsideration，anewprojectbasedonLinux2．4kerneldividingIPSecprotocolintocomplexcomputationaloperationandCPU－boundoperationisgiveninthepaper．Operationsaboutprotocolanalysisaswellasdatapackagingarefulfilledbymainprocessor，whileoperationsaboutencryption，decryptionandauthenticationareimplementedbyspecialhardwareencryptioncard，andmoreover，relatedinterfacefunctionsareshownclearlywhichishelpfulforre－development．SpecialdriversystemisdesignedunderLinuxoperationsystem，andhighspeedaswellasstableDMAdatatransferisimplemented．Itisilluminat-edfromtheexperimentresultsthatthisprojecthasgoodmeritssuchashighsecurity，highspeedandperfectexpandabilitywithapromisingapplicationprospect．Keywords：Linux；IPSec；encryptioncard；driverdesign；interfacefunction0引言网络技术和Internet的快速---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---发展使网络应用渗透到现代人生活的方方面面，然而随之而来的互联网安全问题也日渐成为困扰企业及个人的重要问题，Inter-net工程任务组（IETF）在Internet标准（草案RFC［1，2］）中定义了网络IP层上的安全体系结构———IPSec（In-ternetProtocolSecurity），它在不改变用户应用程序的情况下，提供对网络数据的保密和认证服务［3］，实现网络信息的安全传输［4］。目前IPSec的设计实现大致有三种方案［5］：纯软件方案，纯硬件方案及软硬件协同方案。Linux2．4内核下普遍采用的IPSec实现方案是FreeS/Wan，即纯软件方案，用主机或服务器上的CPU来完成全部操作，简单易行、开发周期短，但是网络设备负载明显提高，关键网络设备的处理性能降低，在速度和实时性上不能满足要求；目前常用的纯硬件方案采用通用结构处理器与FPGA相结合的处理形式［6］，将整个IPSec交由硬件实现，具有高速、低延时、对用户透明、安全性好等优点，但它的开发周期长，不支持用户在此基础上的再次开发［7］；文中“IPSec加密卡”采用软硬件协同方案实现，将IPSec中涉及到加密、认证等高位数据的密集运算交由专门设计的硬件加密卡执行，而将协议处理、密钥管理、安全策略管理等复杂运算交由主机或服务器上的CPU来执行［8］，这种实现将软件开发的高效率及灵活性与硬件开发的高速率结合，可有效缩短开发周期，并且软硬件结合时各种接口的明确定义使用户可以在此...