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一、概述

Strongswan 是一个基于 IPsec（Internet Protocol Security，互联网协议安全）的开源 VPN（Virtual Private Network，虚拟专用网络）解决方案。它实现了 IPsec 协议簇的相关功能，用于在不安全的网络（如互联网）上建立安全的连接通道，确保数据传输的保密性、完整性和真实性。

二、主要功能

密钥交换与管理

Strongswan 支持多种密钥交换协议，例如 IKEv1（Internet Key Exchange version 1，互联网密钥交换版本 1）和 IKEv2（Internet Key Exchange version 2，互联网密钥交换版本 2）。这些协议允许通信双方在不安全的网络环境中协商并建立共享的密钥，这是实现安全通信的基础。
通过密钥管理机制，它能够定期更新密钥（重密钥，re - keying），防止长期使用同一密钥可能带来的安全风险，确保通信安全的持续性。

身份认证

提供多种身份认证方式，包括基于证书（X.509 证书）的认证、预共享密钥（Pre - Shared Key，PSK）认证和基于 EAP（Extensible Authentication Protocol，可扩展认证协议）的认证等。
根据不同的应用场景和安全需求，用户可以选择合适的身份认证方法来验证通信对方的身份，防止中间人攻击等安全威胁。

隧道模式与传输模式

支持 IPsec 的隧道模式（Tunnel Mode）和传输模式（Transport Mode）。
在隧道模式下，它会对整个 IP 数据包进行封装和加密，然后添加新的 IP 头进行传输，适合用于构建站点到站点（Site - to - Site）的 VPN 连接。传输模式则只对 IP 数据包的数据部分进行加密处理，通常用于主机到主机（Host - to - Host）的安全通信。

加密与认证算法支持

Strongswan 可以使用多种加密算法，如 AES（Advanced Encryption Standard，高级加密标准）、3DES（Triple Data Encryption Standard，三重数据加密标准）等，以及认证算法，如 HMAC - SHA1（Hash - based Message Authentication Code - Secure Hash Algorithm 1，基于哈希的消息认证码 - 安全哈希算法 1）、HMAC - SHA2 等。
这使得它能够根据不同的安全策略和性能需求，灵活选择合适的密码学算法来保障数据安全。

三、应用场景

企业网络

企业可以利用 Strongswan 构建企业内部的站点到站点 VPN，将分布在不同地理位置的办公室网络连接起来，使员工能够安全地访问企业内部资源，如文件服务器、数据库等，同时保障数据在互联网传输过程中的安全。

远程办公

对于远程办公人员，通过在个人设备（如笔记本电脑、智能手机）上安装并配置 Strongswan 客户端，可以建立与企业网络的安全连接，实现如同在企业内部办公一样的网络访问体验，确保远程工作时的数据安全和隐私。

云计算环境

在云计算环境中，云服务提供商可以使用 Strongswan 为租户提供安全的网络连接服务。例如，租户可以通过 VPN 连接安全地访问其在云平台上的虚拟机、存储资源等，防止云环境中的数据泄露和恶意攻击。

strongSwan 的核心特点：

IPsec 协议支持：

支持 IKEv1（Internet Key Exchange version 1） 和 IKEv2 协议（用于密钥交换）。
支持 ESP（Encapsulating Security Payload） 和 AH（Authentication Header），用于加密和认证数据。

跨平台兼容性：

strongSwan 主要运行在 Linux 系统上，并支持大多数 Linux 发行版，同时也支持 FreeBSD、macOS、Android 等平台。

高安全性：

提供端到端的加密通信，确保数据在传输过程中不会被第三方窃取或篡改。
支持 强加密算法，如 AES、SHA、ECDSA、RSA 等。
支持现代安全机制，例如 EAP（Extensible Authentication Protocol） 和 证书认证。

灵活配置：

可以通过简单的配置文件或命令行工具来配置 VPN 隧道。
支持多种身份验证方式，包括预共享密钥（PSK）和证书（X.509）等。
高性能与可扩展性：

支持高并发连接，适用于大规模 VPN 部署。
支持负载均衡和多路径 IPsec。

支持移动设备：

strongSwan 提供了适用于 Android 和其他移动平台的客户端，方便移动设备接入 IPsec VPN。

strongSwan 的核心组件：

Charon：strongSwan 的 IKEv2 守护进程，负责密钥交换和 IPsec 隧道管理。
Starter：用于加载和管理 strongSwan 配置文件的工具。
swanctl：现代化的命令行管理工具，替代旧的 ipsec.conf 文件，支持更灵活的配置。
pluto：旧版的 IKEv1 守护进程（现在主要被 Charon 替代）。

如何使用 strongSwan？

strongSwan 的使用通常包括以下步骤：

安装 strongSwan：

在 Linux 上，通过包管理器进行安装，例如：

sudo apt-get install strongswan

配置 IPsec：
编辑 strongSwan 的配置文件，通常为 /etc/ipsec.conf 和 /etc/ipsec.secrets。
启动 strongSwan 服务：

sudo systemctl start strongswan

建立 VPN 隧道：
使用 ipsec 或 swanctl 命令管理和启动 IPsec 连接。
验证通信：
使用 ping 等网络工具检查 VPN 隧道是否正常工作。

GM证书生成

1）生成CA私钥和自签名CA证书

# pki --gen --type sm2 --outform pem > ca.key.pem

# pki --self --in ca.key.pem --type sm2 --digest sm3 --dn "C=CN, O=StrongSwan,CN=StrongSwan CA" --ca --lifetime 3650 --outform pem > ca.cert.pem

2）服务器端密钥和证书生成

# pki --gen --type sm2 --outform pem > server.key.pem

# pki --req --in  server.key.pem --type sm2 --dn "C=GB, O=Self Signed, CN=2" --digest sm3 --outform pem | pki --issue --type pkcs10 --digest sm3 --lifetime 1200 --cacert ca.cert.pem --cakey ca.key.pem --flag serverAuth --flag ikeIntermediate --outform pem > server.cert.pem

3）客户端密钥和证书生成

# pki --gen --type sm2 --outform pem > client.key.pem

# pki --req --in client.key.pem --type sm2 --dn "C=GB, O=Self Signed, CN=5" --digest sm3 --outform pem | pki --issue --type pkcs10 --digest sm3 --lifetime 1200 --cacert ca.cert.pem --cakey ca.key.pem --outform pem > client.cert.pem

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