为什么加密不会破坏网络的工作方式？

Question

我对加密的工作原理有一个非常基本的了解。

到目前为止，我的知识是关于CISCO课程的CCNA 发现级别的知识（以及其他一些内容，例如Steve Gibson和Leo Laporte在各个剧集中的“ Security Now ”）。

我的问题是（是）：

加密不会破坏数据包/帧中源 ip/mac 目标和 MAC 地址的网络概念吗？

因为...

显然，任何“未加密”（密钥）数据都可以与数据一起发送，但这会破坏安全性，同时交换机无法在内部网络上引导数据并构建其 MAC 表。

现在我将对我所知道的做出一些假设。任何一个：

1. 交换机可以使用数据包 IP 和 MAC 地址的封装标头中的内容，以及从先前连接中获知的数据，以对使用源帧和目标帧 MAC 地址封装的数据包进行解密。
2. 路由器可以使用数据包/先前连接数据包中的内容来解密用源和目标 IP 地址封装的数据包。
3. 互联网上的整个加密概念是行不通的（显然是不真实的）
4. 对于加密数据包，源和目标 MACs/ip 以未加密方式发送。（如果是这种情况，这是否意味着中间人可以捕获所有数据，记录它，然后花费尽可能多的时间来暴力破解密钥以对其进行解密？）

否则，我的假设出于某种原因是虚假的（为什么它们是虚假的？）。

这个问题完全是从学习这些课程的理论知识中产​​生的，所以请尽可能多地详细说明你绝对愿意，即使你认为你在陈述显而易见的事情。我问这个纯粹是出于学术原因/强烈的好奇心，而不是因为我有实际问题。

Answer 1

进入可能不需要的细节：加密发生在传输层及更高层，正是出于您关心的原因。传输层是直接位于 IP 和其他寻址方案之上的层。这意味着这些协议所需的信息没有加密，因为数据属于较低层。

例如，TL​​S 及其前身 SSL 在传输层进行加密。这意味着唯一未加密的数据是 IP 标头。

同时，当您选择在您喜欢的电子邮件程序中加密电子邮件时，它只会加密实际的电子邮件消息，而 IP、TCP 和 SMTP 标头都将不加密。反过来，此消息可能会通过 TLS 连接传输。TLS 然后将加密 TCP 和 SMTP 部分，有效地加密邮件正文两次。未加密的 IP 标头足以将其从您的计算机发送到电子邮件服务器。然后电子邮件服务器将解密 TLS，使其能够看到这是一条 TCP SMTP 消息。然后它会将其提供给 SMTP 程序，该程序将能够将其发送到正确的收件箱。到达那里后，用户的电子邮件阅读器将获得解密邮件正文所需的信息。

Answer 2

数字 4 是真的。发送加密数据包时，会加密数据，而不是源地址和目标地址。

看看这个SSH登录包：

它显示为加密的请求数据包。如您所见，源和目标详细信息是可见的。

Answer 3

您的假设#4 部分正确。大多数情况下，在 SSL/TLS 等技术中，IP 地址和 MAC 地址以未加密方式发送。更具体地说，如果我们查看OSI 网络模型，IP 地址是第 3 级的一部分，MAC 地址是第 2 级的一部分，而 SSL/TLS 是第 4 级。大多数加密技术都在第 3 级以上工作，因此寻址可以由标准路由器和交换机读取。

为了解决中间人问题，加密技术必须在启动和加密会话之前提供某种身份验证。在 SSL/TLS 示例中，使用受信任的证书颁发机构（即 Verisign）提供的证书进行身份验证。