restructured file layout
authorMartin Willi <martin@strongswan.org>
Tue, 10 Apr 2007 06:01:03 +0000 (06:01 -0000)
committerMartin Willi <martin@strongswan.org>
Tue, 10 Apr 2007 06:01:03 +0000 (06:01 -0000)
new configuration structure:
  peer_cfg: configuration related to a peer (authenitcation, ...=
  ike_cfg: config to use for IKE setup (proposals)
  child_Cfg: config for CHILD_SA (proposals, traffic selectors)
  a peer_cfg has one ike_cfg and multiple child_cfg's
stroke now uses fixed count of threads

159 files changed:
TODO
doc/Known-bugs.txt [new file with mode: 0644]
doc/architecture.h [new file with mode: 0644]
doc/standards/draft-eronen-ipsec-ikev2-clarifications-09.txt [new file with mode: 0644]
doc/standards/draft-eronen-ipsec-ikev2-eap-auth-05.txt [new file with mode: 0644]
doc/standards/draft-hoffman-ikev2-1-00.txt [new file with mode: 0644]
doc/standards/draft-hoffman-ikev2bis-00.txt [new file with mode: 0644]
doc/standards/draft-myers-ikev2-ocsp-03.txt [new file with mode: 0644]
doc/standards/rfc3748.txt [new file with mode: 0644]
doc/standards/rfc4186.txt [new file with mode: 0644]
doc/standards/rfc4301.txt [new file with mode: 0644]
doc/standards/rfc4306.txt [new file with mode: 0644]
doc/standards/rfc4307.txt [new file with mode: 0644]
doc/standards/rfc4478.txt [new file with mode: 0644]
doc/standards/rfc4718.txt [new file with mode: 0644]
doc/standards/rfc4739.txt [new file with mode: 0644]
scripts/cfg-leak
src/charon/Makefile.am
src/charon/config/backends/backend.h [new file with mode: 0644]
src/charon/config/backends/local_backend.c [new file with mode: 0644]
src/charon/config/backends/local_backend.h [new file with mode: 0644]
src/charon/config/cfg_store.c [new file with mode: 0644]
src/charon/config/cfg_store.h [new file with mode: 0644]
src/charon/config/child_cfg.c [new file with mode: 0644]
src/charon/config/child_cfg.h [new file with mode: 0644]
src/charon/config/connections/connection.c [deleted file]
src/charon/config/connections/connection.h [deleted file]
src/charon/config/connections/connection_store.h [deleted file]
src/charon/config/connections/local_connection_store.c [deleted file]
src/charon/config/connections/local_connection_store.h [deleted file]
src/charon/config/ike_cfg.c [new file with mode: 0644]
src/charon/config/ike_cfg.h [new file with mode: 0644]
src/charon/config/peer_cfg.c [new file with mode: 0644]
src/charon/config/peer_cfg.h [new file with mode: 0644]
src/charon/config/policies/local_policy_store.c [deleted file]
src/charon/config/policies/local_policy_store.h [deleted file]
src/charon/config/policies/policy.c [deleted file]
src/charon/config/policies/policy.h [deleted file]
src/charon/config/policies/policy_store.h [deleted file]
src/charon/config/traffic_selector.c
src/charon/control/controller.c [new file with mode: 0644]
src/charon/control/controller.h [new file with mode: 0644]
src/charon/control/stroke_interface.c [new file with mode: 0755]
src/charon/control/stroke_interface.h [new file with mode: 0644]
src/charon/daemon.c
src/charon/daemon.h
src/charon/doc/Known-bugs.txt [deleted file]
src/charon/doc/architecture.h [deleted file]
src/charon/doc/standards/draft-eronen-ipsec-ikev2-clarifications-09.txt [deleted file]
src/charon/doc/standards/draft-eronen-ipsec-ikev2-eap-auth-05.txt [deleted file]
src/charon/doc/standards/draft-hoffman-ikev2-1-00.txt [deleted file]
src/charon/doc/standards/draft-hoffman-ikev2bis-00.txt [deleted file]
src/charon/doc/standards/draft-myers-ikev2-ocsp-03.txt [deleted file]
src/charon/doc/standards/rfc3748.txt [deleted file]
src/charon/doc/standards/rfc4186.txt [deleted file]
src/charon/doc/standards/rfc4301.txt [deleted file]
src/charon/doc/standards/rfc4306.txt [deleted file]
src/charon/doc/standards/rfc4307.txt [deleted file]
src/charon/doc/standards/rfc4478.txt [deleted file]
src/charon/doc/standards/rfc4718.txt [deleted file]
src/charon/doc/standards/rfc4739.txt [deleted file]
src/charon/kernel/kernel_interface.c [new file with mode: 0644]
src/charon/kernel/kernel_interface.h [new file with mode: 0644]
src/charon/network/receiver.c [new file with mode: 0644]
src/charon/network/receiver.h [new file with mode: 0644]
src/charon/network/sender.c [new file with mode: 0644]
src/charon/network/sender.h [new file with mode: 0644]
src/charon/processing/event_queue.c [new file with mode: 0644]
src/charon/processing/event_queue.h [new file with mode: 0644]
src/charon/processing/job_queue.c [new file with mode: 0644]
src/charon/processing/job_queue.h [new file with mode: 0644]
src/charon/processing/jobs/acquire_job.c [new file with mode: 0644]
src/charon/processing/jobs/acquire_job.h [new file with mode: 0644]
src/charon/processing/jobs/delete_child_sa_job.c [new file with mode: 0644]
src/charon/processing/jobs/delete_child_sa_job.h [new file with mode: 0644]
src/charon/processing/jobs/delete_ike_sa_job.c [new file with mode: 0644]
src/charon/processing/jobs/delete_ike_sa_job.h [new file with mode: 0644]
src/charon/processing/jobs/initiate_job.c [new file with mode: 0644]
src/charon/processing/jobs/initiate_job.h [new file with mode: 0644]
src/charon/processing/jobs/job.c [new file with mode: 0644]
src/charon/processing/jobs/job.h [new file with mode: 0644]
src/charon/processing/jobs/process_message_job.c [new file with mode: 0644]
src/charon/processing/jobs/process_message_job.h [new file with mode: 0644]
src/charon/processing/jobs/rekey_child_sa_job.c [new file with mode: 0644]
src/charon/processing/jobs/rekey_child_sa_job.h [new file with mode: 0644]
src/charon/processing/jobs/rekey_ike_sa_job.c [new file with mode: 0644]
src/charon/processing/jobs/rekey_ike_sa_job.h [new file with mode: 0644]
src/charon/processing/jobs/retransmit_job.c [new file with mode: 0644]
src/charon/processing/jobs/retransmit_job.h [new file with mode: 0644]
src/charon/processing/jobs/route_job.c [new file with mode: 0644]
src/charon/processing/jobs/route_job.h [new file with mode: 0644]
src/charon/processing/jobs/send_dpd_job.c [new file with mode: 0644]
src/charon/processing/jobs/send_dpd_job.h [new file with mode: 0644]
src/charon/processing/jobs/send_keepalive_job.c [new file with mode: 0644]
src/charon/processing/jobs/send_keepalive_job.h [new file with mode: 0644]
src/charon/processing/scheduler.c [new file with mode: 0644]
src/charon/processing/scheduler.h [new file with mode: 0644]
src/charon/processing/thread_pool.c [new file with mode: 0644]
src/charon/processing/thread_pool.h [new file with mode: 0644]
src/charon/queues/event_queue.c [deleted file]
src/charon/queues/event_queue.h [deleted file]
src/charon/queues/job_queue.c [deleted file]
src/charon/queues/job_queue.h [deleted file]
src/charon/queues/jobs/acquire_job.c [deleted file]
src/charon/queues/jobs/acquire_job.h [deleted file]
src/charon/queues/jobs/delete_child_sa_job.c [deleted file]
src/charon/queues/jobs/delete_child_sa_job.h [deleted file]
src/charon/queues/jobs/delete_ike_sa_job.c [deleted file]
src/charon/queues/jobs/delete_ike_sa_job.h [deleted file]
src/charon/queues/jobs/initiate_job.c [deleted file]
src/charon/queues/jobs/initiate_job.h [deleted file]
src/charon/queues/jobs/job.c [deleted file]
src/charon/queues/jobs/job.h [deleted file]
src/charon/queues/jobs/process_message_job.c [deleted file]
src/charon/queues/jobs/process_message_job.h [deleted file]
src/charon/queues/jobs/rekey_child_sa_job.c [deleted file]
src/charon/queues/jobs/rekey_child_sa_job.h [deleted file]
src/charon/queues/jobs/rekey_ike_sa_job.c [deleted file]
src/charon/queues/jobs/rekey_ike_sa_job.h [deleted file]
src/charon/queues/jobs/retransmit_job.c [deleted file]
src/charon/queues/jobs/retransmit_job.h [deleted file]
src/charon/queues/jobs/route_job.c [deleted file]
src/charon/queues/jobs/route_job.h [deleted file]
src/charon/queues/jobs/send_dpd_job.c [deleted file]
src/charon/queues/jobs/send_dpd_job.h [deleted file]
src/charon/queues/jobs/send_keepalive_job.c [deleted file]
src/charon/queues/jobs/send_keepalive_job.h [deleted file]
src/charon/sa/authenticators/eap_authenticator.c
src/charon/sa/authenticators/psk_authenticator.c
src/charon/sa/authenticators/rsa_authenticator.c
src/charon/sa/child_sa.c
src/charon/sa/child_sa.h
src/charon/sa/ike_sa.c
src/charon/sa/ike_sa.h
src/charon/sa/ike_sa_manager.c
src/charon/sa/task_manager.c
src/charon/sa/tasks/child_create.c
src/charon/sa/tasks/child_create.h
src/charon/sa/tasks/child_rekey.c
src/charon/sa/tasks/ike_auth.c
src/charon/sa/tasks/ike_cert.c
src/charon/sa/tasks/ike_config.c
src/charon/sa/tasks/ike_config.h
src/charon/sa/tasks/ike_delete.c
src/charon/sa/tasks/ike_init.c
src/charon/sa/tasks/ike_rekey.c
src/charon/threads/kernel_interface.c [deleted file]
src/charon/threads/kernel_interface.h [deleted file]
src/charon/threads/receiver.c [deleted file]
src/charon/threads/receiver.h [deleted file]
src/charon/threads/scheduler.c [deleted file]
src/charon/threads/scheduler.h [deleted file]
src/charon/threads/sender.c [deleted file]
src/charon/threads/sender.h [deleted file]
src/charon/threads/stroke_interface.c [deleted file]
src/charon/threads/stroke_interface.h [deleted file]
src/charon/threads/thread_pool.c [deleted file]
src/charon/threads/thread_pool.h [deleted file]
src/libstrongswan/utils/host.c

diff --git a/TODO b/TODO
index 91363e3..f63d0d5 100644 (file)
--- a/TODO
+++ b/TODO
@@ -47,6 +47,7 @@ Build system
 ------------
 - configure flag which allows to ommit vendor id in pluto
 - reduce printf handlers count to 10, as uClibc does not support more
+- remove %m printf handlers, as error may have changed until it reaches fprintf()
 
 Certificate support
 -------------------
diff --git a/doc/Known-bugs.txt b/doc/Known-bugs.txt
new file mode 100644 (file)
index 0000000..d32a5b2
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,5 @@
+ Known bugs in charon
+======================
+
+
+
diff --git a/doc/architecture.h b/doc/architecture.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..14b9927
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,56 @@
+/** @mainpage
+
+@section design strongSwans overall design
+
+IKEv1 and IKEv2 is handled in different keying daemons. The ole IKEv1 stuff is
+completely handled in pluto, as it was all the times. IKEv2 is handled in the
+new keying daemon, which is called #charon. 
+Daemon control is done over unix sockets. Pluto uses whack, as it did for years.
+Charon uses another socket interface, called stroke. Stroke uses another
+format as whack and therefore is not compatible to whack. The starter utility,
+wich does fast configuration parsing, speaks both the protocols, whack and
+stroke. It also handles daemon startup and termination. 
+Pluto uses starter for some commands, for other it uses the whack utility. To be
+as close to pluto as possible, charon has the same split up of commands to
+starter and stroke. All commands are wrapped together in the ipsec script, which
+allows transparent control of both daemons.
+@verbatim
+
+         +-----------------------------------------+
+         |                  ipsec                  |
+         +-----+--------------+---------------+----+
+               |              |               |
+               |              |               |
+               |        +-----+-----+         |
+         +-----+----+   |           |   +-----+----+
+         |          |   |  starter  |   |          |
+         |  stroke  |   |           |   |   whack  |
+         |          |   +---+--+----+   |          |
+         +------+---+       |  |        +--+-------+
+                |           |  |           |
+            +---+------+    |  |    +------+--+
+            |          |    |  |    |         |
+            |  charon  +----+  +----+  pluto  |
+            |          |            |         |
+            +-----+----+            +----+----+
+                  |                      |
+            +-----+----+                 |
+            |    LSF   |                 |
+            +-----+----+                 |
+                  |                      |
+            +-----+----+            +----+----+
+            | RAW Sock |            | UDP/500 |
+            +----------+            +---------+
+
+@endverbatim
+Since IKEv2 uses the same port as IKEv1, both daemons must listen to UDP port
+500. Under Linux, there is no clean way to set up two sockets at the same port.
+To reslove this problem, charon uses a RAW socket, as they are used in network
+sniffers. An installed Linux Socket Filter (LSF) filters out all none-IKEv2
+traffic. Pluto receives any IKE message, independant of charons behavior.
+Therefore plutos behavior is changed to discard any IKEv2 traffic silently.
+
+To gain some reusability of the code, generic crypto and utility functions are 
+separeted in a shared library, libstrongswan.
+
+*/
\ No newline at end of file
diff --git a/doc/standards/draft-eronen-ipsec-ikev2-clarifications-09.txt b/doc/standards/draft-eronen-ipsec-ikev2-clarifications-09.txt
new file mode 100644 (file)
index 0000000..00f50dc
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,3250 @@
+
+
+
+
+Network Working Group                                          P. Eronen
+Internet-Draft                                                     Nokia
+Intended status: Informational                                P. Hoffman
+Expires: November 5, 2006                                 VPN Consortium
+                                                             May 4, 2006
+
+
+           IKEv2 Clarifications and Implementation Guidelines
+             draft-eronen-ipsec-ikev2-clarifications-09.txt
+
+Status of this Memo
+
+   By submitting this Internet-Draft, each author represents that any
+   applicable patent or other IPR claims of which he or she is aware
+   have been or will be disclosed, and any of which he or she becomes
+   aware will be disclosed, in accordance with Section 6 of BCP 79.
+
+   Internet-Drafts are working documents of the Internet Engineering
+   Task Force (IETF), its areas, and its working groups.  Note that
+   other groups may also distribute working documents as Internet-
+   Drafts.
+
+   Internet-Drafts are draft documents valid for a maximum of six months
+   and may be updated, replaced, or obsoleted by other documents at any
+   time.  It is inappropriate to use Internet-Drafts as reference
+   material or to cite them other than as "work in progress."
+
+   The list of current Internet-Drafts can be accessed at
+   http://www.ietf.org/ietf/1id-abstracts.txt.
+
+   The list of Internet-Draft Shadow Directories can be accessed at
+   http://www.ietf.org/shadow.html.
+
+   This Internet-Draft will expire on November 5, 2006.
+
+Copyright Notice
+
+   Copyright (C) The Internet Society (2006).
+
+Abstract
+
+   This document clarifies many areas of the IKEv2 specification.  It
+   does not to introduce any changes to the protocol, but rather
+   provides descriptions that are less prone to ambiguous
+   interpretations.  The purpose of this document is to encourage the
+   development of interoperable implementations.
+
+
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006                [Page 1]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+Table of Contents
+
+   1.  Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  4
+   2.  Creating the IKE_SA  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  4
+     2.1.  SPI values in IKE_SA_INIT exchange . . . . . . . . . . . .  4
+     2.2.  Message IDs for IKE_SA_INIT messages . . . . . . . . . . .  5
+     2.3.  Retransmissions of IKE_SA_INIT requests  . . . . . . . . .  5
+     2.4.  Interaction of COOKIE and INVALID_KE_PAYLOAD . . . . . . .  6
+     2.5.  Invalid cookies  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  8
+   3.  Authentication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  8
+     3.1.  Data included in AUTH payload calculation  . . . . . . . .  8
+     3.2.  Hash function for RSA signatures . . . . . . . . . . . . .  9
+     3.3.  Encoding method for RSA signatures . . . . . . . . . . . . 10
+     3.4.  Identification type for EAP  . . . . . . . . . . . . . . . 10
+     3.5.  Identity for policy lookups when using EAP . . . . . . . . 11
+     3.6.  Certificate encoding types . . . . . . . . . . . . . . . . 11
+     3.7.  Shared key authentication and fixed PRF key size . . . . . 12
+     3.8.  EAP authentication and fixed PRF key size  . . . . . . . . 13
+     3.9.  Matching ID payloads to certificate contents . . . . . . . 13
+     3.10. Message IDs for IKE_AUTH messages  . . . . . . . . . . . . 13
+   4.  Creating CHILD_SAs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
+     4.1.  Creating SAs with the CREATE_CHILD_SA exchange . . . . . . 13
+     4.2.  Creating an IKE_SA without a CHILD_SA  . . . . . . . . . . 16
+     4.3.  Diffie-Hellman for first CHILD_SA  . . . . . . . . . . . . 16
+     4.4.  Extended Sequence Numbers (ESN) transform  . . . . . . . . 16
+     4.5.  Negotiation of ESP_TFC_PADDING_NOT_SUPPORTED . . . . . . . 17
+     4.6.  Negotiation of NON_FIRST_FRAGMENTS_ALSO  . . . . . . . . . 17
+     4.7.  Semantics of complex traffic selector payloads . . . . . . 18
+     4.8.  ICMP type/code in traffic selector payloads  . . . . . . . 18
+     4.9.  Mobility header in traffic selector payloads . . . . . . . 19
+     4.10. Narrowing the traffic selectors  . . . . . . . . . . . . . 20
+     4.11. SINGLE_PAIR_REQUIRED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
+     4.12. Traffic selectors violating own policy . . . . . . . . . . 21
+     4.13. Traffic selector authorization . . . . . . . . . . . . . . 21
+   5.  Rekeying and deleting SAs  . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
+     5.1.  Rekeying SAs with the CREATE_CHILD_SA exchange . . . . . . 23
+     5.2.  Rekeying the IKE_SA vs. reauthentication . . . . . . . . . 24
+     5.3.  SPIs when rekeying the IKE_SA  . . . . . . . . . . . . . . 25
+     5.4.  SPI when rekeying a CHILD_SA . . . . . . . . . . . . . . . 25
+     5.5.  Changing PRFs when rekeying the IKE_SA . . . . . . . . . . 25
+     5.6.  Deleting vs. closing SAs . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
+     5.7.  Deleting a CHILD_SA pair . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
+     5.8.  Deleting an IKE_SA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
+     5.9.  Who is the original initiator of IKE_SA  . . . . . . . . . 26
+     5.10. Comparing nonces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
+     5.11. Exchange collisions  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
+     5.12. Diffie-Hellman and rekeying the IKE_SA . . . . . . . . . . 36
+   6.  Configuration payloads . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006                [Page 2]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+     6.1.  Assigning IP addresses . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
+     6.2.  Requesting any INTERNAL_IP4/IP6_ADDRESS  . . . . . . . . . 37
+     6.3.  INTERNAL_IP4_SUBNET/INTERNAL_IP6_SUBNET  . . . . . . . . . 38
+     6.4.  INTERNAL_IP4_NETMASK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
+     6.5.  Configuration payloads for IPv6  . . . . . . . . . . . . . 41
+     6.6.  INTERNAL_IP6_NBNS  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
+     6.7.  INTERNAL_ADDRESS_EXPIRY  . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
+     6.8.  Address assignment failures  . . . . . . . . . . . . . . . 43
+   7.  Miscellaneous issues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
+     7.1.  Matching ID_IPV4_ADDR and ID_IPV6_ADDR . . . . . . . . . . 44
+     7.2.  Relationship of IKEv2 to RFC4301 . . . . . . . . . . . . . 44
+     7.3.  Reducing the window size . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
+     7.4.  Minimum size of nonces . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
+     7.5.  Initial zero octets on port 4500 . . . . . . . . . . . . . 45
+     7.6.  Destination port for NAT traversal . . . . . . . . . . . . 46
+     7.7.  SPI values for messages outside of an IKE_SA . . . . . . . 46
+     7.8.  Protocol ID/SPI fields in Notify payloads  . . . . . . . . 47
+     7.9.  Which message should contain INITIAL_CONTACT . . . . . . . 47
+     7.10. Alignment of payloads  . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
+     7.11. Key length transform attribute . . . . . . . . . . . . . . 48
+     7.12. IPsec IANA considerations  . . . . . . . . . . . . . . . . 48
+     7.13. Combining ESP and AH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
+   8.  Implementation mistakes  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
+   9.  Security considerations  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
+   10. IANA considerations  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
+   11. Acknowledgments  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
+   12. References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
+     12.1. Normative References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
+     12.2. Informative References . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
+   Appendix A.  Exchanges and payloads  . . . . . . . . . . . . . . . 53
+     A.1.  IKE_SA_INIT exchange . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
+     A.2.  IKE_AUTH exchange without EAP  . . . . . . . . . . . . . . 54
+     A.3.  IKE_AUTH exchange with EAP . . . . . . . . . . . . . . . . 55
+     A.4.  CREATE_CHILD_SA exchange for creating/rekeying
+           CHILD_SAs  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
+     A.5.  CREATE_CHILD_SA exchange for rekeying the IKE_SA . . . . . 56
+     A.6.  INFORMATIONAL exchange . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
+   Authors' Addresses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
+   Intellectual Property and Copyright Statements . . . . . . . . . . 58
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006                [Page 3]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+1.  Introduction
+
+   This document clarifies many areas of the IKEv2 specification that
+   may be difficult to understand to developers not intimately familiar
+   with the specification and its history.  The clarifications in this
+   document come from the discussion on the IPsec WG mailing list, from
+   experience in interoperability testing, and from implementation
+   issues that have been brought to the editors' attention.
+
+   IKEv2/IPsec can be used for several different purposes, including
+   IPsec-based remote access (sometimes called the "road warrior" case),
+   site-to-site virtual private networks (VPNs), and host-to-host
+   protection of application traffic.  While this document attempts to
+   consider all of these uses, the remote access scenario has perhaps
+   received more attention here than the other uses.
+
+   This document does not place any requirements on anyone, and does not
+   use [RFC2119] keywords such as "MUST" and "SHOULD", except in
+   quotations from the original IKEv2 documents.  The requirements are
+   given in the IKEv2 specification [IKEv2] and IKEv2 cryptographic
+   algorithms document [IKEv2ALG].
+
+   In this document, references to a numbered section (such as "Section
+   2.15") mean that section in [IKEv2].  References to mailing list
+   messages or threads refer to the IPsec WG mailing list at
+   ipsec@ietf.org.  Archives of the mailing list can be found at
+   <http://www.ietf.org/mail-archive/web/ipsec/index.html>.
+
+
+2.  Creating the IKE_SA
+
+2.1.  SPI values in IKE_SA_INIT exchange
+
+   Normal IKE messages include the initiator's and responder's SPIs,
+   both of which are non-zero, in the IKE header.  However, there are
+   some corner cases where the IKEv2 specification is not fully
+   consistent about what values should be used.
+
+   First, Section 3.1 says that the Responder's SPI "...MUST NOT be zero
+   in any other message" (than the first message of the IKE_SA_INIT
+   exchange).  However, the figure in Section 2.6 shows the second
+   IKE_SA_INIT message as "HDR(A,0), N(COOKIE)", contradicting the text
+   in 3.1.
+
+   Since the responder's SPI identifies security-related state held by
+   the responder, and in this case no state is created, sending a zero
+   value seems reasonable.
+
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006                [Page 4]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+   Second, in addition to cookies, there are several other cases when
+   the IKE_SA_INIT exchange does not result in the creation of an IKE_SA
+   (for instance, INVALID_KE_PAYLOAD or NO_PROPOSAL_CHOSEN).  What
+   responder SPI value should be used in the IKE_SA_INIT response in
+   this case?
+
+   Since the IKE_SA_INIT request always has a zero responder SPI, the
+   value will not be actually used by the initiator.  Thus, we think
+   sending a zero value is correct also in this case.
+
+   If the responder sends a non-zero responder SPI, the initiator should
+   not reject the response only for that reason.  However, when retrying
+   the IKE_SA_INIT request, the initiator will use a zero responder SPI,
+   as described in Section 3.1: "Responder's SPI [...]  This value MUST
+   be zero in the first message of an IKE Initial Exchange (including
+   repeats of that message including a cookie) [...]".  We believe the
+   intent was to cover repeats of that message due to other reasons,
+   such as INVALID_KE_PAYLOAD, as well.
+
+   (References: "INVALID_KE_PAYLOAD and clarifications document" thread,
+   Sep-Oct 2005.)
+
+2.2.  Message IDs for IKE_SA_INIT messages
+
+   The Message ID for IKE_SA_INIT messages is always zero.  This
+   includes retries of the message due to responses such as COOKIE and
+   INVALID_KE_PAYLOAD.
+
+   This is because Message IDs are part of the IKE_SA state, and when
+   the responder replies to IKE_SA_INIT request with N(COOKIE) or
+   N(INVALID_KE_PAYLOAD), the responder does not allocate any state.
+
+   (References: "Question about N(COOKIE) and N(INVALID_KE_PAYLOAD)
+   combination" thread, Oct 2004.  Tero Kivinen's mail "Comments of
+   draft-eronen-ipsec-ikev2-clarifications-02.txt", 2005-04-05.)
+
+2.3.  Retransmissions of IKE_SA_INIT requests
+
+   When a responder receives an IKE_SA_INIT request, it has to determine
+   whether the packet is a retransmission belonging to an existing
+   "half-open" IKE_SA (in which case the responder retransmits the same
+   response), or a new request (in which case the responder creates a
+   new IKE_SA and sends a fresh response).
+
+   The specification does not describe in detail how this determination
+   is done.  In particular, it is not sufficient to use the initiator's
+   SPI and/or IP address for this purpose: two different peers behind a
+   single NAT could choose the same initiator SPI (and the probability
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006                [Page 5]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+   of this happening is not necessarily small, since IKEv2 does not
+   require SPIs to be chosen randomly).  Instead, the responder should
+   do the IKE_SA lookup using the whole packet or its hash (or at the
+   minimum, the Ni payload which is always chosen randomly).
+
+   For all other packets than IKE_SA_INIT requests, looking up right
+   IKE_SA is of course done based on the recipient's SPI (either the
+   initiator or responder SPI depending on the value of the Initiator
+   bit in the IKE header).
+
+2.4.  Interaction of COOKIE and INVALID_KE_PAYLOAD
+
+   There are two common reasons why the initiator may have to retry the
+   IKE_SA_INIT exchange: the responder requests a cookie or wants a
+   different Diffie-Hellman group than was included in the KEi payload.
+   Both of these cases are quite simple alone, but it is not totally
+   obvious what happens when they occur at the same time, that is, the
+   IKE_SA_INIT exchange is retried several times.
+
+   The main question seems to be the following: if the initiator
+   receives a cookie from the responder, should it include the cookie in
+   only the next retry of the IKE_SA_INIT request, or in all subsequent
+   retries as well?  Section 3.10.1 says that:
+
+      "This notification MUST be included in an IKE_SA_INIT request
+      retry if a COOKIE notification was included in the initial
+      response."
+
+   This could be interpreted as saying that when a cookie is received in
+   the initial response, it is included in all retries.  On the other
+   hand, Section 2.6 says that:
+
+      "Initiators who receive such responses MUST retry the
+      IKE_SA_INIT with a Notify payload of type COOKIE containing
+      the responder supplied cookie data as the first payload and
+      all other payloads unchanged."
+
+   Including the same cookie in later retries makes sense only if the
+   "all other payloads unchanged" restriction applies only to the first
+   retry, but not to subsequent retries.
+
+   It seems that both interpretations can peacefully co-exist.  If the
+   initiator includes the cookie only in the next retry, one additional
+   roundtrip may be needed in some cases:
+
+
+
+
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006                [Page 6]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+      Initiator                   Responder
+     -----------                 -----------
+      HDR(A,0), SAi1, KEi, Ni -->
+                              <-- HDR(A,0), N(COOKIE)
+      HDR(A,0), N(COOKIE), SAi1, KEi, Ni  -->
+                              <-- HDR(A,0), N(INVALID_KE_PAYLOAD)
+      HDR(A,0), SAi1, KEi', Ni -->
+                              <-- HDR(A,0), N(COOKIE')
+      HDR(A,0), N(COOKIE'), SAi1, KEi',Ni -->
+                              <-- HDR(A,B), SAr1, KEr, Nr
+
+   An additional roundtrip is needed also if the initiator includes the
+   cookie in all retries, but the responder does not support this
+   functionality.  For instance, if the responder includes the SAi1 and
+   KEi payloads in cookie calculation, it will reject the request by
+   sending a new cookie (see also Section 2.5 of this document for more
+   text about invalid cookies):
+
+      Initiator                   Responder
+     -----------                 -----------
+      HDR(A,0), SAi1, KEi, Ni -->
+                              <-- HDR(A,0), N(COOKIE)
+      HDR(A,0), N(COOKIE), SAi1, KEi, Ni  -->
+                              <-- HDR(A,0), N(INVALID_KE_PAYLOAD)
+      HDR(A,0), N(COOKIE), SAi1, KEi', Ni -->
+                              <-- HDR(A,0), N(COOKIE')
+      HDR(A,0), N(COOKIE'), SAi1, KEi',Ni -->
+                              <-- HDR(A,B), SAr1, KEr, Nr
+
+   If both peers support including the cookie in all retries, a slightly
+   shorter exchange can happen:
+
+      Initiator                   Responder
+     -----------                 -----------
+      HDR(A,0), SAi1, KEi, Ni -->
+                              <-- HDR(A,0), N(COOKIE)
+      HDR(A,0), N(COOKIE), SAi1, KEi, Ni  -->
+                              <-- HDR(A,0), N(INVALID_KE_PAYLOAD)
+      HDR(A,0), N(COOKIE), SAi1, KEi', Ni -->
+                              <-- HDR(A,B), SAr1, KEr, Nr
+
+   This document recommends that implementations should support this
+   shorter exchange, but it must not be assumed the other peer also
+   supports the shorter exchange.
+
+
+
+
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006                [Page 7]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+   In theory, even this exchange has one unnecessary roundtrip, as both
+   the cookie and Diffie-Hellman group could be checked at the same
+   time:
+
+      Initiator                   Responder
+     -----------                 -----------
+      HDR(A,0), SAi1, KEi, Ni -->
+                              <-- HDR(A,0), N(COOKIE),
+                                            N(INVALID_KE_PAYLOAD)
+      HDR(A,0), N(COOKIE), SAi1, KEi',Ni -->
+                              <-- HDR(A,B), SAr1, KEr, Nr
+
+   However, it is clear that this case is not allowed by the text in
+   Section 2.6, since "all other payloads" clearly includes the KEi
+   payload as well.
+
+   (References: "INVALID_KE_PAYLOAD and clarifications document" thread,
+   Sep-Oct 2005.)
+
+2.5.  Invalid cookies
+
+   There has been some confusion what should be done when an IKE_SA_INIT
+   request containing an invalid cookie is received ("invalid" in the
+   sense that its contents do not match the value expected by the
+   responder).
+
+   The correct action is to ignore the cookie, and process the message
+   as if no cookie had been included (usually this means sending a
+   response containing a new cookie).  This is shown in Section 2.6 when
+   it says "The responder in that case MAY reject the message by sending
+   another response with a new cookie [...]".
+
+   Other possible actions, such as ignoring the whole request (or even
+   all requests from this IP address for some time), create strange
+   failure modes even in the absence of any malicious attackers, and do
+   not provide any additional protection against DoS attacks.
+
+   (References: "Invalid Cookie" thread, Sep-Oct 2005.)
+
+
+3.  Authentication
+
+3.1.  Data included in AUTH payload calculation
+
+   Section 2.15 describes how the AUTH payloads are calculated; this
+   calculation involves values prf(SK_pi,IDi') and prf(SK_pr,IDr').  The
+   text describes the method in words, but does not give clear
+   definitions of what is signed or MACed.
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006                [Page 8]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+   The initiator's signed octets can be described as:
+
+       InitiatorSignedOctets = RealMessage1 | NonceRData | MACedIDForI
+       GenIKEHDR = [ four octets 0 if using port 4500 ] | RealIKEHDR
+       RealIKEHDR =  SPIi | SPIr |  . . . | Length
+       RealMessage1 = RealIKEHDR | RestOfMessage1
+       NonceRPayload = PayloadHeader | NonceRData
+       InitiatorIDPayload = PayloadHeader | RestOfIDPayload
+       RestOfInitIDPayload = IDType | RESERVED | InitIDData
+       MACedIDForI = prf(SK_pi, RestOfInitIDPayload)
+
+   The responder's signed octets can be described as:
+
+       ResponderSignedOctets = RealMessage2 | NonceIData | MACedIDForR
+       GenIKEHDR = [ four octets 0 if using port 4500 ] | RealIKEHDR
+       RealIKEHDR =  SPIi | SPIr |  . . . | Length
+       RealMessage2 = RealIKEHDR | RestOfMessage2
+       NonceIPayload = PayloadHeader | NonceIData
+       ResponderIDPayload = PayloadHeader | RestOfIDPayload
+       RestOfRespIDPayload = IDType | RESERVED | InitIDData
+       MACedIDForR = prf(SK_pr, RestOfRespIDPayload)
+
+3.2.  Hash function for RSA signatures
+
+   Section 3.8 says that RSA digital signature is "Computed as specified
+   in section 2.15 using an RSA private key over a PKCS#1 padded hash."
+
+   Unlike IKEv1, IKEv2 does not negotiate a hash function for the
+   IKE_SA.  The algorithm for signatures is selected by the signing
+   party who, in general, may not know beforehand what algorithms the
+   verifying party supports.  Furthermore, [IKEv2ALG] does not say what
+   algorithms implementations are required or recommended to support.
+   This clearly has a potential for causing interoperability problems,
+   since authentication will fail if the signing party selects an
+   algorithm that is not supported by the verifying party, or not
+   acceptable according to the verifying party's policy.
+
+   This document recommends that all implementations support SHA-1, and
+   use SHA-1 as the default hash function when generating the
+   signatures, unless there are good reasons (such as explicit manual
+   configuration) to believe that the peer supports something else.
+
+   Note that hash function collision attacks are not important for the
+   AUTH payloads, since they are not intended for third-party
+   verification, and the data includes fresh nonces.  See [HashUse] for
+   more discussion about hash function attacks and IPsec.
+
+   Another reasonable choice would be to use the hash function that was
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006                [Page 9]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+   used by the CA when signing the peer certificate.  However, this does
+   not guarantee that the IKEv2 peer would be able to validate the AUTH
+   payload, because the same code might not be used to validate
+   certificate signatures and IKEv2 message signatures, and these two
+   routines may support a different set of hash algorithms.  The peer
+   could be configured with a fingerprint of the certificate, or
+   certificate validation could be performed by an external entity using
+   [SCVP].  Furthermore, not all CERT payloads types include a
+   signature, and the certificate could be signed with some algorithm
+   other than RSA.
+
+   Note that unlike IKEv1, IKEv2 uses the PKCS#1 v1.5 [PKCS1v20]
+   signature encoding method (see next section for details), which
+   includes the algorithm identifier for the hash algorithm.  Thus, when
+   the verifying party receives the AUTH payload it can at least
+   determine which hash function was used.
+
+   (References: Magnus Nystrom's mail "RE:", 2005-01-03.  Pasi Eronen's
+   reply, 2005-01-04.  Tero Kivinen's reply, 2005-01-04.  "First draft
+   of IKEv2.1" thread, Dec 2005/Jan 2006.)
+
+3.3.  Encoding method for RSA signatures
+
+   Section 3.8 says that the RSA digital signature is "Computed as
+   specified in section 2.15 using an RSA private key over a PKCS#1
+   padded hash."
+
+   The PKCS#1 specification [PKCS1v21] defines two different encoding
+   methods (ways of "padding the hash") for signatures.  However, the
+   Internet-Draft approved by the IESG had a reference to the older
+   PKCS#1 v2.0 [PKCS1v20].  That version has only one encoding method
+   for signatures (EMSA-PKCS1-v1_5), and thus there is no ambiguity.
+
+   Note that this encoding method is different from the encoding method
+   used in IKEv1.  If future revisions of IKEv2 provide support for
+   other encoding methods (such as EMSA-PSS), they will be given new
+   Auth Method numbers.
+
+   (References: Pasi Eronen's mail "RE:", 2005-01-04.)
+
+3.4.  Identification type for EAP
+
+   Section 3.5 defines several different types for identification
+   payloads, including, e.g., ID_FQDN, ID_RFC822_ADDR, and ID_KEY_ID.
+   EAP [EAP] does not mandate the use of any particular type of
+   identifier, but often EAP is used with Network Access Identifiers
+   (NAIs) defined in [NAI].  Although NAIs look a bit like email
+   addresses (e.g., "joe@example.com"), the syntax is not exactly the
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006               [Page 10]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+   same as the syntax of email address in [RFC822].  This raises the
+   question of which identification type should be used.
+
+   This document recommends that ID_RFC822_ADDR identification type is
+   used for those NAIs that include the realm component.  Therefore,
+   responder implementations should not attempt to verify that the
+   contents actually conform to the exact syntax given in [RFC822] or
+   [RFC2822], but instead should accept any reasonable looking NAI.
+
+   For NAIs that do not include the realm component, this document
+   recommends using the ID_KEY_ID identification type.
+
+   (References: "need your help on this IKEv2/i18n/EAP issue" and "IKEv2
+   identifier issue with EAP" threads, Aug 2004.)
+
+3.5.  Identity for policy lookups when using EAP
+
+   When the initiator authentication uses EAP, it is possible that the
+   contents of the IDi payload is used only for AAA routing purposes and
+   selecting which EAP method to use.  This value may be different from
+   the identity authenticated by the EAP method (see [EAP], Sections 5.1
+   and 7.3).
+
+   It is important that policy lookups and access control decisions use
+   the actual authenticated identity.  Often the EAP server is
+   implemented in a separate AAA server that communicates with the IKEv2
+   responder using, e.g., RADIUS [RADEAP].  In this case, the
+   authenticated identity has to be sent from the AAA server to the
+   IKEv2 responder.
+
+   (References: Pasi Eronen's mail "RE: Reauthentication in IKEv2",
+   2004-10-28.  "Policy lookups" thread, Oct/Nov 2004.  RFC 3748,
+   Section 7.3.)
+
+3.6.  Certificate encoding types
+
+   Section 3.6 defines a total of twelve different certificate encoding
+   types, and continues that "Specific syntax is for some of the
+   certificate type codes above is not defined in this document."
+   However, the text does not provide references to other documents that
+   would contain information about the exact contents and use of those
+   values.
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006               [Page 11]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+   Without this information, it is not possible to develop interoperable
+   implementations.  Therefore, this document recommends that the
+   following certificate encoding values should not be used before new
+   specifications that specify their use are available.
+
+        PKCS #7 wrapped X.509 certificate    1
+        PGP Certificate                      2
+        DNS Signed Key                       3
+        Kerberos Token                       6
+        SPKI Certificate                     9
+
+   This document recommends that most implementations should use only
+   those values that are "MUST"/"SHOULD" requirements in [IKEv2]; i.e.,
+   "X.509 Certificate - Signature" (4), "Raw RSA Key" (11), "Hash and
+   URL of X.509 certificate" (12), and "Hash and URL of X.509 bundle"
+   (13).
+
+   Furthermore, Section 3.7 says that the "Certificate Encoding" field
+   for the Certificate Request payload uses the same values as for
+   Certificate payload.  However, the contents of the "Certification
+   Authority" field are defined only for X.509 certificates (presumably
+   covering at least types 4, 10, 12, and 13).  This document recommends
+   that other values should not be used before new specifications that
+   specify their use are available.
+
+   The "Raw RSA Key" type needs one additional clarification.  Section
+   3.6 says it contains "a PKCS #1 encoded RSA key".  What this means is
+   a DER-encoded RSAPublicKey structure from PKCS#1 [PKCS1v21].
+
+3.7.  Shared key authentication and fixed PRF key size
+
+   Section 2.15 says that "If the negotiated prf takes a fixed-size key,
+   the shared secret MUST be of that fixed size".  This statement is
+   correct: the shared secret must be of the correct size.  If it is
+   not, it cannot be used; there is no padding, truncation, or other
+   processing involved to force it to that correct size.
+
+   This requirement means that it is difficult to use these PRFs with
+   shared key authentication.  The authors think this part of the
+   specification was very poorly thought out, and using PRFs with a
+   fixed key size is likely to result in interoperability problems.
+   Thus, we recommend that such PRFs should not be used with shared key
+   authentication.  PRF_AES128_XCBC [RFC3664] originally used fixed key
+   sizes; that RFC has been updated to handle variable key sizes in
+   [RFC3664bis].
+
+   Note that Section 2.13 also contains text that is related to PRFs
+   with fixed key size: "When the key for the prf function has fixed
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006               [Page 12]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+   length, the data provided as a key is truncated or padded with zeros
+   as necessary unless exceptional processing is explained following the
+   formula".  However, this text applies only to the prf+ construction,
+   so it does not contradict the text in Section 2.15.
+
+   (References: Paul Hoffman's mail "Re: ikev2-07: last nits",
+   2003-05-02.  Hugo Krawczyk's reply, 2003-05-12.  Thread "Question
+   about PRFs with fixed size key", Jan 2005.)
+
+3.8.  EAP authentication and fixed PRF key size
+
+   As described in the previous section, PRFs with a fixed key size
+   require a shared secret of exactly that size.  This restriction
+   applies also to EAP authentication.  For instance, a PRF that
+   requires a 128-bit key cannot be used with EAP since [EAP] specifies
+   that the MSK is at least 512 bits long.
+
+   (References: Thread "Question about PRFs with fixed size key", Jan
+   2005.)
+
+3.9.  Matching ID payloads to certificate contents
+
+   In IKEv1, there was some confusion about whether or not the
+   identities in certificates used to authenticate IKE were required to
+   match the contents of the ID payloads.  The PKI4IPsec Working Group
+   produced the document [PKI4IPsec] which covers this topic in much
+   more detail.  However, Section 3.5 of [IKEv2] explicitly says that
+   the ID payload "does not necessarily have to match anything in the
+   CERT payload".
+
+3.10.  Message IDs for IKE_AUTH messages
+
+   According to Section 2.2, "The IKE_SA initial setup messages will
+   always be numbered 0 and 1."  That is true when the IKE_AUTH exchange
+   does not use EAP.  When EAP is used, each pair of messages has their
+   message numbers incremented.  The first pair of AUTH messages will
+   have an ID of 1, the second will be 2, and so on.
+
+   (References: "Question about MsgID in AUTH exchange" thread, April
+   2005.)
+
+
+4.  Creating CHILD_SAs
+
+4.1.  Creating SAs with the CREATE_CHILD_SA exchange
+
+   Section 1.3's organization does not lead to clear understanding of
+   what is needed in which environment.  The section can be reorganized
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006               [Page 13]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+   with subsections for each use of the CREATE_CHILD_SA exchange
+   (creating child SAs, rekeying IKE SAs, and rekeying child SAs.)
+
+   The new Section 1.3 with subsections and the above changes might look
+   like the following.
+
+   NEW-1.3 The CREATE_CHILD_SA Exchange
+
+        The CREATE_CHILD_SA Exchange is used to create new CHILD_SAs and
+        to rekey both IKE_SAs and CHILD_SAs.  This exchange consists of
+        a single request/response pair, and some of its function was
+        referred to as a phase 2 exchange in IKEv1.  It MAY be initiated
+        by either end of the IKE_SA after the initial exchanges are
+        completed.
+
+        All messages following the initial exchange are
+        cryptographically protected using the cryptographic algorithms
+        and keys negotiated in the first two messages of the IKE
+        exchange.  These subsequent messages use the syntax of the
+        Encrypted Payload described in section 3.14.  All subsequent
+        messages include an Encrypted Payload, even if they are referred
+        to in the text as "empty".
+
+        The CREATE_CHILD_SA is used for rekeying IKE_SAs and CHILD_SAs.
+        This section describes the first part of rekeying, the creation
+        of new SAs; Section 2.8 covers the mechanics of rekeying,
+        including moving traffic from old to new SAs and the deletion of
+        the old SAs.  The two sections must be read together to
+        understand the entire process of rekeying.
+
+        Either endpoint may initiate a CREATE_CHILD_SA exchange, so in
+        this section the term initiator refers to the endpoint
+        initiating this exchange.  An implementation MAY refuse all
+        CREATE_CHILD_SA requests within an IKE_SA.
+
+        The CREATE_CHILD_SA request MAY optionally contain a KE payload
+        for an additional Diffie-Hellman exchange to enable stronger
+        guarantees of forward secrecy for the CHILD_SA or IKE_SA.  The
+        keying material for the SA is a function of SK_d established
+        during the establishment of the IKE_SA, the nonces exchanged
+        during the CREATE_CHILD_SA exchange, and the Diffie-Hellman
+        value (if KE payloads are included in the CREATE_CHILD_SA
+        exchange).  The details are described in sections 2.17 and 2.18.
+
+        If a CREATE_CHILD_SA exchange includes a KEi payload, at least
+        one of the SA offers MUST include the Diffie-Hellman group of
+        the KEi.  The Diffie-Hellman group of the KEi MUST be an element
+        of the group the initiator expects the responder to accept
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006               [Page 14]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+        (additional Diffie-Hellman groups can be proposed).  If the
+        responder rejects the Diffie-Hellman group of the KEi payload,
+        the responder MUST reject the request and indicate its preferred
+        Diffie-Hellman group in the INVALID_KE_PAYLOAD Notification
+        payload.  In the case of such a rejection, the CREATE_CHILD_SA
+        exchange fails, and the initiator SHOULD retry the exchange with
+        a Diffie-Hellman proposal and KEi in the group that the
+        responder gave in the INVALID_KE_PAYLOAD.
+
+   NEW-1.3.1 Creating New CHILD_SAs with the CREATE_CHILD_SA Exchange
+
+        A CHILD_SA may be created by sending a CREATE_CHILD_SA request.
+        The CREATE_CHILD_SA request for creating a new CHILD_SA is:
+
+            Initiator                                 Responder
+           -----------                               -----------
+            HDR, SK {[N+], SA, Ni, [KEi],
+                       TSi, TSr}        -->
+
+        The initiator sends SA offer(s) in the SA payload, a nonce in
+        the Ni payload, optionally a Diffie-Hellman value in the KEi
+        payload, and the proposed traffic selectors for the proposed
+        CHILD_SA in the TSi and TSr payloads. The request can also
+        contain Notify payloads that specify additional details for the
+        CHILD_SA: these include IPCOMP_SUPPORTED, USE_TRANSPORT_MODE,
+        ESP_TFC_PADDING_NOT_SUPPORTED, and NON_FIRST_FRAGMENTS_ALSO.
+
+        The CREATE_CHILD_SA response for creating a new CHILD_SA is:
+
+                                       <--    HDR, SK {[N+], SA, Nr,
+                                                    [KEr], TSi, TSr}
+
+        The responder replies with the accepted offer in an SA payload,
+        and a Diffie-Hellman value in the KEr payload if KEi was
+        included in the request and the selected cryptographic suite
+        includes that group. As with the request, optional Notification
+        payloads can specify additional details for the CHILD_SA.
+
+        The traffic selectors for traffic to be sent on that SA are
+        specified in the TS payloads in the response, which may be a
+        subset of what the initiator of the CHILD_SA proposed.
+
+   The text about rekeying SAs can be found in Section 5.1 of this
+   document.
+
+
+
+
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006               [Page 15]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+4.2.  Creating an IKE_SA without a CHILD_SA
+
+   CHILD_SAs can be created either by being piggybacked on the IKE_AUTH
+   exchange, or using a separate CREATE_CHILD_SA exchange.  The
+   specification is not clear about what happens if creating the
+   CHILD_SA during the IKE_AUTH exchange fails for some reason.
+
+   Our recommendation in this sitation is that the IKE_SA is created as
+   usual.  This is also in line with how the CREATE_CHILD_SA exchange
+   works: a failure to create a CHILD_SA does not close the IKE_SA.
+
+   The list of responses in the IKE_AUTH exchange that do not prevent an
+   IKE_SA from being set up include at least the following:
+   NO_PROPOSAL_CHOSEN, TS_UNACCEPTABLE, SINGLE_PAIR_REQUIRED,
+   INTERNAL_ADDRESS_FAILURE, and FAILED_CP_REQUIRED.
+
+   (References: "Questions about internal address" thread, April, 2005.)
+
+4.3.  Diffie-Hellman for first CHILD_SA
+
+   Section 1.2 shows that IKE_AUTH messages do not contain KEi/KEr or
+   Ni/Nr payloads.  This implies that the SA payload in IKE_AUTH
+   exchange cannot contain Transform Type 4 (Diffie-Hellman Group) with
+   any other value than NONE.  Implementations should probably leave the
+   transform out entirely in this case.
+
+4.4.  Extended Sequence Numbers (ESN) transform
+
+   The description of the ESN transform in Section 3.3 has be proved
+   difficult to understand.  The ESN transform has the following
+   meaning:
+
+   o  A proposal containing one ESN transform with value 0 means "do not
+      use extended sequence numbers".
+
+   o  A proposal containing one ESN transform with value 1 means "use
+      extended sequence numbers".
+
+   o  A proposal containing two ESN transforms with values 0 and 1 means
+      "I support both normal and extended sequence numbers, you choose".
+      (Obviously this case is only allowed in requests; the response
+      will contain only one ESN transform.)
+
+   In most cases, the exchange initiator will include either the first
+   or third alternative in its SA payload.  The second alternative is
+   rarely useful for the initiator: it means that using normal sequence
+   numbers is not acceptable (so if the responder does not support ESNs,
+   the exchange will fail with NO_PROPOSAL_CHOSEN).
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006               [Page 16]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+   Note that including the ESN transform is mandatory when creating
+   ESP/AH SAs (it was optional in earlier drafts of the IKEv2
+   specification).
+
+   (References: "Technical change needed to IKEv2 before publication",
+   "STRAW POLL: Dealing with the ESN negotiation interop issue in IKEv2"
+   and "Results of straw poll regarding: IKEv2 interoperability issue"
+   threads, March-April 2005.)
+
+4.5.  Negotiation of ESP_TFC_PADDING_NOT_SUPPORTED
+
+   The description of ESP_TFC_PADDING_NOT_SUPPORTED notification in
+   Section 3.10.1 says that "This notification asserts that the sending
+   endpoint will NOT accept packets that contain Flow Confidentiality
+   (TFC) padding".
+
+   However, the text does not say in which messages this notification
+   should be included, or whether the scope of this notification is a
+   single CHILD_SA or all CHILD_SAs of the peer.
+
+   Our interpretation is that the scope is a single CHILD_SA, and thus
+   this notification is included in messages containing an SA payload
+   negotiating a CHILD_SA.  If neither endpoint accepts TFC padding,
+   this notification will be included in both the request proposing an
+   SA and the response accepting it.  If this notification is included
+   in only one of the messages, TFC padding can still be sent in one
+   direction.
+
+4.6.  Negotiation of NON_FIRST_FRAGMENTS_ALSO
+
+   NON_FIRST_FRAGMENTS_ALSO notification is described in Section 3.10.1
+   simply as "Used for fragmentation control.  See [RFC4301] for
+   explanation."
+
+   [RFC4301] says "Implementations that will transmit non-initial
+   fragments on a tunnel mode SA that makes use of non-trivial port (or
+   ICMP type/code or MH type) selectors MUST notify a peer via the IKE
+   NOTIFY NON_FIRST_FRAGMENTS_ALSO payload.  The peer MUST reject this
+   proposal if it will not accept non-initial fragments in this context.
+   If an implementation does not successfully negotiate transmission of
+   non-initial fragments for such an SA, it MUST NOT send such fragments
+   over the SA."
+
+   However, it is not clear exactly how the negotiation works.  Our
+   interpretation is that the negotiation works the same way as for
+   IPCOMP_SUPPORTED and USE_TRANSPORT_MODE: sending non-first fragments
+   is enabled only if NON_FIRST_FRAGMENTS_ALSO notification is included
+   in both the request proposing an SA and the response accepting it.
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006               [Page 17]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+   In other words, if the peer "rejects this proposal", it only omits
+   NON_FIRST_FRAGMENTS_ALSO notification from the response, but does not
+   reject the whole CHILD_SA creation.
+
+4.7.  Semantics of complex traffic selector payloads
+
+   As described in Section 3.13, the TSi/TSr payloads can include one or
+   more individual traffic selectors.
+
+   There is no requirement that TSi and TSr contain the same number of
+   individual traffic selectors.  Thus, they are interpreted as follows:
+   a packet matches a given TSi/TSr if it matches at least one of the
+   individual selectors in TSi, and at least one of the individual
+   selectors in TSr.
+
+   For instance, the following traffic selectors:
+
+        TSi = ((17, 100, 192.0.1.66-192.0.1.66),
+               (17, 200, 192.0.1.66-192.0.1.66))
+        TSr = ((17, 300, 0.0.0.0-255.255.255.255),
+               (17, 400, 0.0.0.0-255.255.255.255))
+
+   would match UDP packets from 192.0.1.66 to anywhere, with any of the
+   four combinations of source/destination ports (100,300), (100,400),
+   (200,300), and (200, 400).
+
+   This implies that some types of policies may require several CHILD_SA
+   pairs.  For instance, a policy matching only source/destination ports
+   (100,300) and (200,400), but not the other two combinations, cannot
+   be negotiated as a single CHILD_SA pair using IKEv2.
+
+   (References: "IKEv2 Traffic Selectors?" thread, Feb 2005.)
+
+4.8.  ICMP type/code in traffic selector payloads
+
+   The traffic selector types 7 and 8 can also refer to ICMP type and
+   code fields.  As described in Section 3.13.1, "For the ICMP protocol,
+   the two one-octet fields Type and Code are treated as a single 16-bit
+   integer (with Type in the most significant eight bits and Code in the
+   least significant eight bits) port number for the purposes of
+   filtering based on this field."
+
+   Since ICMP packets do not have separate source and destination port
+   fields, there is some room for confusion what exactly the four TS
+   payloads (two in the request, two in the response, each containing
+   both start and end port fields) should contain.
+
+   The answer to this question can be found from [RFC4301] Section
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006               [Page 18]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+   4.4.1.3.
+
+   To give a concrete example, if a host at 192.0.1.234 wants to create
+   a transport mode SA for sending "Destination Unreachable" packets
+   (ICMPv4 type 3) to 192.0.2.155, but is not willing to receive them
+   over this SA pair, the CREATE_CHILD_SA exchange would look like this:
+
+      Initiator                   Responder
+     -----------                 -----------
+      HDR, SK { N(USE_TRANSPORT_MODE), SA, Ni,
+                TSi(1, 0x0300-0x03FF, 192.0.1.234-192.0.1.234),
+                TSr(1, 65535-0, 192.0.2.155-192.0.2.155) } -->
+
+         <-- HDR, SK { N(USE_TRANSPORT_MODE), SA, Nr,
+                       TSi(1, 0x0300-0x03FF, 192.0.1.234-192.0.1.234),
+                       TSr(1, 65535-0, 192.0.2.155-192.0.2.155) }
+
+   Since IKEv2 always creates IPsec SAs in pairs, two SAs are also
+   created in this case, even though the second SA is never used for
+   data traffic.
+
+   An exchange creating an SA pair that can be used both for sending and
+   receiving "Destination Unreachable" places the same value in all the
+   port:
+
+      Initiator                   Responder
+     -----------                 -----------
+      HDR, SK { N(USE_TRANSPORT_MODE), SA, Ni,
+                TSi(1, 0x0300-0x03FF, 192.0.1.234-192.0.1.234),
+                TSr(1, 0x0300-0x03FF, 192.0.2.155-192.0.2.155) } -->
+
+         <-- HDR, SK { N(USE_TRANSPORT_MODE), SA, Nr,
+                       TSi(1, 0x0300-0x03FF, 192.0.1.234-192.0.1.234),
+                       TSr(1, 0x0300-0x03FF, 192.0.2.155-192.0.2.155) }
+
+   (References: "ICMP and MH TSs for IKEv2" thread, Sep 2005.)
+
+4.9.  Mobility header in traffic selector payloads
+
+   Traffic selectors can use IP Protocol ID 135 to match the IPv6
+   mobility header [MIPv6].  However, the IKEv2 specification does not
+   define how to represent the "MH Type" field in traffic selectors.
+
+   At some point, it was expected that this will be defined in a
+   separate document later.  However, [RFC4301] says that "For IKE, the
+   IPv6 mobility header message type (MH type) is placed in the most
+   significant eight bits of the 16 bit local "port" selector".  The
+   direction semantics of TSi/TSr port fields are the same as for ICMP,
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006               [Page 19]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+   and are described in the previous section.
+
+   (References: Tero Kivinen's mail "Issue #86: Add IPv6 mobility header
+   message type as selector", 2003-10-14.  "ICMP and MH TSs for IKEv2"
+   thread, Sep 2005.)
+
+4.10.  Narrowing the traffic selectors
+
+   Section 2.9 describes how traffic selectors are negotiated when
+   creating a CHILD_SA.  A more concise summary of the narrowing process
+   is presented below.
+
+   o  If the responder's policy does not allow any part of the traffic
+      covered by TSi/TSr, it responds with TS_UNACCEPTABLE.
+
+   o  If the responder's policy allows the entire set of traffic covered
+      by TSi/TSr, no narrowing is necessary, and the responder can
+      return the same TSi/TSr values.
+
+   o  Otherwise, narrowing is needed.  If the responder's policy allows
+      all traffic covered by TSi[1]/TSr[1] (the first traffic selectors
+      in TSi/TSr) but not entire TSi/TSr, the responder narrows to an
+      acceptable subset of TSi/TSr that includes TSi[1]/TSr[1].
+
+   o  If the responder's policy does not allow all traffic covered by
+      TSi[1]/TSr[1], but does allow some parts of TSi/TSr, it narrows to
+      an acceptable subset of TSi/TSr.
+
+   In the last two cases, there may be several subsets that are
+   acceptable (but their union is not); in this case, the responder
+   arbitrarily chooses one of them, and includes ADDITIONAL_TS_POSSIBLE
+   notification in the response.
+
+4.11.  SINGLE_PAIR_REQUIRED
+
+   The description of the SINGLE_PAIR_REQUIRED notify payload in
+   Sections 2.9 and 3.10.1 is not fully consistent.
+
+   We do not attempt to describe this payload in this document either,
+   since it is expected that most implementations will not have policies
+   that require separate SAs for each address pair.
+
+   Thus, if only some part (or parts) of the TSi/TSr proposed by the
+   initiator is (are) acceptable to the responder, most responders
+   should simply narrow TSi/TSr to an acceptable subset (as described in
+   the last two paragraphs of Section 2.9), rather than use
+   SINGLE_PAIR_REQUIRED.
+
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006               [Page 20]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+4.12.  Traffic selectors violating own policy
+
+   Section 2.9 describes traffic selector negotiation in great detail.
+   One aspect of this negotiation that may need some clarification is
+   that when creating a new SA, the initiator should not propose traffic
+   selectors that violate its own policy.  If this rule is not followed,
+   valid traffic may be dropped.
+
+   This is best illustrated by an example.  Suppose that host A has a
+   policy whose effect is that traffic to 192.0.1.66 is sent via host B
+   encrypted using AES, and traffic to all other hosts in 192.0.1.0/24
+   is also sent via B, but encrypted using 3DES.  Suppose also that host
+   B accepts any combination of AES and 3DES.
+
+   If host A now proposes an SA that uses 3DES, and includes TSr
+   containing (192.0.1.0-192.0.1.0.255), this will be accepted by host
+   B. Now, host B can also use this SA to send traffic from 192.0.1.66,
+   but those packets will be dropped by A since it requires the use of
+   AES for those traffic.  Even if host A creates a new SA only for
+   192.0.1.66 that uses AES, host B may freely continue to use the first
+   SA for the traffic.  In this situation, when proposing the SA, host A
+   should have followed its own policy, and included a TSr containing
+   ((192.0.1.0-192.0.1.65),(192.0.1.67-192.0.1.255)) instead.
+
+   In general, if (1) the initiator makes a proposal "for traffic X
+   (TSi/TSr), do SA", and (2) for some subset X' of X, the initiator
+   does not actually accept traffic X' with SA, and (3) the initiator
+   would be willing to accept traffic X' with some SA' (!=SA), valid
+   traffic can be unnecessarily dropped since the responder can apply
+   either SA or SA' to traffic X'.
+
+   (References: "Question about "narrowing" ..." thread, Feb 2005.
+   "IKEv2 needs a "policy usage mode"..." thread, Feb 2005.  "IKEv2
+   Traffic Selectors?" thread, Feb 2005.  "IKEv2 traffic selector
+   negotiation examples", 2004-08-08.)
+
+4.13.  Traffic selector authorization
+
+   IKEv2 relies on information in the Peer Authorization Database (PAD)
+   when determining what kind of IPsec SAs a peer is allowed to create.
+   This process is described in [RFC4301] Section 4.4.3.  When a peer
+   requests the creation of an IPsec SA with some traffic selectors, the
+   PAD must contain "Child SA Authorization Data" linking the identity
+   authenticated by IKEv2 and the addresses permitted for traffic
+   selectors.
+
+   For example, the PAD might be configured so that authenticated
+   identity "sgw23.example.com" is allowed to create IPsec SAs for
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006               [Page 21]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+   192.0.2.0/24, meaning this security gateway is a valid
+   "representative" for these addresses.  Host-to-host IPsec requires
+   similar entries, linking, for example, "fooserver4.example.com" with
+   192.0.1.66/32, meaning this identity a valid "owner" or
+   "representative" of the address in question.
+
+   As noted in [RFC4301], "It is necessary to impose these constraints
+   on creation of child SAs to prevent an authenticated peer from
+   spoofing IDs associated with other, legitimate peers."  In the
+   example given above, a correct configuration of the PAD prevents
+   sgw23 from creating IPsec SAs with address 192.0.1.66, and prevents
+   fooserver4 from creating IPsec SAs with addresses from 192.0.2.0/24.
+
+   It is important to note that simply sending IKEv2 packets using some
+   particular address does not imply a permission to create IPsec SAs
+   with that address in the traffic selectors.  For example, even if
+   sgw23 would be able to spoof its IP address as 192.0.1.66, it could
+   not create IPsec SAs matching fooserver4's traffic.
+
+   The IKEv2 specification does not specify how exactly IP address
+   assignment using configuration payloads interacts with the PAD.  Our
+   interpretation is that when a security gateway assigns an address
+   using configuration payloads, it also creates a temporary PAD entry
+   linking the authenticated peer identity and the newly allocated inner
+   address.
+
+   It has been recognized that configuring the PAD correctly may be
+   difficult in some environments.  For instance, if IPsec is used
+   between a pair of hosts whose addresses are allocated dynamically
+   using DHCP, it is extremely difficult to ensure that the PAD
+   specifies the correct "owner" for each IP address.  This would
+   require a mechanism to securely convey address assignments from the
+   DHCP server, and link them to identities authenticated using IKEv2.
+
+   Due to this limitation, some vendors have been known to configure
+   their PADs to allow an authenticated peer to create IPsec SAs with
+   traffic selectors containing the same address that was used for the
+   IKEv2 packets.  In environments where IP spoofing is possible (i.e.,
+   almost everywhere) this essentially allows any peer to create IPsec
+   SAs with any traffic selectors.  This is not an appropriate or secure
+   configuration in most circumstances.  See [Aura05] for an extensive
+   discussion about this issue, and the limitations of host-to-host
+   IPsec in general.
+
+
+5.  Rekeying and deleting SAs
+
+
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006               [Page 22]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+5.1.  Rekeying SAs with the CREATE_CHILD_SA exchange
+
+   Continued from Section 4.1 of this document.
+
+   NEW-1.3.2 Rekeying IKE_SAs with the CREATE_CHILD_SA Exchange
+
+        The CREATE_CHILD_SA request for rekeying an IKE_SA is:
+
+            Initiator                                 Responder
+           -----------                               -----------
+            HDR, SK {SA, Ni, [KEi]} -->
+
+        The initiator sends SA offer(s) in the SA payload, a nonce in
+        the Ni payload, and optionally a Diffie-Hellman value in the KEi
+        payload.
+
+        The CREATE_CHILD_SA response for rekeying an IKE_SA is:
+
+                                       <--    HDR, SK {SA, Nr, [KEr]}
+
+        The responder replies (using the same Message ID to respond)
+        with the accepted offer in an SA payload, a nonce in the Nr
+        payload, and, optionally, a Diffie-Hellman value in the KEr
+        payload.
+
+        The new IKE_SA has its message counters set to 0, regardless of
+        what they were in the earlier IKE_SA.  The window size starts at
+        1 for any new IKE_SA.  The new initiator and responder SPIs are
+        supplied in the SPI fields of the SA payloads.
+
+   NEW-1.3.3 Rekeying CHILD_SAs with the CREATE_CHILD_SA Exchange
+
+        The CREATE_CHILD_SA request for rekeying a CHILD_SA is:
+
+            Initiator                                 Responder
+           -----------                               -----------
+            HDR, SK {N(REKEY_SA), [N+], SA,
+                Ni, [KEi], TSi, TSr}  -->
+
+        The leading Notify payload of type REKEY_SA identifies the
+        CHILD_SA being rekeyed, and contains the SPI that the initiator
+        expects in the headers of inbound packets.  In addition, the
+        initiator sends SA offer(s) in the SA payload, a nonce in the Ni
+        payload, optionally a Diffie-Hellman value in the KEi payload,
+        and the proposed traffic selectors in the TSi and TSr payloads.
+        The request can also contain Notify payloads that specify
+        additional details for the CHILD_SA.
+
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006               [Page 23]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+        The CREATE_CHILD_SA response for rekeying a CHILD_SA is:
+
+                                       <--    HDR, SK {[N+], SA, Nr,
+                                                    [KEr], TSi, TSr}
+
+        The responder replies with the accepted offer in an SA payload,
+        and a Diffie-Hellman value in the KEr payload if KEi was
+        included in the request and the selected cryptographic suite
+        includes that group.
+
+        The traffic selectors for traffic to be sent on that SA are
+        specified in the TS payloads in the response, which may be a
+        subset of what the initiator of the CHILD_SA proposed.
+
+5.2.  Rekeying the IKE_SA vs. reauthentication
+
+   Rekeying the IKE_SA and reauthentication are different concepts in
+   IKEv2.  Rekeying the IKE_SA establishes new keys for the IKE_SA and
+   resets the Message ID counters, but it does not authenticate the
+   parties again (no AUTH or EAP payloads are involved).
+
+   While rekeying the IKE_SA may be important in some environments,
+   reauthentication (the verification that the parties still have access
+   to the long-term credentials) is often more important.
+
+   IKEv2 does not have any special support for reauthentication.
+   Reauthentication is done by creating a new IKE_SA from scratch (using
+   IKE_SA_INIT/IKE_AUTH exchanges, without any REKEY_SA notify
+   payloads), creating new CHILD_SAs within the new IKE_SA (without
+   REKEY_SA notify payloads), and finally deleting the old IKE_SA (which
+   deletes the old CHILD_SAs as well).
+
+   This means that reauthentication also establishes new keys for the
+   IKE_SA and CHILD_SAs.  Therefore, while rekeying can be performed
+   more often than reauthentication, the situation where "authentication
+   lifetime" is shorter than "key lifetime" does not make sense.
+
+   While creation of a new IKE_SA can be initiated by either party
+   (initiator or responder in the original IKE_SA), the use of EAP
+   authentication and/or configuration payloads means in practice that
+   reauthentication has to be initiated by the same party as the
+   original IKE_SA.  IKEv2 does not currently allow the responder to
+   request reauthentication in this case; however, there is ongoing work
+   to add this functionality [ReAuth].
+
+   (References: "Reauthentication in IKEv2" thread, Oct/Nov 2004.)
+
+
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006               [Page 24]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+5.3.  SPIs when rekeying the IKE_SA
+
+   Section 2.18 says that "New initiator and responder SPIs are supplied
+   in the SPI fields".  This refers to the SPI fields in the Proposal
+   structures inside the Security Association (SA) payloads, not the SPI
+   fields in the IKE header.
+
+   (References: Tom Stiemerling's mail "Rekey IKE SA", 2005-01-24.
+   Geoffrey Huang's reply, 2005-01-24.)
+
+5.4.  SPI when rekeying a CHILD_SA
+
+   Section 3.10.1 says that in REKEY_SA notifications, "The SPI field
+   identifies the SA being rekeyed."
+
+   Since CHILD_SAs always exist in pairs, there are two different SPIs.
+   The SPI placed in the REKEY_SA notification is the SPI the exchange
+   initiator would expect in inbound ESP or AH packets (just as in
+   Delete payloads).
+
+5.5.  Changing PRFs when rekeying the IKE_SA
+
+   When rekeying the IKE_SA, Section 2.18 says that "SKEYSEED for the
+   new IKE_SA is computed using SK_d from the existing IKE_SA as
+   follows:
+
+      SKEYSEED = prf(SK_d (old), [g^ir (new)] | Ni | Nr)"
+
+   If the old and new IKE_SA selected a different PRF, it is not totally
+   clear which PRF should be used.
+
+   Since the rekeying exchange belongs to the old IKE_SA, it is the old
+   IKE_SA's PRF that is used.  This also follows the principle that the
+   same key (the old SK_d) should not be used with multiple
+   cryptographic algorithms.
+
+   Note that this may work poorly if the new IKE_SA's PRF has a fixed
+   key size, since the output of the PRF may not be of the correct size.
+   This supports our opinion earlier in the document that the use of
+   PRFs with a fixed key size is a bad idea.
+
+   (References: "Changing PRFs when rekeying the IKE_SA" thread, June
+   2005.)
+
+5.6.  Deleting vs. closing SAs
+
+   The IKEv2 specification talks about "closing" and "deleting" SAs, but
+   it is not always clear what exactly is meant.  However, other parts
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006               [Page 25]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+   of the specification make it clear that when local state related to a
+   CHILD_SA is removed, the SA must also be actively deleted with a
+   Delete payload.
+
+   In particular, Section 2.4 says that "If an IKE endpoint chooses to
+   delete CHILD_SAs, it MUST send Delete payloads to the other end
+   notifying it of the deletion".  Section 1.4 also explains that "ESP
+   and AH SAs always exist in pairs, with one SA in each direction.
+   When an SA is closed, both members of the pair MUST be closed."
+
+5.7.  Deleting a CHILD_SA pair
+
+   Section 1.4 describes how to delete SA pairs using the Informational
+   exchange: "To delete an SA, an INFORMATIONAL exchange with one or
+   more delete payloads is sent listing the SPIs (as they would be
+   expected in the headers of inbound packets) of the SAs to be deleted.
+   The recipient MUST close the designated SAs."
+
+   The "one or more delete payloads" phrase has caused some confusion.
+   You never send delete payloads for the two sides of an SA in a single
+   message.  If you have many SAs to delete at the same time (such as
+   the nested example given in that paragraph), you include delete
+   payloads for in inbound half of each SA in your Informational
+   exchange.
+
+5.8.  Deleting an IKE_SA
+
+   Since IKE_SAs do not exist in pairs, it is not totally clear what the
+   response message should contain when the request deleted the IKE_SA.
+
+   Since there is no information that needs to be sent to the other side
+   (except that the request was received), an empty Informational
+   response seems like the most logical choice.
+
+   (References: "Question about delete IKE SA" thread, May 2005.)
+
+5.9.  Who is the original initiator of IKE_SA
+
+   In the IKEv2 document, "initiator" refers to the party who initiated
+   the exchange being described, and "original initiator" refers to the
+   party who initiated the whole IKE_SA.  However, there is some
+   potential for confusion because the IKE_SA can be rekeyed by either
+   party.
+
+   To clear up this confusion, we propose that "original initiator"
+   always refers to the party who initiated the exchange which resulted
+   in the current IKE_SA.  In other words, if the "original responder"
+   starts rekeying the IKE_SA, that party becomes the "original
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006               [Page 26]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+   initiator" of the new IKE_SA.
+
+   (References: Paul Hoffman's mail "Original initiator in IKEv2", 2005-
+   04-21.)
+
+5.10.  Comparing nonces
+
+   Section 2.8 about rekeying says that "If redundant SAs are created
+   though such a collision, the SA created with the lowest of the four
+   nonces used in the two exchanges SHOULD be closed by the endpoint
+   that created it."
+
+   Here "lowest" uses an octet-by-octet (lexicographical) comparison
+   (instead of, for instance, comparing the nonces as large integers).
+   In other words, start by comparing the first octet; if they're equal,
+   move to the next octet, and so on.  If you reach the end of one
+   nonce, that nonce is the lower one.
+
+   (References: "IKEv2 rekeying question" thread, July 2005.)
+
+5.11.  Exchange collisions
+
+   Since IKEv2 exchanges can be initiated by both peers, it is possible
+   that two exchanges affecting the same SA partly overlap.  This can
+   lead to a situation where the SA state information is temporarily not
+   synchronized, and a peer can receive a request it cannot process in a
+   normal fashion.  Some of these corner cases are discussed in the
+   specification, some are not.
+
+   Obviously, using a window size greater than one leads to infinitely
+   more complex situations, especially if requests are processed out of
+   order.  In this section, we concentrate on problems that can arise
+   even with window size 1.
+
+   (References: "IKEv2: invalid SPI in DELETE payload" thread, Dec 2005/
+   Jan 2006.  "Problem with exchanges collisions" thread, Dec 2005.)
+
+5.11.1.  Simultaneous CHILD_SA close
+
+   Probably the simplest case happens if both peers decide to close the
+   same CHILD_SA pair at the same time:
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006               [Page 27]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+      Host A                      Host B
+     --------                    --------
+      send req1: D(SPIa) -->
+                              <-- send req2: D(SPIb)
+                              --> recv req1
+                              <-- send resp1: ()
+      recv resp1
+      recv req2
+      send resp2: () -->
+                              --> recv resp2
+
+   This case is described in Section 1.4, and is handled by omitting the
+   Delete payloads from the response messages.
+
+5.11.2.  Simultaneous IKE_SA close
+
+   Both peers can also decide to close the IKE_SA at the same time.  The
+   desired end result is obvious; however, in certain cases the final
+   exchanges may not be fully completed.
+
+      Host A                      Host B
+     --------                    --------
+      send req1: D() -->
+                              <-- send req2: D()
+                              --> recv req1
+
+   At this point, host B should reply as usual (with empty Informational
+   response), close the IKE_SA, and stop retransmitting req2.  This is
+   because once host A receives resp1, it may not be able to reply any
+   longer.  The situation is symmetric, so host A should behave the same
+   way.
+
+      Host A                      Host B
+     --------                    --------
+                              <-- send resp1: ()
+      send resp2: ()
+
+   Even if neither resp1 nor resp2 ever arrives, the end result is still
+   correct: the IKE_SA is gone.  The same happens if host A never
+   receives req2.
+
+5.11.3.  Simultaneous CHILD_SA rekeying
+
+   Another case that is described in the specification is simultaneous
+   rekeying.  Section 2.8 says
+
+
+
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006               [Page 28]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+      "If the two ends have the same lifetime policies, it is possible
+      that both will initiate a rekeying at the same time (which will
+      result in redundant SAs).  To reduce the probability of this
+      happening, the timing of rekeying requests SHOULD be jittered
+      (delayed by a random amount of time after the need for rekeying is
+      noticed).
+
+      This form of rekeying may temporarily result in multiple similar
+      SAs between the same pairs of nodes.  When there are two SAs
+      eligible to receive packets, a node MUST accept incoming packets
+      through either SA.  If redundant SAs are created though such a
+      collision, the SA created with the lowest of the four nonces used
+      in the two exchanges SHOULD be closed by the endpoint that created
+      it."
+
+   However, a better explanation on what impact this has on
+   implementations is needed.  Assume that hosts A and B have an
+   existing IPsec SA pair with SPIs (SPIa1,SPIb1), and both start
+   rekeying it at the same time:
+
+      Host A                      Host B
+     --------                    --------
+      send req1: N(REKEY_SA,SPIa1),
+         SA(..,SPIa2,..),Ni1,..  -->
+                              <-- send req2: N(REKEY_SA,SPIb1),
+                                     SA(..,SPIb2,..),Ni2,..
+      recv req2 <--
+
+   At this point, A knows there is a simultaneous rekeying going on.
+   However, it cannot yet know which of the exchanges will have the
+   lowest nonce, so it will just note the situation and respond as
+   usual.
+
+      send resp2: SA(..,SPIa3,..),Nr1,.. -->
+                              --> recv req1
+
+   Now B also knows that simultaneous rekeying is going on.  Similarly
+   as host A, it has to respond as usual.
+
+                              <-- send resp1: SA(..,SPIb3,..),Nr2,..
+       recv resp1 <--
+                              --> recv resp2
+
+   At this point, there are three CHILD_SA pairs between A and B (the
+   old one and two new ones).  A and B can now compare the nonces.
+   Suppose that the lowest nonce was Nr1 in message resp2; in this case,
+   B (the sender of req2) deletes the redundant new SA, and A (the node
+   that initiated the surviving rekeyed SA), deletes the old one.
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006               [Page 29]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+      send req3: D(SPIa1) -->
+                              <-- send req4: D(SPIb2)
+                              --> recv req3
+                              <-- send resp4: D(SPIb1)
+      recv req4 <--
+      send resp4: D(SPIa3) -->
+
+   The rekeying is now finished.
+
+   However, there is a second possible sequence of events that can
+   happen if some packets are lost in the network, resulting in
+   retransmissions.  The rekeying begins as usual, but A's first packet
+   (req1) is lost.
+
+      Host A                      Host B
+     --------                    --------
+      send req1: N(REKEY_SA,SPIa1),
+         SA(..,SPIa2,..),Ni1,..  -->  (lost)
+                              <-- send req2: N(REKEY_SA,SPIb1),
+                                     SA(..,SPIb2,..),Ni2,..
+      recv req2 <--
+      send resp2: SA(..,SPIa3,..),Nr1,.. -->
+                              --> recv resp2
+                              <-- send req3: D(SPIb1)
+      recv req3 <--
+      send resp3: D(SPIa1) -->
+                              --> recv resp3
+
+   From B's point of view, the rekeying is now completed, and since it
+   has not yet received A's req1, it does not even know that these was
+   simultaneous rekeying.  However, A will continue retransmitting the
+   message, and eventually it will reach B.
+
+      resend req1 -->
+                               --> recv req1
+
+   What should B do in this point?  To B, it looks like A is trying to
+   rekey an SA that no longer exists; thus failing the request with
+   something non-fatal such as NO_PROPOSAL_CHOSEN seems like a
+   reasonable approach.
+
+                               <-- send resp1: N(NO_PROPOSAL_CHOSEN)
+      recv resp1 <--
+
+   When A receives this error, it already knows there was simultaneous
+   rekeying, so it can ignore the error message.
+
+
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006               [Page 30]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+5.11.4.  Simultaneous IKE_SA rekeying
+
+   Probably the most complex case occurs when both peers try to rekey
+   the IKE_SA at the same time.  Basically, the text in Section 2.8
+   applies to this case as well; however, it is important to ensure that
+   the CHILD_SAs are inherited by the right IKE_SA.
+
+   The case where both endpoints notice the simultaneous rekeying works
+   the same way as with CHILD_SAs.  After the CREATE_CHILD_SA exchanges,
+   three IKE_SAs exist between A and B; the one containing the lowest
+   nonce inherits the CHILD_SAs.
+
+   However, there is a twist to the other case where one rekeying
+   finishes first:
+
+      Host A                      Host B
+     --------                    --------
+      send req1:
+         SA(..,SPIa1,..),Ni1,.. -->
+                              <-- send req2: SA(..,SPIb1,..),Ni2,..
+                              --> recv req1
+                              <-- send resp1: SA(..,SPIb2,..),Nr2,..
+      recv resp1 <--
+      send req3: D() -->
+                              --> recv req3
+
+   At this point, host B sees a request to close the IKE_SA.  There's
+   not much more to do than to reply as usual.  However, at this point
+   host B should stop retransmitting req2, since once host A receives
+   resp3, it will delete all the state associated with the old IKE_SA,
+   and will not be able to reply to it.
+
+                              <-- send resp3: ()
+
+5.11.5.  Closing and rekeying a CHILD_SA
+
+   A case similar to simultaneous rekeying can occur if one peer decides
+   to close an SA and the other peer tries to rekey it:
+
+      Host A                      Host B
+     --------                    --------
+      send req1: D(SPIa) -->
+                              <-- send req2: N(REKEY_SA,SPIb),SA,..
+                              --> recv req1
+
+   At this point, host B notices that host A is trying to close an SA
+   that host B is currently rekeying.  Replying as usual is probably the
+   best choice:
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006               [Page 31]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+                              <-- send resp1: D(SPIb)
+
+   Depending on in which order req2 and resp1 arrive, host A sees either
+   a request to rekey an SA that it is currently closing, or a request
+   to rekey an SA that does not exist.  In both cases,
+   NO_PROPOSAL_CHOSEN is probably fine.
+
+      recv req2
+      recv resp1
+      send resp2: N(NO_PROPOSAL_CHOSEN) -->
+                              --> recv resp2
+
+5.11.6.  Closing a new CHILD_SA
+
+   Yet another case occurs when host A creates a CHILD_SA pair, but soon
+   thereafter host B decides to delete it (possible because its policy
+   changed):
+
+      Host A                      Host B
+     --------                    --------
+      send req1: [N(REKEY_SA,SPIa1)],
+         SA(..,SPIa2,..),.. -->
+                              --> recv req1
+                       (lost) <-- send resp1: SA(..,SPIb2,..),..
+
+                              <-- send req2: D(SPIb2)
+      recv req2
+
+   At this point, host A has not yet received message resp1 (and is
+   retransmitting message req1), so it does not recognize SPIb in
+   message req2.  What should host A do?
+
+   One option would be to reply with an empty Informational response.
+   However, this same reply would also be sent if host A has received
+   resp1, but has already sent a new request to delete the SA that was
+   just created.  This would lead to a situation where the peers are no
+   longer in sync about which SAs exist between them.  However, host B
+   would eventually notice that the other half of the CHILD_SA pair has
+   not been deleted.  Section 1.4 describes this case and notes that "a
+   node SHOULD regard half-closed connections as anomalous and audit
+   their existence should they persist", and continues that "if
+   connection state becomes sufficiently messed up, a node MAY close the
+   IKE_SA".
+
+   Another solution that has been proposed is to reply with an
+   INVALID_SPI notification which contains SPIb.  This would explicitly
+   tell host B that the SA was not deleted, so host B could try deleting
+   it again later.  However, this usage is not part of the IKEv2
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006               [Page 32]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+   specification, and would not be in line with normal use of the
+   INVALID_SPI notification where the data field contains the SPI the
+   recipient of the notification would put in outbound packets.
+
+   Yet another solution would be to ignore req2 at this time, and wait
+   until we have received resp1.  However, this alternative has not been
+   fully analyzed at this time; in general, ignoring valid requests is
+   always a bit dangerous, because both endpoints could do it, leading
+   to a deadlock.
+
+   This document recommends the first alternative.
+
+5.11.7.  Rekeying a new CHILD_SA
+
+   Yet another case occurs when a CHILD_SA is rekeyed soon after it has
+   been created:
+
+      Host A                      Host B
+     --------                    --------
+      send req1: [N(REKEY_SA,SPIa1)],
+         SA(..,SPIa2,..),..  -->
+                       (lost) <-- send resp1: SA(..,SPIb2,..),..
+
+                              <-- send req2: N(REKEY_SA,SPIb2),
+                                     SA(..,SPIb3,..),..
+      recv req2 <--
+
+   To host A, this looks like a request to rekey an SA that does not
+   exist.  Like in the simultaneous rekeying case, replying with
+   NO_PROPOSAL_CHOSEN is probably reasonable:
+
+      send resp2: N(NO_PROPOSAL_CHOSEN) -->
+      recv resp1
+
+5.11.8.  Collisions with IKE_SA rekeying
+
+   Another set of cases occur when one peer starts rekeying the IKE_SA
+   at the same time the other peer starts creating, rekeying, or closing
+   a CHILD_SA.  Suppose that host B starts creating a CHILD_SA, and soon
+   after, host A starts rekeying the IKE_SA:
+
+      Host A                      Host B
+     --------                    --------
+                              <-- send req1: SA,Ni1,TSi,TSr
+      send req2: SA,Ni2,.. -->
+                              --> recv req2
+
+   What should host B do at this point?  Replying as usual would seem
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006               [Page 33]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+   like a reasonable choice:
+
+                              <-- send resp2: SA,Ni2,..
+      recv resp2 <--
+      send req3: D() -->
+                              --> recv req3
+
+   Now, a problem arises: If host B now replies normally with an empty
+   Informational response, this will cause host A to delete state
+   associated with the IKE_SA.  This means host B should stop
+   retransmitting req1.  However, host B cannot know whether or not host
+   A has received req1.  If host A did receive it, it will move the
+   CHILD_SA to the new IKE_SA as usual, and the state information will
+   then be out of sync.
+
+   It seems this situation is tricky to handle correctly.  Our proposal
+   is as follows: if a host receives a request to rekey the IKE_SA when
+   it has CHILD_SAs in "half-open" state (currently being created or
+   rekeyed), it should reply with NO_PROPOSAL_CHOSEN.  If a host
+   receives a request to create or rekey a CHILD_SA after it has started
+   rekeying the IKE_SA, it should reply with NO_ADDITIONAL_SAS.
+
+   The case where CHILD_SAs are being closed is even worse.  Our
+   recommendation is that if a host receives a request to rekey the
+   IKE_SA when it has CHILD_SAs in "half-closed" state (currently being
+   closed), it should reply with NO_PROPOSAL_CHOSEN.  And if a host
+   receives a request to close a CHILD_SA after it has started rekeying
+   the IKE_SA, it should reply with an empty Informational response.
+   This ensures that at least the other peer will eventually notice that
+   the CHILD_SA is still in "half-closed" state, and will start a new
+   IKE_SA from scratch.
+
+5.11.9.  Closing and rekeying the IKE_SA
+
+   The final case considered in this section occurs if one peer decides
+   to close the IKE_SA while the other peer tries to rekey it.
+
+      Host A                      Host B
+     --------                    --------
+      send req1: SA(..,SPIa1,..),Ni1 -->
+                              <-- send req2: D()
+                              --> recv req1
+      recv req2 <--
+
+   At this point, host B should probably reply with NO_PROPOSAL_CHOSEN,
+   and host A should reply as usual, close the IKE_SA, and stop
+   retransmitting req1.
+
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006               [Page 34]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+                              <-- send resp1: N(NO_PROPOSAL_CHOSEN)
+      send resp2: ()
+
+   If host A wants to continue communication with B, it can now start a
+   new IKE_SA.
+
+5.11.10.  Summary
+
+   If a host receives a request to rekey:
+
+   o  a CHILD_SA pair that the host is currently trying to close: reply
+      with NO_PROPOSAL_CHOSEN.
+
+   o  a CHILD_SA pair that the host is currently rekeying: reply as
+      usual, but prepare to close redundant SAs later based on the
+      nonces.
+
+   o  a CHILD_SA pair that does not exist: reply with
+      NO_PROPOSAL_CHOSEN.
+
+   o  the IKE_SA, and the host is currently rekeying the IKE_SA: reply
+      as usual, but prepare to close redundant SAs and move inherited
+      CHILD_SAs later based on the nonces.
+
+   o  the IKE_SA, and the host is currently creating, rekeying, or
+      closing a CHILD_SA: reply with NO_PROPOSAL_CHOSEN.
+
+   o  the IKE_SA, and the host is currently trying to close the IKE_SA:
+      reply with NO_PROPOSAL_CHOSEN.
+
+   If a host receives a request to close:
+
+   o  a CHILD_SA pair that the host is currently trying to close: reply
+      without Delete payloads.
+
+   o  a CHILD_SA pair that the host is currently rekeying: reply as
+      usual, with Delete payload.
+
+   o  a CHILD_SA pair that does not exist: reply without Delete
+      payloads.
+
+   o  the IKE_SA, and the host is currently rekeying the IKE_SA: reply
+      as usual, and forget about our own rekeying request.
+
+   o  the IKE_SA, and the host is currently trying to close the IKE_SA:
+      reply as usual, and forget about our own close request.
+
+   If a host receives a request to create or rekey a CHILD_SA when it is
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006               [Page 35]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+   currently rekeying the IKE_SA: reply with NO_ADDITIONAL_SAS.
+
+   If a host receives a request to delete a CHILD_SA when it is
+   currently rekeying the IKE_SA: reply without Delete payloads.
+
+5.12.  Diffie-Hellman and rekeying the IKE_SA
+
+   There has been some confusion whether doing a new Diffie-Hellman
+   exchange is mandatory when the IKE_SA is rekeyed.
+
+   It seems that this case is allowed by the IKEv2 specification.
+   Section 2.18 shows the Diffie-Hellman term (g^ir) in brackets.
+   Section 3.3.3 does not contradict this when it says that including
+   the D-H transform is mandatory: although including the transform is
+   mandatory, it can contain the value "NONE".
+
+   However, having the option to skip the Diffie-Hellman exchange when
+   rekeying the IKE_SA does not add useful functionality to the
+   protocol.  The main purpose of rekeying the IKE_SA is to ensure that
+   the compromise of old keying material does not provide information
+   about the current keys, or vice versa.  This requires performing the
+   Diffie-Hellman exchange when rekeying.  Furthermore, it is likely
+   that this option would have been removed from the protocol as
+   unnecessary complexity had it been discussed earlier.
+
+   Given this, we recommend that implementations should have a hard-
+   coded policy that requires performing a new Diffie-Hellman exchange
+   when rekeying the IKE_SA.  In other words, the initiator should not
+   propose the value "NONE" for the D-H transform, and the responder
+   should not accept such a proposal.  This policy also implies that a
+   succesful exchange rekeying the IKE_SA always includes the KEi/KEr
+   payloads.
+
+   (References: "Rekeying IKE_SAs with the CREATE_CHILD_SA exhange"
+   thread, Oct 2005.  "Comments of
+   draft-eronen-ipsec-ikev2-clarifications-02.txt" thread, Apr 2005.)
+
+
+6.  Configuration payloads
+
+6.1.  Assigning IP addresses
+
+   Section 2.9 talks about traffic selector negotiation and mentions
+   that "In support of the scenario described in section 1.1.3, an
+   initiator may request that the responder assign an IP address and
+   tell the initiator what it is."
+
+   This sentence is correct, but its placement is slightly confusing.
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006               [Page 36]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+   IKEv2 does allow the initiator to request assignment of an IP address
+   from the responder, but this is done using configuration payloads,
+   not traffic selector payloads.  An address in a TSi payload in a
+   response does not mean that the responder has assigned that address
+   to the initiator; it only means that if packets matching these
+   traffic selectors are sent by the initiator, IPsec processing can be
+   performed as agreed for this SA.  The TSi payload itself does not
+   give the initiator permission to configure the initiator's TCP/IP
+   stack with the address and use it as its source address.
+
+   In other words, IKEv2 does not have two different mechanisms for
+   assigning addresses, but only one: configuration payloads.  In the
+   scenario described in Section 1.1.3, both configuration and traffic
+   selector payloads are usually included in the same message, and often
+   contain the same information in the response message (see Section 6.3
+   of this document for some examples).  However, their semantics are
+   still different.
+
+6.2.  Requesting any INTERNAL_IP4/IP6_ADDRESS
+
+   When describing the INTERNAL_IP4/IP6_ADDRESS attributes, Section
+   3.15.1 says that "In a request message, the address specified is a
+   requested address (or zero if no specific address is requested)".
+   The question here is that does "zero" mean an address "0.0.0.0" or a
+   zero length string?
+
+   Earlier, the same section also says that "If an attribute in the
+   CFG_REQUEST Configuration Payload is not zero-length, it is taken as
+   a suggestion for that attribute".  Also, the table of configuration
+   attributes shows that the length of INTERNAL_IP4_ADDRESS is either "0
+   or 4 octets", and likewise, INTERNAL_IP6_ADDRESS is either "0 or 17
+   octets".
+
+   Thus, if the client does not request a specific address, it includes
+   a zero-length INTERNAL_IP4/IP6_ADDRESS attribute, not an attribute
+   containing an all-zeroes address.  The example in 2.19 is thus
+   incorrect, since it shows the attribute as
+   "INTERNAL_ADDRESS(0.0.0.0)".
+
+   However, since the value is only a suggestion, implementations are
+   recommended to ignore suggestions they do not accept; or in other
+   words, treat the same way a zero-length INTERNAL_IP4_ADDRESS,
+   "0.0.0.0", and any other addresses the implementation does not
+   recognize as a reasonable suggestion.
+
+
+
+
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006               [Page 37]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+6.3.  INTERNAL_IP4_SUBNET/INTERNAL_IP6_SUBNET
+
+   Section 3.15.1 describes the INTERNAL_IP4_SUBNET as "The protected
+   sub-networks that this edge-device protects.  This attribute is made
+   up of two fields: the first is an IP address and the second is a
+   netmask.  Multiple sub-networks MAY be requested.  The responder MAY
+   respond with zero or more sub-network attributes."
+   INTERNAL_IP6_SUBNET is defined in a similar manner.
+
+   This raises two questions: first, since this information is usually
+   included in the TSr payload, what functionality does this attribute
+   add?  And second, what does this attribute mean in CFG_REQUESTs?
+
+   For the first question, there seem to be two sensible
+   interpretations.  Clearly TSr (in IKE_AUTH or CREATE_CHILD_SA
+   response) indicates which subnets are accessible through the SA that
+   was just created.
+
+   The first interpretation of the INTERNAL_IP4/6_SUBNET attributes is
+   that they indicate additional subnets that can be reached through
+   this gateway, but need a separate SA.  According to this
+   interpretation, the INTERNAL_IP4/6_SUBNET attributes are useful
+   mainly when they contain addresses not included in TSr.
+
+   The second interpretation is that the INTERNAL_IP4/6_SUBNET
+   attributes express the gateway's policy about what traffic should be
+   sent through the gateway.  The client can choose whether other
+   traffic (covered by TSr, but not in INTERNAL_IP4/6_SUBNET) is sent
+   through the gateway or directly to the destination.  According to
+   this interpretation, the attributes are useful mainly when TSr
+   contains addresses not included in the INTERNAL_IP4/6_SUBNET
+   attributes.
+
+   It turns out that these two interpretations are not incompatible, but
+   rather two sides of the same principle: traffic to the addresses
+   listed in the INTERNAL_IP4/6_SUBNET attributes should be sent via
+   this gateway.  If there are no existing IPsec SAs whose traffic
+   selectors cover the address in question, new SAs have to be created.
+
+   A couple of examples are given below.  For instance, if there are two
+   subnets, 192.0.1.0/26 and 192.0.2.0/24, and the client's request
+   contains the following:
+
+        CP(CFG_REQUEST) =
+          INTERNAL_IP4_ADDRESS()
+        TSi = (0, 0-65535, 0.0.0.0-255.255.255.255)
+        TSr = (0, 0-65535, 0.0.0.0-255.255.255.255)
+
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006               [Page 38]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+   Then a valid response could be the following (in which TSr and
+   INTERNAL_IP4_SUBNET contain the same information):
+
+        CP(CFG_REPLY) =
+          INTERNAL_IP4_ADDRESS(192.0.1.234)
+          INTERNAL_IP4_SUBNET(192.0.1.0/255.255.255.192)
+          INTERNAL_IP4_SUBNET(192.0.2.0/255.255.255.0)
+        TSi = (0, 0-65535, 192.0.1.234-192.0.1.234)
+        TSr = ((0, 0-65535, 192.0.1.0-192.0.1.63),
+               (0, 0-65535, 192.0.2.0-192.0.2.255))
+
+   In these cases, the INTERNAL_IP4_SUBNET does not really carry any
+   useful information.  Another possible reply would have been this:
+
+        CP(CFG_REPLY) =
+          INTERNAL_IP4_ADDRESS(192.0.1.234)
+          INTERNAL_IP4_SUBNET(192.0.1.0/255.255.255.192)
+          INTERNAL_IP4_SUBNET(192.0.2.0/255.255.255.0)
+        TSi = (0, 0-65535, 192.0.1.234-192.0.1.234)
+        TSr = (0, 0-65535, 0.0.0.0-255.255.255.255)
+
+   This would mean that the client can send all its traffic through the
+   gateway, but the gateway does not mind if the client sends traffic
+   not included by INTERNAL_IP4_SUBNET directly to the destination
+   (without going through the gateway).
+
+   A different situation arises if the gateway has a policy that
+   requires the traffic for the two subnets to be carried in separate
+   SAs.  Then a response like this would indicate to the client that if
+   it wants access to the second subnet, it needs to create a separate
+   SA:
+
+        CP(CFG_REPLY) =
+          INTERNAL_IP4_ADDRESS(192.0.1.234)
+          INTERNAL_IP4_SUBNET(192.0.1.0/255.255.255.192)
+          INTERNAL_IP4_SUBNET(192.0.2.0/255.255.255.0)
+        TSi = (0, 0-65535, 192.0.1.234-192.0.1.234)
+        TSr = (0, 0-65535, 192.0.1.0-192.0.1.63)
+
+   INTERNAL_IP4_SUBNET can also be useful if the client's TSr included
+   only part of the address space.  For instance, if the client requests
+   the following:
+
+        CP(CFG_REQUEST) =
+          INTERNAL_IP4_ADDRESS()
+        TSi = (0, 0-65535, 0.0.0.0-255.255.255.255)
+        TSr = (0, 0-65535, 192.0.2.155-192.0.2.155)
+
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006               [Page 39]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+   Then the gateway's reply could be this:
+
+        CP(CFG_REPLY) =
+          INTERNAL_IP4_ADDRESS(192.0.1.234)
+          INTERNAL_IP4_SUBNET(192.0.1.0/255.255.255.192)
+          INTERNAL_IP4_SUBNET(192.0.2.0/255.255.255.0)
+        TSi = (0, 0-65535, 192.0.1.234-192.0.1.234)
+        TSr = (0, 0-65535, 192.0.2.155-192.0.2.155)
+
+   It is less clear what the attributes mean in CFG_REQUESTs, and
+   whether other lengths than zero make sense in this situation (but for
+   INTERNAL_IP6_SUBNET, zero length is not allowed at all!).  Currently
+   this document recommends that implementations should not include
+   INTERNAL_IP4_SUBNET or INTERNAL_IP6_SUBNET attributes in
+   CFG_REQUESTs.
+
+   For the IPv4 case, this document recommends using only netmasks
+   consisting of some amount of "1" bits followed by "0" bits; for
+   instance, "255.0.255.0" would not be a valid netmask for
+   INTERNAL_IP4_SUBNET.
+
+   It is also worthwhile to note that the contents of the INTERNAL_IP4/
+   6_SUBNET attributes do not imply link boundaries.  For instance, a
+   gateway providing access to a large company intranet using addresses
+   from the 10.0.0.0/8 block can send a single INTERNAL_IP4_SUBNET
+   attribute (10.0.0.0/255.0.0.0) even if the intranet has hundreds of
+   routers and separate links.
+
+   (References: Tero Kivinen's mail "Intent of couple of attributes in
+   Configuration Payload in IKEv2?", 2004-11-19.  Srinivasa Rao
+   Addepalli's mail "INTERNAL_IP4_SUBNET and INTERNAL_IP6_SUBNET in
+   IKEv2", 2004-09-10.  Yoav Nir's mail "Re: New I-D: IKEv2
+   Clarifications and Implementation Guidelines", 2005-02-07.
+   "Clarifications open issue: INTERNAL_IP4_SUBNET/NETMASK" thread,
+   April 2005.)
+
+6.4.  INTERNAL_IP4_NETMASK
+
+   Section 3.15.1 defines the INTERNAL_IP4_NETMASK attribute, and says
+   that "The internal network's netmask.  Only one netmask is allowed in
+   the request and reply messages (e.g., 255.255.255.0) and it MUST be
+   used only with an INTERNAL_IP4_ADDRESS attribute".
+
+   However, it is not clear what exactly this attribute means, as the
+   concept of "netmask" is not very well defined for point-to-point
+   links (unlike multi-access links, where it means "you can reach hosts
+   inside this netmask directly using layer 2, instead of sending
+   packets via a router").  Even if the operating system's TCP/IP stack
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006               [Page 40]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+   requires a netmask to be configured, for point-to-point links it
+   could be just set to 255.255.255.255.  So, why is this information
+   sent in IKEv2?
+
+   One possible interpretation would be that the host is given a whole
+   block of IP addresses instead of a single address.  This is also what
+   Framed-IP-Netmask does in [RADIUS], the IPCP "subnet mask" extension
+   does in PPP [IPCPSubnet], and the prefix length in the IPv6 Framed-
+   IPv6-Prefix attribute does in [RADIUS6].  However, nothing in the
+   specification supports this interpretation, and discussions on the
+   IPsec WG mailing list have confirmed it was not intended.  Section
+   3.15.1 also says that multiple addresses are assigned using multiple
+   INTERNAL_IP4/6_ADDRESS attributes.
+
+   Currently, this document's interpretation is the following:
+   INTERNAL_IP4_NETMASK in a CFG_REPLY means roughly the same thing as
+   INTERNAL_IP4_SUBNET containing the same information ("send traffic to
+   these addresses through me"), but also implies a link boundary.  For
+   instance, the client could use its own address and the netmask to
+   calculate the broadcast address of the link.  (Whether the gateway
+   will actually deliver broadcast packets to other VPN clients and/or
+   other nodes connected to this link is another matter.)
+
+   An empty INTERNAL_IP4_NETMASK attribute can be included in a
+   CFG_REQUEST to request this information (although the gateway can
+   send the information even when not requested).  However, it seems
+   that non-empty values for this attribute do not make sense in
+   CFG_REQUESTs.
+
+   Fortunately, Section 4 clearly says that a minimal implementation
+   does not need to include or understand the INTERNAL_IP4_NETMASK
+   attribute, and thus this document recommends that implementations
+   should not use the INTERNAL_IP4_NETMASK attribute or assume that the
+   other peer supports it.
+
+   (References: Charlie Kaufman's mail "RE: Proposed Last Call based
+   revisions to IKEv2", 2004-05-27.  Email discussion with Tero Kivinen,
+   Jan 2005.  Yoav Nir's mail "Re: New I-D: IKEv2 Clarifications and
+   Implementation Guidelines", 2005-02-07.  "Clarifications open issue:
+   INTERNAL_IP4_SUBNET/NETMASK" thread, April 2005.)
+
+6.5.  Configuration payloads for IPv6
+
+   IKEv2 also defines configuration payloads for IPv6.  However, they
+   are based on the corresponding IPv4 payloads, and do not fully follow
+   the "normal IPv6 way of doing things".
+
+
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006               [Page 41]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+   A client can be assigned an IPv6 address using the
+   INTERNAL_IP6_ADDRESS configuration payload.  A minimal exchange could
+   look like this:
+
+        CP(CFG_REQUEST) =
+          INTERNAL_IP6_ADDRESS()
+          INTERNAL_IP6_DNS()
+        TSi = (0, 0-65535, :: - FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF)
+        TSr = (0, 0-65535, :: - FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF)
+
+        CP(CFG_REPLY) =
+          INTERNAL_IP6_ADDRESS(2001:DB8:0:1:2:3:4:5/64)
+          INTERNAL_IP6_DNS(2001:DB8:99:88:77:66:55:44)
+        TSi = (0, 0-65535, 2001:DB8:0:1:2:3:4:5 - 2001:DB8:0:1:2:3:4:5)
+        TSr = (0, 0-65535, :: - FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF)
+
+   In particular, IPv6 stateless autoconfiguration or router
+   advertisement messages are not used; neither is neighbor discovery.
+
+   The client can also send a non-empty INTERNAL_IP6_ADDRESS attribute
+   in the CFG_REQUEST to request a specific address or interface
+   identifier.  The gateway first checks if the specified address is
+   acceptable, and if it is, returns that one.  If the address was not
+   acceptable, the gateway will attempt to use the interface identifier
+   with some other prefix; if even that fails, the gateway will select
+   another interface identifier.
+
+   The INTERNAL_IP6_ADDRESS attribute also contains a prefix length
+   field.  When used in a CFG_REPLY, this corresponds to the
+   INTERNAL_IP4_NETMASK attribute in the IPv4 case (and indeed, was
+   called INTERNAL_IP6_NETMASK in earlier versions of the IKEv2 draft).
+   See the previous section for more details.
+
+   While this approach to configuring IPv6 addresses is reasonably
+   simple, it has some limitations: IPsec tunnels configured using IKEv2
+   are not fully-featured "interfaces" in the IPv6 addressing
+   architecture [IPv6Addr] sense.  In particular, they do not
+   necessarily have link-local addresses, and this may complicate the
+   use of protocols that assume them, such as [MLDv2].  (Whether they
+   are called "interfaces" in some particular operating system is a
+   different issue.)
+
+   (References: "VPN remote host configuration IPv6 ?" thread, May 2004.
+   "Clarifications open issue: INTERNAL_IP4_SUBNET/NETMASK" thread,
+   April 2005.)
+
+
+
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006               [Page 42]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+6.6.  INTERNAL_IP6_NBNS
+
+   Section 3.15.1 defines the INTERNAL_IP6_NBNS attribute for sending
+   the IPv6 address of NetBIOS name servers.
+
+   However, NetBIOS is not defined for IPv6, and probably never will be.
+   Thus, this attribute most likely does not make much sense.
+
+   (Pointed out by Bernard Aboba in the IP Configuration Security (ICOS)
+   BoF at IETF62.)
+
+6.7.  INTERNAL_ADDRESS_EXPIRY
+
+   Section 3.15.1 defines the INTERNAL_ADDRESS_EXPIRY attribute as
+   "Specifies the number of seconds that the host can use the internal
+   IP address.  The host MUST renew the IP address before this expiry
+   time.  Only one of these attributes MAY be present in the reply."
+
+   Expiry times and explicit renewals are primarily useful in
+   environments like DHCP, where the server cannot reliably know when
+   the client has gone away.  However, in IKEv2 this is known, and the
+   gateway can simply free the address when the IKE_SA is deleted.
+
+   Also, Section 4 says that supporting renewals is not mandatory.
+   Given that this functionality is usually not needed, we recommend
+   that gateways should not send the INTERNAL_ADDRESS_EXPIRY attribute.
+   (And since this attribute does not seem to make much sense for
+   CFG_REQUESTs, clients should not send it either.)
+
+   Note that according to Section 4, clients are required to understand
+   INTERNAL_ADDRESS_EXPIRY if they receive it.  A minimum implementation
+   would use the value to limit the lifetime of the IKE_SA.
+
+   (References: Tero Kivinen's mail "Comments of
+   draft-eronen-ipsec-ikev2-clarifications-02.txt", 2005-04-05.
+   "Questions about internal address" thread, April 2005.)
+
+6.8.  Address assignment failures
+
+   If the responder encounters an error while attempting to assign an IP
+   address to the initiator, it responds with an
+   INTERNAL_ADDRESS_FAILURE notification as described in Section 3.10.1.
+   However, there are some more complex error cases.
+
+   First, if the responder does not support configuration payloads at
+   all, it can simply ignore all configuration payloads.  This type of
+   implementation never sends INTERNAL_ADDRESS_FAILURE notifications.
+   If the initiator requires the assignment of an IP address, it will
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006               [Page 43]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+   treat a response without CFG_REPLY as an error.
+
+   A second case is where the responder does support configuration
+   payloads, but only for particular type of addresses (IPv4 or IPv6).
+   Section 4 says that "A minimal IPv4 responder implementation will
+   ignore the contents of the CP payload except to determine that it
+   includes an INTERNAL_IP4_ADDRESS attribute".  If, for instance, the
+   initiator includes both INTERNAL_IP4_ADDRESS and INTERNAL_IP6_ADDRESS
+   in the CFG_REQUEST, an IPv4-only responder can thus simply ignore the
+   IPv6 part and process the IPv4 request as usual.
+
+   A third case is where the initiator requests multiple addresses of a
+   type that the responder supports: what should happen if some (but not
+   all) of the requests fail?  It seems that an optimistic approach
+   would be the best one here: if the responder is able to assign at
+   least one address, it replies with those; it sends
+   INTERNAL_ADDRESS_FAILURE only if no addresses can be assigned.
+
+   (References: "ikev2 and internal_ivpn_address" thread, June 2005.)
+
+
+7.  Miscellaneous issues
+
+7.1.  Matching ID_IPV4_ADDR and ID_IPV6_ADDR
+
+   When using the ID_IPV4_ADDR/ID_IPV6_ADDR identity types in IDi/IDr
+   payloads, IKEv2 does not require this address to match the address in
+   the IP header (of IKEv2 packets), or anything in the TSi/TSr
+   payloads.  The contents of IDi/IDr is used purely to fetch the policy
+   and authentication data related to the other party.
+
+   (References: "Identities types IP address,FQDN/user FQDN and DN and
+   its usage in preshared key authentication" thread, Jan 2005.)
+
+7.2.  Relationship of IKEv2 to RFC4301
+
+   The IKEv2 specification refers to [RFC4301], but it never makes
+   clearly defines the exact relationship is.
+
+   However, there are some requirements in the specification that make
+   it clear that IKEv2 requires [RFC4301].  In other words, an
+   implementation that does IPsec processing strictly according to
+   [RFC2401] cannot be compliant with the IKEv2 specification.
+
+   One such example can be found in Section 2.24: "Specifically, tunnel
+   encapsulators and decapsulators for all tunnel-mode SAs created by
+   IKEv2 [...]  MUST implement the tunnel encapsulation and
+   decapsulation processing specified in [RFC4301] to prevent discarding
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006               [Page 44]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+   of ECN congestion indications."
+
+   Nevertheless, the changes required to existing [RFC2401]
+   implementations are not very large, especially since supporting many
+   of the new features (such as Extended Sequence Numbers) is optional.
+
+7.3.  Reducing the window size
+
+   In IKEv2, the window size is assumed to be a (possibly configurable)
+   property of a particular implementation, and is not related to
+   congestion control (unlike the window size in TCP, for instance).
+
+   In particular, it is not defined what the responder should do when it
+   receives a SET_WINDOW_SIZE notification containing a smaller value
+   than is currently in effect.  Thus, there is currently no way to
+   reduce the window size of an existing IKE_SA.  However, when rekeying
+   an IKE_SA, the new IKE_SA starts with window size 1 until it is
+   explicitly increased by sending a new SET_WINDOW_SIZE notification.
+
+   (References: Tero Kivinen's mail "Comments of
+   draft-eronen-ipsec-ikev2-clarifications-02.txt", 2005-04-05.)
+
+7.4.  Minimum size of nonces
+
+   Section 2.10 says that "Nonces used in IKEv2 MUST be randomly chosen,
+   MUST be at least 128 bits in size, and MUST be at least half the key
+   size of the negotiated prf."
+
+   However, the initiator chooses the nonce before the outcome of the
+   negotiation is known.  In this case, the nonce has to be long enough
+   for all the PRFs being proposed.
+
+7.5.  Initial zero octets on port 4500
+
+   It is not clear whether a peer sending an IKE_SA_INIT request on port
+   4500 should include the initial four zero octets.  Section 2.23 talks
+   about how to upgrade to tunneling over port 4500 after message 2, but
+   it does not say what to do if message 1 is sent on port 4500.
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006               [Page 45]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+       IKE MUST listen on port 4500 as well as port 500.
+
+       [...]
+
+       The IKE initiator MUST check these payloads if present and if
+       they do not match the addresses in the outer packet MUST tunnel
+       all future IKE and ESP packets associated with this IKE_SA over
+       UDP port 4500.
+
+       To tunnel IKE packets over UDP port 4500, the IKE header has four
+       octets of zero prepended and the result immediately follows the
+       UDP header. [...]
+
+   The very beginning of Section 2 says "... though IKE messages may
+   also be received on UDP port 4500 with a slightly different format
+   (see section 2.23)."
+
+   That "slightly different format" is only described in discussing what
+   to do after changing to port 4500.  However, [RFC3948] shows clearly
+   the format has the initial zeros even for initiators on port 4500.
+   Furthermore, without the initial zeros, the processing engine cannot
+   determine whether the packet is an IKE packet or an ESP packet.
+
+   Thus, all packets sent on port 4500 need the four zero prefix;
+   otherwise, the receiver won't know how to handle them.
+
+7.6.  Destination port for NAT traversal
+
+   Section 2.23 says that "an IPsec endpoint that discovers a NAT
+   between it and its correspondent MUST send all subsequent traffic to
+   and from port 4500".
+
+   This sentence is misleading.  The peer "outside" the NAT uses source
+   port 4500 for the traffic it sends, but the destination port is, of
+   course, taken from packets sent by the peer behind the NAT.  This
+   port number is usually dynamically allocated by the NAT.
+
+7.7.  SPI values for messages outside of an IKE_SA
+
+   The IKEv2 specification is not quite clear what SPI values should be
+   used in the IKE header for the small number of notifications that are
+   allowed to be sent outside of an IKE_SA.  Note that such
+   notifications are explicitly not Informational exchanges; Section 1.5
+   makes it clear that these are one-way messages that must not be
+   responded to.
+
+   There are two cases when such a one-way notification can be sent:
+   INVALID_IKE_SPI and INVALID_SPI.
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006               [Page 46]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+   In case of INVALID_IKE_SPI, the message sent is a response message,
+   and Section 2.21 says that "If a response is sent, the response MUST
+   be sent to the IP address and port from whence it came with the same
+   IKE SPIs and the Message ID copied."
+
+   In case of INVALID_SPI, however, there are no IKE SPI values that
+   would be meaningful to the recipient of such a notification.  Also,
+   the message sent is now an INFORMATIONAL request.  A strict
+   interpretation of the specification would require the sender to
+   invent garbage values for the SPI fields.  However, we think this was
+   not the intention, and using zero values is acceptable.
+
+   (References: "INVALID_IKE_SPI" thread, June 2005.)
+
+7.8.  Protocol ID/SPI fields in Notify payloads
+
+   Section 3.10 says that the Protocol ID field in Notify payloads "For
+   notifications that do not relate to an existing SA, this field MUST
+   be sent as zero and MUST be ignored on receipt".  However, the
+   specification does not clearly say which notifications are related to
+   existing SAs and which are not.
+
+   Since the main purpose of the Protocol ID field is to specify the
+   type of the SPI, our interpretation is that the Protocol ID field
+   should be non-zero only when the SPI field is non-empty.
+
+   There are currently only two notifications where this is the case:
+   INVALID_SELECTORS and REKEY_SA.
+
+7.9.  Which message should contain INITIAL_CONTACT
+
+   The description of the INITIAL_CONTACT notification in Section 3.10.1
+   says that "This notification asserts that this IKE_SA is the only
+   IKE_SA currently active between the authenticated identities".
+   However, neither Section 2.4 nor 3.10.1 says in which message this
+   payload should be placed.
+
+   The general agreement is that INITIAL_CONTACT is best communicated in
+   the first IKE_AUTH request, not as a separate exchange afterwards.
+
+   (References: "Clarifying the use of INITIAL_CONTACT in IKEv2" thread,
+   April 2005.  "Initial Contact messages" thread, December 2004.
+   "IKEv2 and Initial Contact" thread, September 2004 and April 2005.)
+
+7.10.  Alignment of payloads
+
+   Many IKEv2 payloads contain fields marked as "RESERVED", mostly
+   because IKEv1 had them, and partly because they make the pictures
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006               [Page 47]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+   easier to draw.  In particular, payloads in IKEv2 are not, in
+   general, aligned to 4-octet boundaries.  (Note that payloads were not
+   aligned to 4-byte boundaries in IKEv1 either.)
+
+   (References: "IKEv2: potential 4-byte alignment problem" thread, June
+   2004.)
+
+7.11.  Key length transform attribute
+
+   Section 3.3.5 says that "The only algorithms defined in this document
+   that accept attributes are the AES based encryption, integrity, and
+   pseudo-random functions, which require a single attribute specifying
+   key width."
+
+   This is incorrect.  The AES-based integrity and pseudo-random
+   functions defined in [IKEv2] always use a 128-bit key.  In fact,
+   there are currently no integrity or PRF algorithms that use the key
+   length attribute (and we recommend that they should not be defined in
+   the future either).
+
+   For encryption algorithms, the situation is slightly more complex
+   since there are three different types of algorithms:
+
+   o  The key length attribute is never used with algorithms that use a
+      fixed length key, such as DES and IDEA.
+
+   o  The key length attribute is always included for the currently
+      defined AES-based algorithms (CBC, CTR, CCM and GCM).  Omitting
+      the key length attribute is not allowed; if the proposal does not
+      contain it, the proposal has to be rejected.
+
+   o  For other algorithms, the key length attribute can be included but
+      is not mandatory.  These algorithms include, e.g., RC5, CAST and
+      BLOWFISH.  If the key length attribute is not included, the
+      default value specified in [RFC2451] is used.
+
+7.12.  IPsec IANA considerations
+
+   There are currently three different IANA registry files that contain
+   important numbers for IPsec: ikev2-registry, isakmp-registry, and
+   ipsec-registry.  Implementors should note that IKEv2 may use numbers
+   different from IKEv1 for a particular algorithm.
+
+   For instance, an encryption algorithm can have up to three different
+   numbers: the IKEv2 "Transform Type 1" identifier in ikev2-registry,
+   the IKEv1 phase 1 "Encryption Algorithm" identifier in ipsec-
+   registry, and the IKEv1 phase 2 "IPSEC ESP Transform Identifier"
+   isakmp-registry.  Although some algorithms have the same number in
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006               [Page 48]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+   all three registries, the registries are not identical.
+
+   Similarly, an integrity algorithm can have at least the IKEv2
+   "Transform Type 3" identifier in ikev2-registry, the IKEv1 phase 2
+   "IPSEC AH Transform Identifier" in isakmp-registry, and the IKEv1
+   phase 2 ESP "Authentication Algorithm Security Association Attribute"
+   identifier in isakmp-registry.  And there is also the IKEv1 phase 1
+   "Hash Algorithm" list in ipsec-registry.
+
+   This issue needs special care also when writing a specification for
+   how a new algorithm is used together with IPsec.
+
+7.13.  Combining ESP and AH
+
+   The IKEv2 specification contains some misleading text about how ESP
+   and AH can be combined.
+
+   IKEv2 is based on [RFC4301] which does not include "SA bundles" that
+   were part of [RFC2401].  While a single packet can go through IPsec
+   processing multiple times, each of these passes uses a separate SA,
+   and the passes are coordinated by the forwarding tables.  In IKEv2,
+   each of these SAs has to be created using a separate CREATE_CHILD_SA
+   exchange.  Thus, the text in Section 2.7 about a single proposal
+   containing both ESP and AH is incorrect.
+
+   Morever, the combination of ESP and AH (between the same endpoints)
+   become largely obsolete already in 1998 when RFC 2406 was published.
+   Our recommendation is that IKEv2 implementations should not support
+   this combination, and implementors should not assume the combination
+   can be made to work in interoperable manner.
+
+   (References: "Rekeying SA bundles" thread, Oct 2005.)
+
+
+8.  Implementation mistakes
+
+   Some implementers at the early IKEv2 bakeoffs didn't do everything
+   correctly.  This may seem like an obvious statement, but it is
+   probably useful to list a few things that were clear in the document
+   and not needing clarification, that some implementors didn't do.  All
+   of these things caused interoperability problems.
+
+   o  Some implementations continued to send traffic on a CHILD_SA after
+      it was rekeyed, even after receiving an DELETE payload.
+
+   o  After rekeying an IKE_SA, some implementations did not reset their
+      message counters to zero.  One set the counter to 2, another did
+      not reset the counter at all.
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006               [Page 49]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+   o  Some implementations could only handle a single pair of traffic
+      selectors, or would only process the first pair in the proposal.
+
+   o  Some implementations responded to a delete request by sending an
+      empty INFORMATIONAL response, and then initiated their own
+      INFORMATIONAL exchange with the pair of SAs to delete.
+
+   o  Although this did not happen at the bakeoff, from the discussion
+      there, it is clear that some people had not implemented message
+      window sizes correctly.  Some implementations might have sent
+      messages that did not fit into the responder's message windows,
+      and some implementations may not have torn down an SA if they did
+      not ever receive a message that they know they should have.
+
+
+9.  Security considerations
+
+   This document does not introduce any new security considerations to
+   IKEv2.  If anything, clarifying complex areas of the specification
+   can reduce the likelihood of implementation problems that may have
+   security implications.
+
+
+10.  IANA considerations
+
+   This document does not change or create any IANA-registered values.
+
+
+11.  Acknowledgments
+
+   This document is mainly based on conversations on the IPsec WG
+   mailing list.  The authors would especially like to thank Bernard
+   Aboba, Jari Arkko, Vijay Devarapalli, William Dixon, Francis Dupont,
+   Mika Joutsenvirta, Charlie Kaufman, Stephen Kent, Tero Kivinen, Yoav
+   Nir, Michael Richardson, and Joel Snyder for their contributions.
+
+   In addition, the authors would like to thank all the participants of
+   the first public IKEv2 bakeoff, held in Santa Clara in February 2005,
+   for their questions and proposed clarifications.
+
+
+12.  References
+
+12.1.  Normative References
+
+   [IKEv2]    Kaufman, C., Ed., "Internet Key Exchange (IKEv2)
+              Protocol", RFC 4306, December 2005.
+
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006               [Page 50]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+   [IKEv2ALG]
+              Schiller, J., "Cryptographic Algorithms for Use in the
+              Internet Key Exchange Version 2 (IKEv2)", RFC 4307,
+              December 2005.
+
+   [PKCS1v20]
+              Kaliski, B. and J. Staddon, "PKCS #1: RSA Cryptography
+              Specifications Version 2.0", RFC 2437, October 1998.
+
+   [PKCS1v21]
+              Jonsson, J. and B. Kaliski, "Public-Key Cryptography
+              Standards (PKCS) #1: RSA Cryptography Specifications
+              Version 2.1", RFC 3447, February 2003.
+
+   [RFC2401]  Kent, S. and R. Atkinson, "Security Architecture for the
+              Internet Protocol", RFC 2401, November 1998.
+
+   [RFC4301]  Kent, S. and K. Seo, "Security Architecture for the
+              Internet Protocol", RFC 4301, December 2005.
+
+12.2.  Informative References
+
+   [Aura05]   Aura, T., Roe, M., and A. Mohammed, "Experiences with
+              Host-to-Host IPsec", 13th International Workshop on
+              Security Protocols, Cambridge, UK, April 2005.
+
+   [EAP]      Aboba, B., Blunk, L., Vollbrecht, J., Carlson, J., and H.
+              Levkowetz, "Extensible Authentication Protocol (EAP)",
+              RFC 3748, June 2004.
+
+   [HashUse]  Hoffman, P., "Use of Hash Algorithms in IKE and IPsec",
+              draft-hoffman-ike-ipsec-hash-use-01 (work in progress),
+              December 2005.
+
+   [IPCPSubnet]
+              Cisco Systems, Inc., "IPCP Subnet Mask Support
+              Enhancements",  http://www.cisco.com/univercd/cc/td/doc/
+              product/software/ios121/121newft/121limit/121dc/121dc3/
+              ipcp_msk.htm, January 2003.
+
+   [IPv6Addr]
+              Hinden, R. and S. Deering, "Internet Protocol Version 6
+              (IPv6) Addressing  Architecture", RFC 4291, April 2004.
+
+   [MIPv6]    Johnson, D., Perkins, C., and J. Arkko, "Mobility Support
+              in IPv6", RFC 3775, June 2004.
+
+   [MLDv2]    Vida, R. and L. Costa, "Multicast Listener Discovery
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006               [Page 51]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+              Version 2 (MLDv2) for IPv6", RFC 3810, June 2004.
+
+   [NAI]      Aboba, B., Beadles, M., Arkko, J., and P. Eronen, "The
+              Network Access Identifier", RFC 4282, December 2005.
+
+   [PKI4IPsec]
+              Korver, B., "Internet PKI Profile of IKEv1/ISAKMP, IKEv2,
+              and PKIX", draft-ietf-pki4ipsec-ikecert-profile (work in
+              progress), February 2006.
+
+   [RADEAP]   Aboba, B. and P. Calhoun, "RADIUS (Remote Authentication
+              Dial In User Service) Support For Extensible
+              Authentication Protocol (EAP)", RFC 3579, September 2003.
+
+   [RADIUS]   Rigney, C., Willens, S., Rubens, A., and W. Simpson,
+              "Remote Authentication Dial In User Service (RADIUS)",
+              RFC 2865, June 2000.
+
+   [RADIUS6]  Aboba, B., Zorn, G., and D. Mitton, "RADIUS and IPv6",
+              RFC 3162, August 2001.
+
+   [RFC2119]  Bradner, S., "Key words for use in RFCs to Indicate
+              Requirement  Levels", RFC 2119, March 1997.
+
+   [RFC2451]  Pereira, R. and R. Adams, "The ESP CBC-Mode Cipher
+              Algorithms", RFC 2451, November 1998.
+
+   [RFC2822]  Resnick, P., "Internet Message Format", RFC 2822,
+              April 2001.
+
+   [RFC3664]  Hoffman, P., "The AES-XCBC-PRF-128 Algorithm for the
+              Internet Key Exchange Protocol (IKE)", RFC 3664,
+              January 2004.
+
+   [RFC3664bis]
+              Hoffman, P., "The AES-XCBC-PRF-128 Algorithm for the
+              Internet Key Exchange Protocol (IKE)",
+              draft-hoffman-rfc3664bis (work in progress), October 2005.
+
+   [RFC3948]  Huttunen, A., Swander, B., Volpe, V., DiBurro, L., and M.
+              Stenberg, "UDP Encapsulation of IPsec ESP Packets",
+              RFC 3948, January 2005.
+
+   [RFC822]   Crocker, D., "Standard for the format of ARPA Internet
+              text messages", RFC 822, August 1982.
+
+   [ReAuth]   Nir, Y., "Repeated Authentication in Internet Key Exchange
+              (IKEv2) Protocol", RFC 4478, April 2006.
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006               [Page 52]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+   [SCVP]     Freeman, T., Housley, R., Malpani, A., Cooper, D., and T.
+              Polk, "Simple Certificate Validation Protocol (SCVP)",
+              draft-ietf-pkix-scvp-21 (work in progress), October 2005.
+
+
+Appendix A.  Exchanges and payloads
+
+   This appendix contains a short summary of the IKEv2 exchanges, and
+   what payloads can appear in which message.  This appendix is purely
+   informative; if it disagrees with the body of this document or the
+   IKEv2 specification, the other text is considered correct.
+
+   Vendor-ID (V) payloads may be included in any place in any message.
+   This sequence shows what are, in our opinion, the most logical places
+   for them.
+
+   The specification does not say which messages can contain
+   N(SET_WINDOW_SIZE).  It can possibly be included in any message, but
+   it is not yet shown below.
+
+A.1.  IKE_SA_INIT exchange
+
+   request             --> [N(COOKIE)],
+                           SA, KE, Ni,
+                           [N(NAT_DETECTION_SOURCE_IP)+,
+                            N(NAT_DETECTION_DESTINATION_IP)],
+                           [V+]
+
+   normal response     <-- SA, KE, Nr,
+   (no cookie)             [N(NAT_DETECTION_SOURCE_IP),
+                            N(NAT_DETECTION_DESTINATION_IP)],
+                           [[N(HTTP_CERT_LOOKUP_SUPPORTED)], CERTREQ+],
+                           [V+]
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006               [Page 53]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+A.2.  IKE_AUTH exchange without EAP
+
+   request             --> IDi, [CERT+],
+                           [N(INITIAL_CONTACT)],
+                           [[N(HTTP_CERT_LOOKUP_SUPPORTED)], CERTREQ+],
+                           [IDr],
+                           AUTH,
+                           [CP(CFG_REQUEST)],
+                           [N(IPCOMP_SUPPORTED)+],
+                           [N(USE_TRANSPORT_MODE)],
+                           [N(ESP_TFC_PADDING_NOT_SUPPORTED)],
+                           [N(NON_FIRST_FRAGMENTS_ALSO)],
+                           SA, TSi, TSr,
+                           [V+]
+
+   response            <-- IDr, [CERT+],
+                           AUTH,
+                           [CP(CFG_REPLY)],
+                           [N(IPCOMP_SUPPORTED)],
+                           [N(USE_TRANSPORT_MODE)],
+                           [N(ESP_TFC_PADDING_NOT_SUPPORTED)],
+                           [N(NON_FIRST_FRAGMENTS_ALSO)],
+                           SA, TSi, TSr,
+                           [N(ADDITIONAL_TS_POSSIBLE)],
+                           [V+]
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006               [Page 54]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+A.3.  IKE_AUTH exchange with EAP
+
+   first request       --> IDi,
+                           [N(INITIAL_CONTACT)],
+                           [[N(HTTP_CERT_LOOKUP_SUPPORTED)], CERTREQ+],
+                           [IDr],
+                           [CP(CFG_REQUEST)],
+                           [N(IPCOMP_SUPPORTED)+],
+                           [N(USE_TRANSPORT_MODE)],
+                           [N(ESP_TFC_PADDING_NOT_SUPPORTED)],
+                           [N(NON_FIRST_FRAGMENTS_ALSO)],
+                           SA, TSi, TSr,
+                           [V+]
+
+   first response      <-- IDr, [CERT+], AUTH,
+                           EAP,
+                           [V+]
+
+                     / --> EAP
+   repeat 1..N times |
+                     \ <-- EAP
+
+   last request        --> AUTH
+
+   last response       <-- AUTH,
+                           [CP(CFG_REPLY)],
+                           [N(IPCOMP_SUPPORTED)],
+                           [N(USE_TRANSPORT_MODE)],
+                           [N(ESP_TFC_PADDING_NOT_SUPPORTED)],
+                           [N(NON_FIRST_FRAGMENTS_ALSO)],
+                           SA, TSi, TSr,
+                           [N(ADDITIONAL_TS_POSSIBLE)],
+                           [V+]
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006               [Page 55]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+A.4.  CREATE_CHILD_SA exchange for creating/rekeying CHILD_SAs
+
+   request             --> [N(REKEY_SA)],
+                           [N(IPCOMP_SUPPORTED)+],
+                           [N(USE_TRANSPORT_MODE)],
+                           [N(ESP_TFC_PADDING_NOT_SUPPORTED)],
+                           [N(NON_FIRST_FRAGMENTS_ALSO)],
+                           SA, Ni, [KEi], TSi, TSr
+
+   response            <-- [N(IPCOMP_SUPPORTED)],
+                           [N(USE_TRANSPORT_MODE)],
+                           [N(ESP_TFC_PADDING_NOT_SUPPORTED)],
+                           [N(NON_FIRST_FRAGMENTS_ALSO)],
+                           SA, Nr, [KEr], TSi, TSr,
+                           [N(ADDITIONAL_TS_POSSIBLE)]
+
+A.5.  CREATE_CHILD_SA exchange for rekeying the IKE_SA
+
+   request             --> SA, Ni, [KEi]
+
+   response            <-- SA, Nr, [KEr]
+
+A.6.  INFORMATIONAL exchange
+
+   request             --> [N+],
+                           [D+],
+                           [CP(CFG_REQUEST)]
+
+   response            <-- [N+],
+                           [D+],
+                           [CP(CFG_REPLY)]
+
+
+Authors' Addresses
+
+   Pasi Eronen
+   Nokia Research Center
+   P.O. Box 407
+   FIN-00045 Nokia Group
+   Finland
+
+   Email: pasi.eronen@nokia.com
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006               [Page 56]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+   Paul Hoffman
+   VPN Consortium
+   127 Segre Place
+   Santa Cruz, CA 95060
+   USA
+
+   Email: paul.hoffman@vpnc.org
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006               [Page 57]
+\f
+Internet-Draft            IKEv2 Clarifications                  May 2006
+
+
+Full Copyright Statement
+
+   Copyright (C) The Internet Society (2006).
+
+   This document is subject to the rights, licenses and restrictions
+   contained in BCP 78, and except as set forth therein, the authors
+   retain all their rights.
+
+   This document and the information contained herein are provided on an
+   "AS IS" basis and THE CONTRIBUTOR, THE ORGANIZATION HE/SHE REPRESENTS
+   OR IS SPONSORED BY (IF ANY), THE INTERNET SOCIETY AND THE INTERNET
+   ENGINEERING TASK FORCE DISCLAIM ALL WARRANTIES, EXPRESS OR IMPLIED,
+   INCLUDING BUT NOT LIMITED TO ANY WARRANTY THAT THE USE OF THE
+   INFORMATION HEREIN WILL NOT INFRINGE ANY RIGHTS OR ANY IMPLIED
+   WARRANTIES OF MERCHANTABILITY OR FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
+
+
+Intellectual Property
+
+   The IETF takes no position regarding the validity or scope of any
+   Intellectual Property Rights or other rights that might be claimed to
+   pertain to the implementation or use of the technology described in
+   this document or the extent to which any license under such rights
+   might or might not be available; nor does it represent that it has
+   made any independent effort to identify any such rights.  Information
+   on the procedures with respect to rights in RFC documents can be
+   found in BCP 78 and BCP 79.
+
+   Copies of IPR disclosures made to the IETF Secretariat and any
+   assurances of licenses to be made available, or the result of an
+   attempt made to obtain a general license or permission for the use of
+   such proprietary rights by implementers or users of this
+   specification can be obtained from the IETF on-line IPR repository at
+   http://www.ietf.org/ipr.
+
+   The IETF invites any interested party to bring to its attention any
+   copyrights, patents or patent applications, or other proprietary
+   rights that may cover technology that may be required to implement
+   this standard.  Please address the information to the IETF at
+   ietf-ipr@ietf.org.
+
+
+Acknowledgment
+
+   Funding for the RFC Editor function is provided by the IETF
+   Administrative Support Activity (IASA).
+
+
+
+
+
+Eronen & Hoffman        Expires November 5, 2006               [Page 58]
+\f
+
diff --git a/doc/standards/draft-eronen-ipsec-ikev2-eap-auth-05.txt b/doc/standards/draft-eronen-ipsec-ikev2-eap-auth-05.txt
new file mode 100644 (file)
index 0000000..f5fd3cc
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,729 @@
+
+
+
+Network Working Group                                          P. Eronen
+Internet-Draft                                                     Nokia
+Expires: December 28, 2006                                 H. Tschofenig
+                                                                 Siemens
+                                                           June 26, 2006
+
+
+               Extension for EAP Authentication in IKEv2
+                draft-eronen-ipsec-ikev2-eap-auth-05.txt
+
+Status of this Memo
+
+   By submitting this Internet-Draft, each author represents that any
+   applicable patent or other IPR claims of which he or she is aware
+   have been or will be disclosed, and any of which he or she becomes
+   aware will be disclosed, in accordance with Section 6 of BCP 79.
+
+   Internet-Drafts are working documents of the Internet Engineering
+   Task Force (IETF), its areas, and its working groups.  Note that
+   other groups may also distribute working documents as Internet-
+   Drafts.
+
+   Internet-Drafts are draft documents valid for a maximum of six months
+   and may be updated, replaced, or obsoleted by other documents at any
+   time.  It is inappropriate to use Internet-Drafts as reference
+   material or to cite them other than as "work in progress."
+
+   The list of current Internet-Drafts can be accessed at
+   http://www.ietf.org/ietf/1id-abstracts.txt.
+
+   The list of Internet-Draft Shadow Directories can be accessed at
+   http://www.ietf.org/shadow.html.
+
+   This Internet-Draft will expire on December 28, 2006.
+
+Copyright Notice
+
+   Copyright (C) The Internet Society (2006).
+
+Abstract
+
+   IKEv2 specifies that EAP authentication must be used together with
+   public key signature based responder authentication.  This is
+   necessary with old EAP methods that provide only unilateral
+   authentication using, e.g., one-time passwords or token cards.
+
+   This document specifies how EAP methods that provide mutual
+   authentication and key agreement can be used to provide extensible
+
+
+
+Eronen & Tschofenig     Expires December 28, 2006               [Page 1]
+\f
+Internet-Draft         Extension for EAP in IKEv2              June 2006
+
+
+   responder authentication for IKEv2 based on other methods than public
+   key signatures.
+
+
+1.  Introduction
+
+   The Extensible Authentication Protocol (EAP), defined in [4], is an
+   authentication framework which supports multiple authentication
+   mechanisms.  Today, EAP has been implemented at end hosts and routers
+   that connect via switched circuits or dial-up lines using PPP [13],
+   IEEE 802 wired switches [9], and IEEE 802.11 wireless access points
+   [11].
+
+   One of the advantages of the EAP architecture is its flexibility.
+   EAP is used to select a specific authentication mechanism, typically
+   after the authenticator requests more information in order to
+   determine the specific authentication method to be used.  Rather than
+   requiring the authenticator (e.g., wireless LAN access point) to be
+   updated to support each new authentication method, EAP permits the
+   use of a backend authentication server which may implement some or
+   all authentication methods.
+
+   IKEv2 [3] is a component of IPsec used for performing mutual
+   authentication and establishing and maintaining security associations
+   for IPsec ESP and AH.  In addition to supporting authentication using
+   public key signatures and shared secrets, IKEv2 also supports EAP
+   authentication.
+
+   IKEv2 provides EAP authentication since it was recognized that public
+   key signatures and shared secrets are not flexible enough to meet the
+   requirements of many deployment scenarios.  By using EAP, IKEv2 can
+   leverage existing authentication infrastructure and credential
+   databases, since EAP allows users to choose a method suitable for
+   existing credentials, and also makes separation of the IKEv2
+   responder (VPN gateway) from the EAP authentication endpoint (backend
+   AAA server) easier.
+
+   Some older EAP methods are designed for unilateral authentication
+   only (that is, EAP peer to EAP server).  These methods are used in
+   conjunction with IKEv2 public key based authentication of the
+   responder to the initiator.  It is expected that this approach is
+   especially useful for "road warrior" VPN gateways that use, for
+   instance, one-time passwords or token cards to authenticate the
+   clients.
+
+   However, most newer EAP methods, such as those typically used with
+   IEEE 802.11i wireless LANs, provide mutual authentication and key
+   agreement.  Currently, IKEv2 specifies that also these EAP methods
+
+
+
+Eronen & Tschofenig     Expires December 28, 2006               [Page 2]
+\f
+Internet-Draft         Extension for EAP in IKEv2              June 2006
+
+
+   must be used together with public key signature based responder
+   authentication.
+
+   In some environments, requiring the deployment of PKI for just this
+   purpose can be counterproductive.  Deploying new infrastructure can
+   be expensive, and it may weaken security by creating new
+   vulnerabilities.  Mutually authenticating EAP methods alone can
+   provide a sufficient level of security in many circumstances, and
+   indeed, IEEE 802.11i uses EAP without any PKI for authenticating the
+   WLAN access points.
+
+   This document specifies how EAP methods that offer mutual
+   authentication and key agreement can be used to provide responder
+   authentication in IKEv2 completely based on EAP.
+
+1.1.  Terminology
+
+   The key words "MUST", "MUST NOT", "REQUIRED", "SHALL", "SHALL NOT",
+   "SHOULD", "SHOULD NOT", "RECOMMENDED", "MAY", and "OPTIONAL" in this
+   document are to be interpreted as described in [2].
+
+
+2.  Scenarios
+
+   In this section we describe two scenarios for extensible
+   authentication within IKEv2.  These scenarios are intended to be
+   illustrative examples rather than specifying how things should be
+   done.
+
+   Figure 1 shows a configuration where the EAP and the IKEv2 endpoints
+   are co-located.  Authenticating the IKEv2 responder using both EAP
+   and public key signatures is redundant.  Offering EAP based
+   authentication has the advantage that multiple different
+   authentication and key exchange protocols are available with EAP with
+   different security properties (such as strong password based
+   protocols, protocols offering user identity confidentiality and many
+   more).  As an example it is possible to use GSS-API support within
+   EAP [6] to support Kerberos based authentication which effectively
+   replaces the need for KINK [14].
+
+          +------+-----+                            +------------+
+     O    |   IKEv2    |                            |   IKEv2    |
+    /|\   | Initiator  |<---////////////////////--->| Responder  |
+    / \   +------------+          IKEv2             +------------+
+    User  |  EAP Peer  |          Exchange          | EAP Server |
+          +------------+                            +------------+
+
+   Figure 1: EAP and IKEv2 endpoints are co-located
+
+
+
+Eronen & Tschofenig     Expires December 28, 2006               [Page 3]
+\f
+Internet-Draft         Extension for EAP in IKEv2              June 2006
+
+
+   Figure 2 shows a typical corporate network access scenario.  The
+   initiator (client) interacts with the responder (VPN gateway) in the
+   corporate network.  The EAP exchange within IKE runs between the
+   client and the home AAA server.  As a result of a successful EAP
+   authentication protocol run, session keys are established and sent
+   from the AAA server to the VPN gateway, and then used to authenticate
+   the IKEv2 SA with AUTH payloads.
+
+   The protocol used between the VPN gateway and AAA server could be,
+   for instance, Diameter [4] or RADIUS [5].  See Section 5 for related
+   security considerations.
+
+                                +-------------------------------+
+                                |       Corporate network       |
+                                |                               |
+                           +-----------+            +--------+  |
+                           |   IKEv2   |     AAA    |  Home  |  |
+     IKEv2      +////----->+ Responder +<---------->+  AAA   |  |
+     Exchange   /          | (VPN GW)  |  (RADIUS/  | Server |  |
+                /          +-----------+  Diameter) +--------+  |
+                /               |        carrying EAP           |
+                |               |                               |
+                |               +-------------------------------+
+                v
+         +------+-----+
+     o   |   IKEv2    |
+    /|\  | Initiator  |
+    / \  | VPN client |
+   User  +------------+
+
+   Figure 2: Corporate Network Access
+
+
+3.  Solution
+
+   IKEv2 specifies that when the EAP method establishes a shared secret
+   key, that key is used by both the initiator and responder to generate
+   an AUTH payload (thus authenticating the IKEv2 SA set up by messages
+   1 and 2).
+
+   When used together with public key responder authentication, the
+   responder is in effect authenticated using two different methods: the
+   public key signature AUTH payload in message 4, and the EAP-based
+   AUTH payload later.
+
+   If the initiator does not wish to use public key based responder
+   authentication, it includes an EAP_ONLY_AUTHENTICATION notification
+   payload (type TBD-BY-IANA) in message 3.  The SPI size field is set
+
+
+
+Eronen & Tschofenig     Expires December 28, 2006               [Page 4]
+\f
+Internet-Draft         Extension for EAP in IKEv2              June 2006
+
+
+   to zero, and there is no additional data associated with this
+   notification.
+
+   If the responder supports this notification, it omits the public key
+   based AUTH payload and CERT payloads from message 4.
+
+   If the responder does not support the EAP_ONLY_AUTHENTICATION
+   notification, it ignores the notification payload, and includes the
+   AUTH payload in message 4.  In this case the initiator can, based on
+   its local policy, choose to either ignore the AUTH payload, or verify
+   it and any associated certificates as usual.
+
+   Both the initiator and responder MUST verify that the EAP method
+   actually used provided mutual authentication and established a shared
+   secret key.  The AUTH payloads sent after EAP Success MUST use the
+   EAP-generated key, and MUST NOT use SK_pi or SK_pr.
+
+   An IKEv2 message exchange with this modification is shown below:
+
+
+      Initiator                   Responder
+     -----------                 -----------
+      HDR, SAi1, KEi, Ni,
+           [N(NAT_DETECTION_SOURCE_IP),
+            N(NAT_DETECTION_DESTINATION_IP)]  -->
+
+                            <--   HDR, SAr1, KEr, Nr, [CERTREQ],
+                                       [N(NAT_DETECTION_SOURCE_IP),
+                                        N(NAT_DETECTION_DESTINATION_IP)]
+
+      HDR, SK { IDi, [IDr], SAi2, TSi, TSr,
+                N(EAP_ONLY_AUTHENTICATION),
+                [CP(CFG_REQUEST)] }  -->
+
+                            <--   HDR, SK { IDr, EAP(Request) }
+
+      HDR, SK { EAP(Response) }  -->
+
+                            <--   HDR, SK { EAP(Request) }
+
+      HDR, SK { EAP(Response) }  -->
+
+                            <--   HDR, SK { EAP(Success) }
+
+      HDR, SK { AUTH }  -->
+
+                            <--   HDR, SK { AUTH, SAr2, TSi, TSr,
+                                            [CP(CFG_REPLY] }
+
+
+
+Eronen & Tschofenig     Expires December 28, 2006               [Page 5]
+\f
+Internet-Draft         Extension for EAP in IKEv2              June 2006
+
+
+   The NAT detection and Configuration payloads are shown for
+   informative purposes only; they do not change how EAP authentication
+   works.
+
+
+4.  IANA considerations
+
+   This document defines a new IKEv2 Notification Payload type,
+   EAP_ONLY_AUTHENTICATION, described in Section 3.  This payload must
+   be assigned a new type number from the "status types" range.
+
+   This document does not define any new namespaces to be managed by
+   IANA.
+
+
+5.  Security Considerations
+
+   Security considerations applicable to all EAP methods are discussed
+   in [1].  The EAP Key Management Framework [7] deals with issues that
+   arise when EAP is used as a part of a larger system.
+
+5.1.  Authentication of IKEv2 SA
+
+   It is important to note that the IKEv2 SA is not authenticated by
+   just running an EAP conversation: the crucial step is the AUTH
+   payload based on the EAP-generated key.  Thus, EAP methods that do
+   not provide mutual authentication or establish a shared secret key
+   MUST NOT be used with the modifications presented in this document.
+
+5.2.  Authentication with separated IKEv2 responder/EAP server
+
+   As described in Section 2, the EAP conversation can terminate either
+   at the IKEv2 responder or at a backend AAA server.
+
+   If the EAP method terminates at the IKEv2 responder then no key
+   transport via the AAA infrastructure is required.  Pre-shared secret
+   and public key based authentication offered by IKEv2 is then replaced
+   by a wider range of authentication and key exchange methods.
+
+   However, typically EAP will be used with a backend AAA server.  See
+   [7] for a more complete discussion of the related security issues;
+   here we provide only a short summary.
+
+   When a backend server is used, there are actually two authentication
+   exchanges: the EAP method between the client and the AAA server, and
+   another authentication between the AAA server and IKEv2 gateway.  The
+   AAA server authenticates the client using the selected EAP method,
+   and they establish a session key.  The AAA server then sends this key
+
+
+
+Eronen & Tschofenig     Expires December 28, 2006               [Page 6]
+\f
+Internet-Draft         Extension for EAP in IKEv2              June 2006
+
+
+   to the IKEv2 gateway over a connection authenticated using, e.g.,
+   IPsec or TLS.
+
+   Some EAP methods do not have any concept of pass-through
+   authenticator (e.g., NAS or IKEv2 gateway) identity, and these two
+   authentications remain quite independent of each other.  That is,
+   after the client has verified the AUTH payload sent by the IKEv2
+   gateway, it knows that it is talking to SOME gateway trusted by the
+   home AAA server, but not which one.  The situation is somewhat
+   similar if a single cryptographic hardware accelerator, containing a
+   single private key, would be shared between multiple IKEv2 gateways
+   (perhaps in some kind of cluster configuration).  In particular, if
+   one of the gateways is compromised, it can impersonate any of the
+   other gateways towards the user (until the compromise is discovered
+   and access rights revoked).
+
+   In some environments it is not desirable to trust the IKEv2 gateways
+   this much (also known as the "Lying NAS Problem").  EAP methods that
+   provide what is called "connection binding" or "channel binding"
+   transport some identity or identities of the gateway (or WLAN access
+   point/NAS) inside the EAP method.  Then the AAA server can check that
+   it is indeed sending the key to the gateway expected by the client.
+   A potential solution is described in [16].
+
+   In some deployment configurations, AAA proxies may be present between
+   the IKEv2 gateway and the backend AAA server.  These AAA proxies MUST
+   be trusted for secure operation, and therefore SHOULD be avoided when
+   possible; see [4] and [7] for more discussion.
+
+5.3.  Protection of EAP payloads
+
+   Although the EAP payloads are encrypted and integrity protected with
+   SK_e/SK_a, this does not provide any protection against active
+   attackers.  Until the AUTH payload has been received and verified, a
+   man-in-the-middle can change the KEi/KEr payloads and eavesdrop or
+   modify the EAP payloads.
+
+   In IEEE 802.11i WLANs, the EAP payloads are neither encrypted nor
+   integrity protected (by the link layer), so EAP methods are typically
+   designed to take that into account.
+
+   In particular, EAP methods that are vulnerable to dictionary attacks
+   when used in WLANs are still vulnerable (to active attackers) when
+   run inside IKEv2.
+
+5.4.  User identity confidentiality
+
+   IKEv2 provides confidentiality for the initiator identity against
+
+
+
+Eronen & Tschofenig     Expires December 28, 2006               [Page 7]
+\f
+Internet-Draft         Extension for EAP in IKEv2              June 2006
+
+
+   passive eavesdroppers, but not against active attackers.  The
+   initiator announces its identity first (in message #3), before the
+   responder has been authenticated.  The usage of EAP in IKEv2 does not
+   change this situation, since the ID payload in message #3 is used
+   instead of the EAP Identity Request/Response exchange.  This is
+   somewhat unfortunate since when EAP is used with public key
+   authentication of the responder, it would be possible to provide
+   active user identity confidentiality for the initiator.
+
+   IKEv2 protects the responder identity even against active attacks.
+   This property cannot be provided when using EAP.  If public key
+   responder authentication is used in addition to EAP, the responder
+   reveals its identity before authenticating the initiator.  If only
+   EAP is used (as proposed in this document), the situation depends on
+   the EAP method used (in some EAP methods, the server reveals its
+   identity first).
+
+   Hence, if active user identity confidentiality for the initiator is
+   required then EAP methods that offer this functionality have to be
+   used (see [1], Section 7.3).
+
+
+6.  Acknowledgments
+
+   This document borrows some text from [1], [3], and [4].  We would
+   also like to thank Hugo Krawczyk for interesting discussions about
+   this topic.
+
+
+7.  References
+
+7.1.  Normative References
+
+   [1]  Aboba, B., Blunk, L., Vollbrecht, J., Carlson, J., and H.
+        Levkowetz, "Extensible Authentication Protocol (EAP)", RFC 3748,
+        June 2004.
+
+   [2]  Bradner, S., "Key words for use in RFCs to Indicate Requirement
+        Levels", RFC 2119, March 1997.
+
+   [3]  Kaufman, C., "Internet Key Exchange (IKEv2) Protocol", RFC 4306,
+        December 2005.
+
+   [4]  Eronen, P., Hiller, T., and G. Zorn, "Diameter Extensible
+        Authentication Protocol (EAP) Application", RFC 4072,
+        August 2005.
+
+
+
+
+
+Eronen & Tschofenig     Expires December 28, 2006               [Page 8]
+\f
+Internet-Draft         Extension for EAP in IKEv2              June 2006
+
+
+7.2.  Informative References
+
+   [5]   Aboba, B. and P. Calhoun, "RADIUS (Remote Authentication Dial
+         In User Service) Support For Extensible Authentication Protocol
+         (EAP)", RFC 3579, September 2003.
+
+   [6]   Aboba, B. and D. Simon, "EAP GSS Authentication Protocol",
+         draft-aboba-pppext-eapgss-12 (work in progress), April 2002.
+
+   [7]   Aboba, B., "Extensible Authentication Protocol (EAP) Key
+         Management Framework", draft-ietf-eap-keying-13 (work in
+         progress), May 2006.
+
+   [8]   Forsberg, D., "Protocol for Carrying Authentication for Network
+         Access (PANA)", draft-ietf-pana-pana-11 (work in progress),
+         March 2006.
+
+   [9]   Institute of Electrical and Electronics Engineers, "Local and
+         Metropolitan Area Networks: Port-Based Network Access Control",
+         IEEE Standard 802.1X-2001, 2001.
+
+   [10]  Institute of Electrical and Electronics Engineers, "Information
+         technology - Telecommunications and information exchange
+         between systems - Local and metropolitan area networks -
+         Specific Requirements Part 11: Wireless LAN Medium Access
+         Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications", IEEE
+         Standard 802.11-1999, 1999.
+
+   [11]  Institute of Electrical and Electronics Engineers, "IEEE
+         Standard for Information technology - Telecommunications and
+         information exchange between systems - Local and metropolitan
+         area networks - Specific requirements - Part 11: Wireless
+         Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY)
+         specifications: Amendment 6: Medium Access Control (MAC)
+         Security Enhancements", IEEE Standard 802.11i-2004, July 2004.
+
+   [12]  Rigney, C., Willens, S., Rubens, A., and W. Simpson, "Remote
+         Authentication Dial In User Service (RADIUS)", RFC 2865,
+         June 2000.
+
+   [13]  Simpson, W., "The Point-to-Point Protocol (PPP)", STD 51,
+         RFC 1661, July 1994.
+
+   [14]  Sakane, S., Kamada, K., Thomas, M., and J. Vilhuber,
+         "Kerberized Internet Negotiation of Keys (KINK)", RFC 4430,
+         March 2006.
+
+   [15]  Tschofenig, H., "EAP IKEv2 Method",
+
+
+
+Eronen & Tschofenig     Expires December 28, 2006               [Page 9]
+\f
+Internet-Draft         Extension for EAP in IKEv2              June 2006
+
+
+         draft-tschofenig-eap-ikev2-11 (work in progress), June 2006.
+
+   [16]  Arkko, J. and P. Eronen, "Authenticated Service Information for
+         the Extensible Authentication Protocol  (EAP)",
+         draft-arkko-eap-service-identity-auth-04 (work in progress),
+         October 2005.
+
+
+Appendix A.  Alternative Approaches
+
+   In this section we list alternatives which have been considered
+   during the work on this document.  Finally, the solution presented in
+   Section 3 seems to fit better into IKEv2.
+
+A.1.  Ignore AUTH payload at the initiator
+
+   With this approach, the initiator simply ignores the AUTH payload in
+   message #4 (but obviously must check the second AUTH payload later!).
+   The main advantage of this approach is that no protocol modifications
+   are required and no signature verification is required.
+
+   The initiator could signal the responder (using a NOTIFY payload)
+   that it did not verify the first AUTH payload.
+
+A.2.  Unauthenticated PKs in AUTH payload (message 4)
+
+   The first solution approach suggests the use of unauthenticated
+   public keys in the public key signature AUTH payload (for message 4).
+
+   That is, the initiator verifies the signature in the AUTH payload,
+   but does not verify that the public key indeed belongs to the
+   intended party (using certificates)--since it doesn't have a PKI that
+   would allow this.  This could be used with X.509 certificates (the
+   initiator ignores all other fields of the certificate except the
+   public key), or "Raw RSA Key" CERT payloads.
+
+   This approach has the advantage that initiators that wish to perform
+   certificate-based responder authentication (in addition to EAP) may
+   do so, without requiring the responder to handle these cases
+   separately.
+
+   If using RSA, the overhead of signature verification is quite small
+   (compared to g^xy calculation).
+
+A.3.  Use EAP derived session keys for IKEv2
+
+   It has been proposed that when using an EAP methods that provides
+   mutual authentication and key agreement, the IKEv2 Diffie-Hellman
+
+
+
+Eronen & Tschofenig     Expires December 28, 2006              [Page 10]
+\f
+Internet-Draft         Extension for EAP in IKEv2              June 2006
+
+
+   exchange could also be omitted.  This would mean that the sessions
+   keys for IPsec SAs established later would rely only on EAP-provided
+   keys.
+
+   It seems the only benefit of this approach is saving some computation
+   time (g^xy calculation).  This approach requires designing a
+   completely new protocol (which would not resemble IKEv2 anymore) we
+   do not believe that it should be considered.  Nevertheless, we
+   include it for completeness.
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+Eronen & Tschofenig     Expires December 28, 2006              [Page 11]
+\f
+Internet-Draft         Extension for EAP in IKEv2              June 2006
+
+
+Authors' Addresses
+
+   Pasi Eronen
+   Nokia Research Center
+   P.O. Box 407
+   FIN-00045 Nokia Group
+   Finland
+
+   Email: pasi.eronen@nokia.com
+
+
+   Hannes Tschofenig
+   Siemens
+   Otto-Hahn-Ring 6
+   Munich, Bayern  81739
+   Germany
+
+   Email: Hannes.Tschofenig@siemens.com
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+Eronen & Tschofenig     Expires December 28, 2006              [Page 12]
+\f
+Internet-Draft         Extension for EAP in IKEv2              June 2006
+
+
+Intellectual Property Statement
+
+   The IETF takes no position regarding the validity or scope of any
+   Intellectual Property Rights or other rights that might be claimed to
+   pertain to the implementation or use of the technology described in
+   this document or the extent to which any license under such rights
+   might or might not be available; nor does it represent that it has
+   made any independent effort to identify any such rights.  Information
+   on the procedures with respect to rights in RFC documents can be
+   found in BCP 78 and BCP 79.
+
+   Copies of IPR disclosures made to the IETF Secretariat and any
+   assurances of licenses to be made available, or the result of an
+   attempt made to obtain a general license or permission for the use of
+   such proprietary rights by implementers or users of this
+   specification can be obtained from the IETF on-line IPR repository at
+   http://www.ietf.org/ipr.
+
+   The IETF invites any interested party to bring to its attention any
+   copyrights, patents or patent applications, or other proprietary
+   rights that may cover technology that may be required to implement
+   this standard.  Please address the information to the IETF at
+   ietf-ipr@ietf.org.
+
+
+Disclaimer of Validity
+
+   This document and the information contained herein are provided on an
+   "AS IS" basis and THE CONTRIBUTOR, THE ORGANIZATION HE/SHE REPRESENTS
+   OR IS SPONSORED BY (IF ANY), THE INTERNET SOCIETY AND THE INTERNET
+   ENGINEERING TASK FORCE DISCLAIM ALL WARRANTIES, EXPRESS OR IMPLIED,
+   INCLUDING BUT NOT LIMITED TO ANY WARRANTY THAT THE USE OF THE
+   INFORMATION HEREIN WILL NOT INFRINGE ANY RIGHTS OR ANY IMPLIED
+   WARRANTIES OF MERCHANTABILITY OR FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
+
+
+Copyright Statement
+
+   Copyright (C) The Internet Society (2006).  This document is subject
+   to the rights, licenses and restrictions contained in BCP 78, and
+   except as set forth therein, the authors retain all their rights.
+
+
+Acknowledgment
+
+   Funding for the RFC Editor function is currently provided by the
+   Internet Society.
+
+
+
+
+Eronen & Tschofenig     Expires December 28, 2006              [Page 13]
+\f
+
diff --git a/doc/standards/draft-hoffman-ikev2-1-00.txt b/doc/standards/draft-hoffman-ikev2-1-00.txt
new file mode 100644 (file)
index 0000000..cd6b0ec
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,6720 @@
+
+
+
+Network Working Group                                         P. Hoffman
+Internet-Draft                                            VPN Consortium
+Expires: July 5, 2006                                       January 2006
+
+
+                Internet Key Exchange Protocol: IKEv2.1
+                      draft-hoffman-ikev2-1-00.txt
+
+Status of this Memo
+
+   By submitting this Internet-Draft, each author represents that any
+   applicable patent or other IPR claims of which he or she is aware
+   have been or will be disclosed, and any of which he or she becomes
+   aware will be disclosed, in accordance with Section 6 of BCP 79.
+
+   Internet-Drafts are working documents of the Internet Engineering
+   Task Force (IETF), its areas, and its working groups.  Note that
+   other groups may also distribute working documents as Internet-
+   Drafts.
+
+   Internet-Drafts are draft documents valid for a maximum of six months
+   and may be updated, replaced, or obsoleted by other documents at any
+   time.  It is inappropriate to use Internet-Drafts as reference
+   material or to cite them other than as "work in progress."
+
+   The list of current Internet-Drafts can be accessed at
+   http://www.ietf.org/ietf/1id-abstracts.txt.
+
+   The list of Internet-Draft Shadow Directories can be accessed at
+   http://www.ietf.org/shadow.html.
+
+   This Internet-Draft will expire on July 5, 2006.
+
+Copyright Notice
+
+   Copyright (C) The Internet Society (2006).
+
+Abstract
+
+   This document describes version 2.1 of the Internet Key Exchange
+   (IKE) protocol.  IKEv2.1 is heavily based on IKEv2 from RFC 4306
+   (edited by Charlie Kaufman), and includes all of the clarifications
+   from the "IKEv2 Clarifications" document (edited by Pasi Eronen and
+   Paul Hoffman).  IKEv2.1 makes additional changes to those two
+   documents in places where IKEv2 was unclear and the clarifications
+   document did not commit to a particular protocol interpretation.
+
+
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                  [Page 1]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+Table of Contents
+
+   1.  Introduction  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   5
+     1.1.  Usage Scenarios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   6
+       1.1.1.  Security Gateway to Security Gateway Tunnel . . . . .   7
+       1.1.2.  Endpoint-to-Endpoint Transport  . . . . . . . . . . .   7
+       1.1.3.  Endpoint to Security Gateway Tunnel . . . . . . . . .   8
+       1.1.4.  Other Scenarios . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   9
+     1.2.  The Initial Exchanges . . . . . . . . . . . . . . . . . .   9
+     1.3.  The CREATE_CHILD_SA Exchange  . . . . . . . . . . . . . .  12
+       1.3.1.  Creating New CHILD_SAs with the  CREATE_CHILD_SA
+               Exchange  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  13
+       1.3.2.  Rekeying IKE_SAs with the CREATE_CHILD_SA Exchange  .  13
+       1.3.3.  Rekeying CHILD_SAs with the CREATE_CHILD_SA
+               Exchange  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  14
+     1.4.  The INFORMATIONAL Exchange  . . . . . . . . . . . . . . .  15
+     1.5.  Informational Messages outside of an IKE_SA . . . . . . .  16
+     1.6.  Requirements Terminology  . . . . . . . . . . . . . . . .  17
+     1.7.  Introduction to IKEv2.1 . . . . . . . . . . . . . . . . .  17
+   2.  IKE Protocol Details and Variations . . . . . . . . . . . . .  18
+     2.1.  Use of Retransmission Timers  . . . . . . . . . . . . . .  19
+     2.2.  Use of Sequence Numbers for Message ID  . . . . . . . . .  19
+     2.3.  Window Size for Overlapping Requests  . . . . . . . . . .  20
+     2.4.  State Synchronization and Connection Timeouts . . . . . .  21
+     2.5.  Version Numbers and Forward Compatibility . . . . . . . .  23
+     2.6.  Cookies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  25
+       2.6.1.  Interaction of COOKIE and INVALID_KE_PAYLOAD  . . . .  27
+     2.7.  Cryptographic Algorithm Negotiation . . . . . . . . . . .  28
+     2.8.  Rekeying  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  29
+       2.8.1.  Simultaneous CHILD_SA rekeying  . . . . . . . . . . .  31
+       2.8.2.  Rekeying the IKE_SA Versus Reauthentication . . . . .  33
+     2.9.  Traffic Selector Negotiation  . . . . . . . . . . . . . .  34
+       2.9.1.  Traffic Selectors Violating Own Policy  . . . . . . .  37
+     2.10. Nonces  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  38
+     2.11. Address and Port Agility  . . . . . . . . . . . . . . . .  38
+     2.12. Reuse of Diffie-Hellman Exponentials  . . . . . . . . . .  38
+     2.13. Generating Keying Material  . . . . . . . . . . . . . . .  39
+     2.14. Generating Keying Material for the IKE_SA . . . . . . . .  40
+     2.15. Authentication of the IKE_SA  . . . . . . . . . . . . . .  41
+     2.16. Extensible Authentication Protocol Methods  . . . . . . .  43
+     2.17. Generating Keying Material for CHILD_SAs  . . . . . . . .  45
+     2.18. Rekeying IKE_SAs Using a CREATE_CHILD_SA Exchange . . . .  46
+     2.19. Requesting an Internal Address on a Remote Network  . . .  47
+     2.20. Requesting the Peer's Version . . . . . . . . . . . . . .  48
+     2.21. Error Handling  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  49
+     2.22. IPComp  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  50
+     2.23. NAT Traversal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  50
+     2.24. Explicit Congestion Notification (ECN)  . . . . . . . . .  53
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                  [Page 2]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+   3.  Header and Payload Formats  . . . . . . . . . . . . . . . . .  53
+     3.1.  The IKE Header  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  53
+     3.2.  Generic Payload Header  . . . . . . . . . . . . . . . . .  56
+     3.3.  Security Association Payload  . . . . . . . . . . . . . .  58
+       3.3.1.  Proposal Substructure . . . . . . . . . . . . . . . .  60
+       3.3.2.  Transform Substructure  . . . . . . . . . . . . . . .  62
+       3.3.3.  Valid Transform Types by Protocol . . . . . . . . . .  64
+       3.3.4.  Mandatory Transform IDs . . . . . . . . . . . . . . .  65
+       3.3.5.  Transform Attributes  . . . . . . . . . . . . . . . .  66
+       3.3.6.  Attribute Negotiation . . . . . . . . . . . . . . . .  67
+     3.4.  Key Exchange Payload  . . . . . . . . . . . . . . . . . .  68
+     3.5.  Identification Payloads . . . . . . . . . . . . . . . . .  69
+     3.6.  Certificate Payload . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  71
+     3.7.  Certificate Request Payload . . . . . . . . . . . . . . .  74
+     3.8.  Authentication Payload  . . . . . . . . . . . . . . . . .  76
+     3.9.  Nonce Payload . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  77
+     3.10. Notify Payload  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  77
+       3.10.1. Notify Message Types  . . . . . . . . . . . . . . . .  78
+     3.11. Delete Payload  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  84
+     3.12. Vendor ID Payload . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  85
+     3.13. Traffic Selector Payload  . . . . . . . . . . . . . . . .  86
+       3.13.1. Traffic Selector  . . . . . . . . . . . . . . . . . .  88
+     3.14. Encrypted Payload . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  90
+     3.15. Configuration Payload . . . . . . . . . . . . . . . . . .  92
+       3.15.1. Configuration Attributes  . . . . . . . . . . . . . .  94
+       3.15.2. Meaning of INTERNAL_IP4_SUBNET/INTERNAL_IP6_SUBNET  .  97
+       3.15.3. Configuration payloads for IPv6 . . . . . . . . . . .  99
+       3.15.4. Address Assignment Failures . . . . . . . . . . . . . 100
+     3.16. Extensible Authentication Protocol (EAP) Payload  . . . . 100
+   4.  Conformance Requirements  . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
+   5.  Security Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
+   6.  IANA Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
+   7.  Acknowledgements  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
+   8.  References  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
+     8.1.  Normative References  . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
+     8.2.  Informative References  . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
+   Appendix A.  Summary of changes from IKEv1  . . . . . . . . . . . 112
+   Appendix B.  Diffie-Hellman Groups  . . . . . . . . . . . . . . . 114
+     B.1.  Group 1 - 768 Bit MODP  . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
+     B.2.  Group 2 - 1024 Bit MODP . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
+   Appendix C.  Exchanges and Payloads . . . . . . . . . . . . . . . 115
+     C.1.  IKE_SA_INIT Exchange  . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
+     C.2.  IKE_AUTH Exchange without EAP . . . . . . . . . . . . . . 116
+     C.3.  IKE_AUTH Exchange with EAP  . . . . . . . . . . . . . . . 117
+     C.4.  CREATE_CHILD_SA Exchange for Creating or Rekeying
+           CHILD_SAs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
+     C.5.  CREATE_CHILD_SA Exchange for Rekeying the IKE_SA  . . . . 118
+     C.6.  INFORMATIONAL Exchange  . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                  [Page 3]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+   Appendix D.  Changes Between Internet Draft Versions  . . . . . . 118
+     D.1.  Changes from IKEv2 to draft -00 . . . . . . . . . . . . . 118
+   Author's Address  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
+   Intellectual Property and Copyright Statements  . . . . . . . . . 119
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                  [Page 4]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+1.  Introduction
+
+   {{ An introduction to IKEv2.1 is given at the end of Section 1.  It
+   is put there (instead of here) to preserve the section numbering of
+   the original IKEv2 document. }}
+
+   IP Security (IPsec) provides confidentiality, data integrity, access
+   control, and data source authentication to IP datagrams.  These
+   services are provided by maintaining shared state between the source
+   and the sink of an IP datagram.  This state defines, among other
+   things, the specific services provided to the datagram, which
+   cryptographic algorithms will be used to provide the services, and
+   the keys used as input to the cryptographic algorithms.
+
+   Establishing this shared state in a manual fashion does not scale
+   well.  Therefore, a protocol to establish this state dynamically is
+   needed.  This memo describes such a protocol -- the Internet Key
+   Exchange (IKE).  This is version 2.1 of IKE.  Version 1 of IKE was
+   defined in RFCs 2407 [DOI], 2408 [ISAKMP], and 2409 [IKEV1].  IKEv2
+   was defined in [IKEV2].  This single document is intended to replace
+   all three of those RFCs.
+
+   Definitions of the primitive terms in this document (such as Security
+   Association or SA) can be found in [IPSECARCH]. {{ Clarif-7.2 }} It
+   should be noted that parts of IKEv2 and IKEv2.1 rely on some of the
+   processing rules in [IPSECARCH], as described in various sections of
+   this document.
+
+   IKE performs mutual authentication between two parties and
+   establishes an IKE security association (SA) that includes shared
+   secret information that can be used to efficiently establish SAs for
+   Encapsulating Security Payload (ESP) [ESP] and/or Authentication
+   Header (AH) [AH] and a set of cryptographic algorithms to be used by
+   the SAs to protect the traffic that they carry.  In this document,
+   the term "suite" or "cryptographic suite" refers to a complete set of
+   algorithms used to protect an SA.  An initiator proposes one or more
+   suites by listing supported algorithms that can be combined into
+   suites in a mix-and-match fashion.  IKE can also negotiate use of IP
+   Compression (IPComp) [IPCOMP] in connection with an ESP and/or AH SA.
+   We call the IKE SA an "IKE_SA".  The SAs for ESP and/or AH that get
+   set up through that IKE_SA we call "CHILD_SAs".
+
+   All IKE communications consist of pairs of messages: a request and a
+   response.  The pair is called an "exchange".  We call the first
+   messages establishing an IKE_SA IKE_SA_INIT and IKE_AUTH exchanges
+   and subsequent IKE exchanges CREATE_CHILD_SA or INFORMATIONAL
+   exchanges.  In the common case, there is a single IKE_SA_INIT
+   exchange and a single IKE_AUTH exchange (a total of four messages) to
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                  [Page 5]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+   establish the IKE_SA and the first CHILD_SA.  In exceptional cases,
+   there may be more than one of each of these exchanges.  In all cases,
+   all IKE_SA_INIT exchanges MUST complete before any other exchange
+   type, then all IKE_AUTH exchanges MUST complete, and following that
+   any number of CREATE_CHILD_SA and INFORMATIONAL exchanges may occur
+   in any order.  In some scenarios, only a single CHILD_SA is needed
+   between the IPsec endpoints, and therefore there would be no
+   additional exchanges.  Subsequent exchanges MAY be used to establish
+   additional CHILD_SAs between the same authenticated pair of endpoints
+   and to perform housekeeping functions.
+
+   IKE message flow always consists of a request followed by a response.
+   It is the responsibility of the requester to ensure reliability.  If
+   the response is not received within a timeout interval, the requester
+   needs to retransmit the request (or abandon the connection).
+
+   The first request/response of an IKE session (IKE_SA_INIT) negotiates
+   security parameters for the IKE_SA, sends nonces, and sends Diffie-
+   Hellman values.
+
+   The second request/response (IKE_AUTH) transmits identities, proves
+   knowledge of the secrets corresponding to the two identities, and
+   sets up an SA for the first (and often only) AH and/or ESP CHILD_SA.
+
+   The types of subsequent exchanges are CREATE_CHILD_SA (which creates
+   a CHILD_SA) and INFORMATIONAL (which deletes an SA, reports error
+   conditions, or does other housekeeping).  Every request requires a
+   response.  An INFORMATIONAL request with no payloads (other than the
+   empty Encrypted payload required by the syntax) is commonly used as a
+   check for liveness.  These subsequent exchanges cannot be used until
+   the initial exchanges have completed.
+
+   In the description that follows, we assume that no errors occur.
+   Modifications to the flow should errors occur are described in
+   Section 2.21.
+
+1.1.  Usage Scenarios
+
+   IKE is expected to be used to negotiate ESP and/or AH SAs in a number
+   of different scenarios, each with its own special requirements.
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                  [Page 6]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+1.1.1.  Security Gateway to Security Gateway Tunnel
+
+                +-+-+-+-+-+            +-+-+-+-+-+
+                !         ! IPsec      !         !
+   Protected    !Tunnel   ! tunnel     !Tunnel   !     Protected
+   Subnet   <-->!Endpoint !<---------->!Endpoint !<--> Subnet
+                !         !            !         !
+                +-+-+-+-+-+            +-+-+-+-+-+
+
+          Figure 1:  Security Gateway to Security Gateway Tunnel
+
+   In this scenario, neither endpoint of the IP connection implements
+   IPsec, but network nodes between them protect traffic for part of the
+   way.  Protection is transparent to the endpoints, and depends on
+   ordinary routing to send packets through the tunnel endpoints for
+   processing.  Each endpoint would announce the set of addresses
+   "behind" it, and packets would be sent in tunnel mode where the inner
+   IP header would contain the IP addresses of the actual endpoints.
+
+1.1.2.  Endpoint-to-Endpoint Transport
+
+   +-+-+-+-+-+                                          +-+-+-+-+-+
+   !         !                 IPsec transport          !         !
+   !Protected!                or tunnel mode SA         !Protected!
+   !Endpoint !<---------------------------------------->!Endpoint !
+   !         !                                          !         !
+   +-+-+-+-+-+                                          +-+-+-+-+-+
+
+                    Figure 2:  Endpoint to Endpoint
+
+   In this scenario, both endpoints of the IP connection implement
+   IPsec, as required of hosts in [IPSECARCH].  Transport mode will
+   commonly be used with no inner IP header.  If there is an inner IP
+   header, the inner addresses will be the same as the outer addresses.
+   A single pair of addresses will be negotiated for packets to be
+   protected by this SA.  These endpoints MAY implement application
+   layer access controls based on the IPsec authenticated identities of
+   the participants.  This scenario enables the end-to-end security that
+   has been a guiding principle for the Internet since [ARCHPRINC],
+   [TRANSPARENCY], and a method of limiting the inherent problems with
+   complexity in networks noted by [ARCHGUIDEPHIL].  Although this
+   scenario may not be fully applicable to the IPv4 Internet, it has
+   been deployed successfully in specific scenarios within intranets
+   using IKEv1.  It should be more broadly enabled during the transition
+   to IPv6 and with the adoption of IKEv2.
+
+   It is possible in this scenario that one or both of the protected
+   endpoints will be behind a network address translation (NAT) node, in
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                  [Page 7]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+   which case the tunneled packets will have to be UDP encapsulated so
+   that port numbers in the UDP headers can be used to identify
+   individual endpoints "behind" the NAT (see Section 2.23).
+
+1.1.3.  Endpoint to Security Gateway Tunnel
+
+   +-+-+-+-+-+                          +-+-+-+-+-+
+   !         !         IPsec            !         !     Protected
+   !Protected!         tunnel           !Tunnel   !     Subnet
+   !Endpoint !<------------------------>!Endpoint !<--- and/or
+   !         !                          !         !     Internet
+   +-+-+-+-+-+                          +-+-+-+-+-+
+
+              Figure 3:  Endpoint to Security Gateway Tunnel
+
+   In this scenario, a protected endpoint (typically a portable roaming
+   computer) connects back to its corporate network through an IPsec-
+   protected tunnel.  It might use this tunnel only to access
+   information on the corporate network, or it might tunnel all of its
+   traffic back through the corporate network in order to take advantage
+   of protection provided by a corporate firewall against Internet-based
+   attacks.  In either case, the protected endpoint will want an IP
+   address associated with the security gateway so that packets returned
+   to it will go to the security gateway and be tunneled back.  This IP
+   address may be static or may be dynamically allocated by the security
+   gateway. {{ Clarif-6.1 }} In support of the latter case, IKEv2
+   includes a mechanism (namely, configuration payloads) for the
+   initiator to request an IP address owned by the security gateway for
+   use for the duration of its SA.
+
+   In this scenario, packets will use tunnel mode.  On each packet from
+   the protected endpoint, the outer IP header will contain the source
+   IP address associated with its current location (i.e., the address
+   that will get traffic routed to the endpoint directly), while the
+   inner IP header will contain the source IP address assigned by the
+   security gateway (i.e., the address that will get traffic routed to
+   the security gateway for forwarding to the endpoint).  The outer
+   destination address will always be that of the security gateway,
+   while the inner destination address will be the ultimate destination
+   for the packet.
+
+   In this scenario, it is possible that the protected endpoint will be
+   behind a NAT.  In that case, the IP address as seen by the security
+   gateway will not be the same as the IP address sent by the protected
+   endpoint, and packets will have to be UDP encapsulated in order to be
+   routed properly.
+
+
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                  [Page 8]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+1.1.4.  Other Scenarios
+
+   Other scenarios are possible, as are nested combinations of the
+   above.  One notable example combines aspects of 1.1.1 and 1.1.3.  A
+   subnet may make all external accesses through a remote security
+   gateway using an IPsec tunnel, where the addresses on the subnet are
+   routed to the security gateway by the rest of the Internet.  An
+   example would be someone's home network being virtually on the
+   Internet with static IP addresses even though connectivity is
+   provided by an ISP that assigns a single dynamically assigned IP
+   address to the user's security gateway (where the static IP addresses
+   and an IPsec relay are provided by a third party located elsewhere).
+
+1.2.  The Initial Exchanges
+
+   Communication using IKE always begins with IKE_SA_INIT and IKE_AUTH
+   exchanges (known in IKEv1 as Phase 1).  These initial exchanges
+   normally consist of four messages, though in some scenarios that
+   number can grow.  All communications using IKE consist of request/
+   response pairs.  We'll describe the base exchange first, followed by
+   variations.  The first pair of messages (IKE_SA_INIT) negotiate
+   cryptographic algorithms, exchange nonces, and do a Diffie-Hellman
+   exchange [DH].
+
+   The second pair of messages (IKE_AUTH) authenticate the previous
+   messages, exchange identities and certificates, and establish the
+   first CHILD_SA.  Parts of these messages are encrypted and integrity
+   protected with keys established through the IKE_SA_INIT exchange, so
+   the identities are hidden from eavesdroppers and all fields in all
+   the messages are authenticated.
+
+   In the following descriptions, the payloads contained in the message
+   are indicated by names as listed below.
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                  [Page 9]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+   Notation    Payload
+   -----------------------------------------
+   AUTH        Authentication
+   CERT        Certificate
+   CERTREQ     Certificate Request
+   CP          Configuration
+   D           Delete
+   E           Encrypted
+   EAP         Extensible Authentication
+   HDR         IKE Header
+   IDi         Identification - Initiator
+   IDr         Identification - Responder
+   KE          Key Exchange
+   Ni, Nr      Nonce
+   N           Notify
+   SA          Security Association
+   TSi         Traffic Selector - Initiator
+   TSr         Traffic Selector - Responder
+   V           Vendor ID
+
+   The details of the contents of each payload are described in section
+   3.  Payloads that may optionally appear will be shown in brackets,
+   such as [CERTREQ], indicate that optionally a certificate request
+   payload can be included.
+
+   {{ Clarif-7.10 }} Many payloads contain fields marked as "RESERVED"
+   Some payloads in IKEv2 (and historically in IKEv1) are not aligned to
+   4-byte boundaries.
+
+   The initial exchanges are as follows:
+
+   Initiator                         Responder
+   -------------------------------------------------------------------
+   HDR, SAi1, KEi, Ni  -->
+
+   HDR contains the Security Parameter Indexes (SPIs), version numbers,
+   and flags of various sorts.  The SAi1 payload states the
+   cryptographic algorithms the initiator supports for the IKE_SA.  The
+   KE payload sends the initiator's Diffie-Hellman value.  Ni is the
+   initiator's nonce.
+
+                                <--  HDR, SAr1, KEr, Nr, [CERTREQ]
+
+   The responder chooses a cryptographic suite from the initiator's
+   offered choices and expresses that choice in the SAr1 payload,
+   completes the Diffie-Hellman exchange with the KEr payload, and sends
+   its nonce in the Nr payload.
+
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 10]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+   At this point in the negotiation, each party can generate SKEYSEED,
+   from which all keys are derived for that IKE_SA.  All but the headers
+   of all the messages that follow are encrypted and integrity
+   protected.  The keys used for the encryption and integrity protection
+   are derived from SKEYSEED and are known as SK_e (encryption) and SK_a
+   (authentication, a.k.a. integrity protection).  A separate SK_e and
+   SK_a is computed for each direction.  In addition to the keys SK_e
+   and SK_a derived from the DH value for protection of the IKE_SA,
+   another quantity SK_d is derived and used for derivation of further
+   keying material for CHILD_SAs.  The notation SK { ... } indicates
+   that these payloads are encrypted and integrity protected using that
+   direction's SK_e and SK_a.
+
+   HDR, SK {IDi, [CERT,] [CERTREQ,]
+       [IDr,] AUTH, SAi2,
+       TSi, TSr}  -->
+
+   The initiator asserts its identity with the IDi payload, proves
+   knowledge of the secret corresponding to IDi and integrity protects
+   the contents of the first message using the AUTH payload (see
+   Section 2.15).  It might also send its certificate(s) in CERT
+   payload(s) and a list of its trust anchors in CERTREQ payload(s).  If
+   any CERT payloads are included, the first certificate provided MUST
+   contain the public key used to verify the AUTH field.  The optional
+   payload IDr enables the initiator to specify which of the responder's
+   identities it wants to talk to.  This is useful when the machine on
+   which the responder is running is hosting multiple identities at the
+   same IP address.  The initiator begins negotiation of a CHILD_SA
+   using the SAi2 payload.  The final fields (starting with SAi2) are
+   described in the description of the CREATE_CHILD_SA exchange.
+
+                                <--  HDR, SK {IDr, [CERT,] AUTH,
+                                         SAr2, TSi, TSr}
+
+   The responder asserts its identity with the IDr payload, optionally
+   sends one or more certificates (again with the certificate containing
+   the public key used to verify AUTH listed first), authenticates its
+   identity and protects the integrity of the second message with the
+   AUTH payload, and completes negotiation of a CHILD_SA with the
+   additional fields described below in the CREATE_CHILD_SA exchange.
+
+   The recipients of messages 3 and 4 MUST verify that all signatures
+   and MACs are computed correctly and that the names in the ID payloads
+   correspond to the keys used to generate the AUTH payload.
+
+   {{ Clarif-4.2}} If creating the CHILD_SA during the IKE_AUTH exchange
+   fails for some reason, the IKE_SA is still created as usual.  The
+   list of responses in the IKE_AUTH exchange that do not prevent an
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 11]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+   IKE_SA from being set up include at least the following:
+   NO_PROPOSAL_CHOSEN, TS_UNACCEPTABLE, SINGLE_PAIR_REQUIRED,
+   INTERNAL_ADDRESS_FAILURE, and FAILED_CP_REQUIRED.
+
+   {{ Clarif-4.3 }} Note that IKE_AUTH messages do not contain KEi/KEr
+   or Ni/Nr payloads.  Thus, the SA payload in IKE_AUTH exchange cannot
+   contain Transform Type 4 (Diffie-Hellman Group) with any other value
+   than NONE.  Implementations MUST leave the transform out entirely in
+   this case.
+
+1.3.  The CREATE_CHILD_SA Exchange
+
+   {{ This is a heavy rewrite of most of this section.  The major
+   organization changes are described in Clarif-4.1 and Clarif-5.1. }}
+
+   The CREATE_CHILD_SA exchange is used to create new CHILD_SAs and to
+   rekey both IKE_SAs and CHILD_SAs.  This exchange consists of a single
+   request/response pair, and some of its function was referred to as a
+   phase 2 exchange in IKEv1.  It MAY be initiated by either end of the
+   IKE_SA after the initial exchanges are completed.
+
+   All messages following the initial exchange are cryptographically
+   protected using the cryptographic algorithms and keys negotiated in
+   the first two messages of the IKE exchange.  These subsequent
+   messages use the syntax of the Encrypted Payload described in
+   Section 3.14.  All subsequent messages included an Encrypted Payload,
+   even if they are referred to in the text as "empty".  For both
+   messages in the CREATE_CHILD_SA, the message following the header is
+   encrypted and the message including the header is integrity protected
+   using the cryptographic algorithms negotiated for the IKE_SA.
+
+   The CREATE_CHILD_SA is used for rekeying IKE_SAs and CHILD_SAs.  This
+   section describes the first part of rekeying, the creation of new
+   SAs; Section 2.8 covers the mechanics of rekeying, including moving
+   traffic from old to new SAs and the deletion of the old SAs.  The two
+   sections must be read together to understand the entire process of
+   rekeying.
+
+   Either endpoint may initiate a CREATE_CHILD_SA exchange, so in this
+   section the term initiator refers to the endpoint initiating this
+   exchange.  An implementation MAY refuse all CREATE_CHILD_SA requests
+   within an IKE_SA.
+
+   The CREATE_CHILD_SA request MAY optionally contain a KE payload for
+   an additional Diffie-Hellman exchange to enable stronger guarantees
+   of forward secrecy for the CHILD_SA.  The keying material for the
+   CHILD_SA is a function of SK_d established during the establishment
+   of the IKE_SA, the nonces exchanged during the CREATE_CHILD_SA
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 12]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+   exchange, and the Diffie-Hellman value (if KE payloads are included
+   in the CREATE_CHILD_SA exchange).
+
+   If a CREATE_CHILD_SA exchange includes a KEi payload, at least one of
+   the SA offers MUST include the Diffie-Hellman group of the KEi.  The
+   Diffie-Hellman group of the KEi MUST be an element of the group the
+   initiator expects the responder to accept (additional Diffie-Hellman
+   groups can be proposed).  If the responder rejects the Diffie-Hellman
+   group of the KEi payload, the responder MUST reject the request and
+   indicate its preferred Diffie-Hellman group in the INVALID_KE_PAYLOAD
+   Notification payload.  In the case of such a rejection, the
+   CREATE_CHILD_SA exchange fails, and the initiator will probably retry
+   the exchange with a Diffie-Hellman proposal and KEi in the group that
+   the responder gave in the INVALID_KE_PAYLOAD.
+
+1.3.1.  Creating New CHILD_SAs with the  CREATE_CHILD_SA Exchange
+
+   A CHILD_SA may be created by sending a CREATE_CHILD_SA request.  The
+   CREATE_CHILD_SA request for creating a new CHILD_SA is:
+
+   Initiator                         Responder
+   -------------------------------------------------------------------
+   HDR, SK {SA, Ni, [KEi],
+              TSi, TSr}  -->
+
+   The initiator sends SA offer(s) in the SA payload, a nonce in the Ni
+   payload, optionally a Diffie-Hellman value in the KEi payload, and
+   the proposed traffic selectors for the proposed CHILD_SA in the TSi
+   and TSr payloads.
+
+   The CREATE_CHILD_SA response for creating a new CHILD_SA is:
+
+                                <--  HDR, SK {SA, Nr, [KEr],
+                                         TSi, TSr}
+
+   The responder replies (using the same Message ID to respond) with the
+   accepted offer in an SA payload, and a Diffie-Hellman value in the
+   KEr payload if KEi was included in the request and the selected
+   cryptographic suite includes that group.
+
+   The traffic selectors for traffic to be sent on that SA are specified
+   in the TS payloads in the response, which may be a subset of what the
+   initiator of the CHILD_SA proposed.
+
+1.3.2.  Rekeying IKE_SAs with the CREATE_CHILD_SA Exchange
+
+   The CREATE_CHILD_SA request for rekeying an IKE_SA is:
+
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 13]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+   Initiator                         Responder
+   -------------------------------------------------------------------
+   HDR, SK {SA, Ni, KEi} -->
+
+   The initiator sends SA offer(s) in the SA payload, a nonce in the Ni
+   payload, and a Diffie-Hellman value in the KEi payload.  New
+   initiator and responder SPIs are supplied in the SPI fields.
+
+   The CREATE_CHILD_SA response for rekeying an IKE_SA is:
+
+                                <--  HDR, SK {SA, Nr, KEr}
+
+   The responder replies (using the same Message ID to respond) with the
+   accepted offer in an SA payload, and a Diffie-Hellman value in the
+   KEr payload if the selected cryptographic suite includes that group.
+
+   The new IKE_SA has its message counters set to 0, regardless of what
+   they were in the earlier IKE_SA.  The window size starts at 1 for any
+   new IKE_SA.
+
+   KEi and KEr are required for rekeying an IKE_SA.
+
+1.3.3.  Rekeying CHILD_SAs with the CREATE_CHILD_SA Exchange
+
+   The CREATE_CHILD_SA request for rekeying a CHILD_SA is:
+
+   Initiator                         Responder
+   -------------------------------------------------------------------
+   HDR, SK {N, SA, Ni, [KEi],
+       TSi, TSr}   -->
+
+   The initiator sends SA offer(s) in the SA payload, a nonce in the Ni
+   payload, optionally a Diffie-Hellman value in the KEi payload, and
+   the proposed traffic selectors for the proposed CHILD_SA in the TSi
+   and TSr payloads.  When rekeying an existing CHILD_SA, the leading N
+   payload of type REKEY_SA MUST be included and MUST give the SPI (as
+   they would be expected in the headers of inbound packets) of the SAs
+   being rekeyed.
+
+   The CREATE_CHILD_SA response for rekeying a CHILD_SA is:
+
+                                <--  HDR, SK {SA, Nr, [KEr],
+                                         Si, TSr}
+
+   The responder replies (using the same Message ID to respond) with the
+   accepted offer in an SA payload, and a Diffie-Hellman value in the
+   KEr payload if KEi was included in the request and the selected
+   cryptographic suite includes that group.
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 14]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+   The traffic selectors for traffic to be sent on that SA are specified
+   in the TS payloads in the response, which may be a subset of what the
+   initiator of the CHILD_SA proposed.
+
+1.4.  The INFORMATIONAL Exchange
+
+   At various points during the operation of an IKE_SA, peers may desire
+   to convey control messages to each other regarding errors or
+   notifications of certain events.  To accomplish this, IKE defines an
+   INFORMATIONAL exchange.  INFORMATIONAL exchanges MUST ONLY occur
+   after the initial exchanges and are cryptographically protected with
+   the negotiated keys.
+
+   Control messages that pertain to an IKE_SA MUST be sent under that
+   IKE_SA.  Control messages that pertain to CHILD_SAs MUST be sent
+   under the protection of the IKE_SA which generated them (or its
+   successor if the IKE_SA was replaced for the purpose of rekeying).
+
+   Messages in an INFORMATIONAL exchange contain zero or more
+   Notification, Delete, and Configuration payloads.  The Recipient of
+   an INFORMATIONAL exchange request MUST send some response (else the
+   Sender will assume the message was lost in the network and will
+   retransmit it).  That response MAY be a message with no payloads.
+   The request message in an INFORMATIONAL exchange MAY also contain no
+   payloads.  This is the expected way an endpoint can ask the other
+   endpoint to verify that it is alive.
+
+   {{ Clarif-5.6 }} ESP and AH SAs always exist in pairs, with one SA in
+   each direction.  When an SA is closed, both members of the pair MUST
+   be closed (that is, deleted).  When SAs are nested, as when data (and
+   IP headers if in tunnel mode) are encapsulated first with IPComp,
+   then with ESP, and finally with AH between the same pair of
+   endpoints, all of the SAs MUST be deleted together.  Each endpoint
+   MUST close its incoming SAs and allow the other endpoint to close the
+   other SA in each pair.  To delete an SA, an INFORMATIONAL exchange
+   with one or more delete payloads is sent listing the SPIs (as they
+   would be expected in the headers of inbound packets) of the SAs to be
+   deleted.  The recipient MUST close the designated SAs. {{ Clarif-5.7
+   }} Note that you never send delete payloads for the two sides of an
+   SA in a single message.  If you have many SAs to delete at the same
+   time (such as for nested SAs), you include delete payloads for in
+   inbound half of each SA in your Informational exchange.
+
+   Normally, the reply in the INFORMATIONAL exchange will contain delete
+   payloads for the paired SAs going in the other direction.  There is
+   one exception.  If by chance both ends of a set of SAs independently
+   decide to close them, each may send a delete payload and the two
+   requests may cross in the network.  If a node receives a delete
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 15]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+   request for SAs for which it has already issued a delete request, it
+   MUST delete the outgoing SAs while processing the request and the
+   incoming SAs while processing the response.  In that case, the
+   responses MUST NOT include delete payloads for the deleted SAs, since
+   that would result in duplicate deletion and could in theory delete
+   the wrong SA.
+
+   {{ Demoted the SHOULD }} Half-closed connections are anomalous and,
+   and a node with auditing capability will probably audit their
+   existence if they persist.  Note that this specification nowhere
+   specifies time periods, so it is up to individual endpoints to decide
+   how long to wait.  A node MAY refuse to accept incoming data on half-
+   closed connections but MUST NOT unilaterally close them and reuse the
+   SPIs.  If connection state becomes sufficiently messed up, a node MAY
+   close the IKE_SA; doing so will implicitly close all SAs negotiated
+   under it.  It can then rebuild the SAs it needs on a clean base under
+   a new IKE_SA. {{ Clarif-5.8 }} The response to a request that deletes
+   the IKE_SA is an empty Informational response.
+
+   The INFORMATIONAL exchange is defined as:
+
+   Initiator                         Responder
+   -------------------------------------------------------------------
+   HDR, SK {[N,] [D,]
+       [CP,] ...}  -->
+                                <--  HDR, SK {[N,] [D,]
+                                         [CP], ...}
+
+   The processing of an INFORMATIONAL exchange is determined by its
+   component payloads.
+
+1.5.  Informational Messages outside of an IKE_SA
+
+   If an encrypted IKE packet arrives on port 500 or 4500 with an
+   unrecognized SPI, it could be because the receiving node has recently
+   crashed and lost state or because of some other system malfunction or
+   attack.  If the receiving node has an active IKE_SA to the IP address
+   from whence the packet came, it MAY send a notification of the
+   wayward packet over that IKE_SA in an INFORMATIONAL exchange.  If it
+   does not have such an IKE_SA, it MAY send an Informational message
+   without cryptographic protection to the source IP address.  Such a
+   message is not part of an informational exchange, and the receiving
+   node MUST NOT respond to it.  Doing so could cause a message loop.
+
+   {{ Clarif-7.7 }} There are two cases when such a one-way notification
+   is sent: INVALID_IKE_SPI and INVALID_SPI.  These notifications are
+   sent outside of an IKE_SA.  Note that such notifications are
+   explicitly not Informational exchanges; these are one-way messages
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 16]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+   that must not be responded to.  In case of INVALID_IKE_SPI, the
+   message sent is a response message, and thus it is sent to the IP
+   address and port from whence it came with the same IKE SPIs and the
+   Message ID copied.  In case of INVALID_SPI, however, there are no IKE
+   SPI values that would be meaningful to the recipient of such a
+   notification.  Using zero values or random values are both
+   acceptable.
+
+1.6.  Requirements Terminology
+
+   Keywords "MUST", "MUST NOT", "REQUIRED", "SHOULD", "SHOULD NOT" and
+   "MAY" that appear in this document are to be interpreted as described
+   in [MUSTSHOULD].
+
+   The term "Expert Review" is to be interpreted as defined in
+   [IANACONS].
+
+1.7.  Introduction to IKEv2.1
+
+   IKEv2.1 is very similar to IKEv2.  Most of the differences between
+   this document at [IKEV2] are clarifications, mostly based on
+   [Clarif].  The changes listed in that document were discussed in the
+   IPsec Working Group and, after the Working Group was disbanded, on
+   the IPsec mailing list.  That document contains detailed explanations
+   of areas that were unclear in IKEv2, and is thus useful to
+   implementers of IKEv2 and IKEv2.1.
+
+   In the body of this document, notes that are enclosed in double curly
+   braces {{ such as this }} point out changes from IKEv2.  Changes that
+   come from [Clarif] are marked with the section from that document,
+   such as "{{ Clarif-2.10 }}".
+
+   This document also make the figures and references a bit more regular
+   than in IKEv2.
+
+   IKEv2 developers have noted that the SHOULD-level requirements are
+   often unclear in that they don't say when it is OK to not obey the
+   requirements.  They also have noted that there are MUST-level
+   requirements that are not related to interoperability.  This document
+   has more explanation of some of these SHOULD-level requirements, and
+   some SHOULD-level and MUST-level requirements have been changed to
+   better match the definitions in [MUSTSHOULD].  All non-capitalized
+   uses of the words SHOULD and MUST now mean their normal English
+   sense, not the interoperability sense of [MUSTSHOULD].
+
+   IKEv2 (and IKEv1) developers have noted that there is a great deal of
+   material in the tables of codes in Section 3.10.  This leads to
+   implementers not having all the needed information in the main body
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 17]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+   of the docment.  A later version of this document may move much of
+   the material from those tables into the associated parts of the main
+   body of the document.
+
+   A later version of this document will probably have all the {{ }}
+   comments removed from the body of the document and instead appear in
+   an appendix.
+
+
+2.  IKE Protocol Details and Variations
+
+   IKE normally listens and sends on UDP port 500, though IKE messages
+   may also be received on UDP port 4500 with a slightly different
+   format (see Section 2.23).  Since UDP is a datagram (unreliable)
+   protocol, IKE includes in its definition recovery from transmission
+   errors, including packet loss, packet replay, and packet forgery.
+   IKE is designed to function so long as (1) at least one of a series
+   of retransmitted packets reaches its destination before timing out;
+   and (2) the channel is not so full of forged and replayed packets so
+   as to exhaust the network or CPU capacities of either endpoint.  Even
+   in the absence of those minimum performance requirements, IKE is
+   designed to fail cleanly (as though the network were broken).
+
+   Although IKEv2 messages are intended to be short, they contain
+   structures with no hard upper bound on size (in particular, X.509
+   certificates), and IKEv2 itself does not have a mechanism for
+   fragmenting large messages.  IP defines a mechanism for fragmentation
+   of oversize UDP messages, but implementations vary in the maximum
+   message size supported.  Furthermore, use of IP fragmentation opens
+   an implementation to denial of service attacks [DOSUDPPROT].
+   Finally, some NAT and/or firewall implementations may block IP
+   fragments.
+
+   All IKEv2 implementations MUST be able to send, receive, and process
+   IKE messages that are up to 1280 bytes long, and they SHOULD be able
+   to send, receive, and process messages that are up to 3000 bytes
+   long. {{ Demoted the SHOULD }} IKEv2 implementations need to be aware
+   of the maximum UDP message size supported and MAY shorten messages by
+   leaving out some certificates or cryptographic suite proposals if
+   that will keep messages below the maximum.  Use of the "Hash and URL"
+   formats rather than including certificates in exchanges where
+   possible can avoid most problems. {{ Demoted the SHOULD }}
+   Implementations and configuration need to keep in mind, however, that
+   if the URL lookups are possible only after the IPsec SA is
+   established, recursion issues could prevent this technique from
+   working.
+
+
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 18]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+2.1.  Use of Retransmission Timers
+
+   All messages in IKE exist in pairs: a request and a response.  The
+   setup of an IKE_SA normally consists of two request/response pairs.
+   Once the IKE_SA is set up, either end of the security association may
+   initiate requests at any time, and there can be many requests and
+   responses "in flight" at any given moment.  But each message is
+   labeled as either a request or a response, and for each request/
+   response pair one end of the security association is the initiator
+   and the other is the responder.
+
+   For every pair of IKE messages, the initiator is responsible for
+   retransmission in the event of a timeout.  The responder MUST never
+   retransmit a response unless it receives a retransmission of the
+   request.  In that event, the responder MUST ignore the retransmitted
+   request except insofar as it triggers a retransmission of the
+   response.  The initiator MUST remember each request until it receives
+   the corresponding response.  The responder MUST remember each
+   response until it receives a request whose sequence number is larger
+   than the sequence number in the response plus its window size (see
+   Section 2.3).
+
+   IKE is a reliable protocol, in the sense that the initiator MUST
+   retransmit a request until either it receives a corresponding reply
+   OR it deems the IKE security association to have failed and it
+   discards all state associated with the IKE_SA and any CHILD_SAs
+   negotiated using that IKE_SA.
+
+   {{ Clarif-7.5 }} All packets sent on port 4500 MUST begin with the
+   prefix of four zeros; otherwise, the receiver won't know how to
+   handle them.
+
+2.2.  Use of Sequence Numbers for Message ID
+
+   Every IKE message contains a Message ID as part of its fixed header.
+   This Message ID is used to match up requests and responses, and to
+   identify retransmissions of messages.
+
+   The Message ID is a 32-bit quantity, which is zero for the first IKE
+   request in each direction. {{ Clarif-3.11 }} When the IKE_AUTH
+   exchange does not use EAP, the IKE_SA initial setup messages will
+   always be numbered 0 and 1.  When EAP is used, each pair of messages
+   have their message numbers incremented; the first pair of AUTH
+   messages will have an ID of 1, the second will be 2, and so on.
+
+   Each endpoint in the IKE Security Association maintains two "current"
+   Message IDs: the next one to be used for a request it initiates and
+   the next one it expects to see in a request from the other end.
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 19]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+   These counters increment as requests are generated and received.
+   Responses always contain the same message ID as the corresponding
+   request.  That means that after the initial exchange, each integer n
+   may appear as the message ID in four distinct messages: the nth
+   request from the original IKE initiator, the corresponding response,
+   the nth request from the original IKE responder, and the
+   corresponding response.  If the two ends make very different numbers
+   of requests, the Message IDs in the two directions can be very
+   different.  There is no ambiguity in the messages, however, because
+   the (I)nitiator and (R)esponse bits in the message header specify
+   which of the four messages a particular one is.
+
+   {{ Clarif-2.2 }} The Message ID for IKE_SA_INIT messages is always
+   zero, including for retries of the message due to responses such as
+   COOKIE and INVALID_KE_PAYLOAD.
+
+   Note that Message IDs are cryptographically protected and provide
+   protection against message replays.  In the unlikely event that
+   Message IDs grow too large to fit in 32 bits, the IKE_SA MUST be
+   closed.  Rekeying an IKE_SA resets the sequence numbers.
+
+   {{ Clarif-2.3 }} When a responder receives an IKE_SA_INIT request, it
+   has to determine whether the packet is a retransmission belonging to
+   an existing "half-open" IKE_SA (in which case the responder
+   retransmits the same response), or a new request (in which case the
+   responder creates a new IKE_SA and sends a fresh response).  It is
+   not sufficient to use the initiator's SPI and/or IP address to
+   differentiate between the two cases because two different peers
+   behind a single NAT could choose the same initiator SPI.  Instead, a
+   robust responder will do the IKE_SA lookup using the whole packet,
+   its hash, or the Ni payload.
+
+2.3.  Window Size for Overlapping Requests
+
+   In order to maximize IKE throughput, an IKE endpoint MAY issue
+   multiple requests before getting a response to any of them if the
+   other endpoint has indicated its ability to handle such requests.
+   For simplicity, an IKE implementation MAY choose to process requests
+   strictly in order and/or wait for a response to one request before
+   issuing another.  Certain rules must be followed to ensure
+   interoperability between implementations using different strategies.
+
+   After an IKE_SA is set up, either end can initiate one or more
+   requests.  These requests may pass one another over the network.  An
+   IKE endpoint MUST be prepared to accept and process a request while
+   it has a request outstanding in order to avoid a deadlock in this
+   situation. {{ Changed the SHOULD to MUST }} An IKE endpoint MUST be
+   prepared to accept and process multiple requests while it has a
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 20]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+   request outstanding.
+
+   An IKE endpoint MUST wait for a response to each of its messages
+   before sending a subsequent message unless it has received a
+   SET_WINDOW_SIZE Notify message from its peer informing it that the
+   peer is prepared to maintain state for multiple outstanding messages
+   in order to allow greater throughput.
+
+   An IKE endpoint MUST NOT exceed the peer's stated window size for
+   transmitted IKE requests.  In other words, if the responder stated
+   its window size is N, then when the initiator needs to make a request
+   X, it MUST wait until it has received responses to all requests up
+   through request X-N.  An IKE endpoint MUST keep a copy of (or be able
+   to regenerate exactly) each request it has sent until it receives the
+   corresponding response.  An IKE endpoint MUST keep a copy of (or be
+   able to regenerate exactly) the number of previous responses equal to
+   its declared window size in case its response was lost and the
+   initiator requests its retransmission by retransmitting the request.
+
+   An IKE endpoint supporting a window size greater than one should be
+   capable of processing incoming requests out of order to maximize
+   performance in the event of network failures or packet reordering.
+
+   {{ Clarif-7.3 }} The window size is assumed to be a (possibly
+   configurable) property of a particular implementation, and is not
+   related to congestion control (unlike the window size in TCP, for
+   example).  In particular, it is not defined what the responder should
+   do when it receives a SET_WINDOW_SIZE notification containing a
+   smaller value than is currently in effect.  Thus, there is currently
+   no way to reduce the window size of an existing IKE_SA; you can only
+   increase it.  When rekeying an IKE_SA, the new IKE_SA starts with
+   window size 1 until it is explicitly increased by sending a new
+   SET_WINDOW_SIZE notification.
+
+2.4.  State Synchronization and Connection Timeouts
+
+   An IKE endpoint is allowed to forget all of its state associated with
+   an IKE_SA and the collection of corresponding CHILD_SAs at any time.
+   This is the anticipated behavior in the event of an endpoint crash
+   and restart.  It is important when an endpoint either fails or
+   reinitializes its state that the other endpoint detect those
+   conditions and not continue to waste network bandwidth by sending
+   packets over discarded SAs and having them fall into a black hole.
+
+   Since IKE is designed to operate in spite of Denial of Service (DoS)
+   attacks from the network, an endpoint MUST NOT conclude that the
+   other endpoint has failed based on any routing information (e.g.,
+   ICMP messages) or IKE messages that arrive without cryptographic
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 21]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+   protection (e.g., Notify messages complaining about unknown SPIs).
+   An endpoint MUST conclude that the other endpoint has failed only
+   when repeated attempts to contact it have gone unanswered for a
+   timeout period or when a cryptographically protected INITIAL_CONTACT
+   notification is received on a different IKE_SA to the same
+   authenticated identity. {{ Demoted the SHOULD }} An endpoint should
+   suspect that the other endpoint has failed based on routing
+   information and initiate a request to see whether the other endpoint
+   is alive.  To check whether the other side is alive, IKE specifies an
+   empty INFORMATIONAL message that (like all IKE requests) requires an
+   acknowledgement (note that within the context of an IKE_SA, an
+   "empty" message consists of an IKE header followed by an Encrypted
+   payload that contains no payloads).  If a cryptographically protected
+   message has been received from the other side recently, unprotected
+   notifications MAY be ignored.  Implementations MUST limit the rate at
+   which they take actions based on unprotected messages.
+
+   Numbers of retries and lengths of timeouts are not covered in this
+   specification because they do not affect interoperability.  It is
+   suggested that messages be retransmitted at least a dozen times over
+   a period of at least several minutes before giving up on an SA, but
+   different environments may require different rules.  To be a good
+   network citizen, retranmission times MUST increase exponentially to
+   avoid flooding the network and making an existing congestion
+   situation worse.  If there has only been outgoing traffic on all of
+   the SAs associated with an IKE_SA, it is essential to confirm
+   liveness of the other endpoint to avoid black holes.  If no
+   cryptographically protected messages have been received on an IKE_SA
+   or any of its CHILD_SAs recently, the system needs to perform a
+   liveness check in order to prevent sending messages to a dead peer.
+   Receipt of a fresh cryptographically protected message on an IKE_SA
+   or any of its CHILD_SAs ensures liveness of the IKE_SA and all of its
+   CHILD_SAs.  Note that this places requirements on the failure modes
+   of an IKE endpoint.  An implementation MUST NOT continue sending on
+   any SA if some failure prevents it from receiving on all of the
+   associated SAs.  If CHILD_SAs can fail independently from one another
+   without the associated IKE_SA being able to send a delete message,
+   then they MUST be negotiated by separate IKE_SAs.
+
+   There is a Denial of Service attack on the initiator of an IKE_SA
+   that can be avoided if the initiator takes the proper care.  Since
+   the first two messages of an SA setup are not cryptographically
+   protected, an attacker could respond to the initiator's message
+   before the genuine responder and poison the connection setup attempt.
+   To prevent this, the initiator MAY be willing to accept multiple
+   responses to its first message, treat each as potentially legitimate,
+   respond to it, and then discard all the invalid half-open connections
+   when it receives a valid cryptographically protected response to any
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 22]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+   one of its requests.  Once a cryptographically valid response is
+   received, all subsequent responses should be ignored whether or not
+   they are cryptographically valid.
+
+   Note that with these rules, there is no reason to negotiate and agree
+   upon an SA lifetime.  If IKE presumes the partner is dead, based on
+   repeated lack of acknowledgement to an IKE message, then the IKE SA
+   and all CHILD_SAs set up through that IKE_SA are deleted.
+
+   An IKE endpoint may at any time delete inactive CHILD_SAs to recover
+   resources used to hold their state.  If an IKE endpoint chooses to
+   delete CHILD_SAs, it MUST send Delete payloads to the other end
+   notifying it of the deletion.  It MAY similarly time out the IKE_SA.
+   {{ Clarified the SHOULD }} Closing the IKE_SA implicitly closes all
+   associated CHILD_SAs.  In this case, an IKE endpoint SHOULD send a
+   Delete payload indicating that it has closed the IKE_SA unless the
+   other endpoint is no longer responding.
+
+2.5.  Version Numbers and Forward Compatibility
+
+   {{ The version number is changed in the following paragraph, and the
+   discussion of handling of multiple versions is also changed
+   throughout the section. }}
+
+   This document describes version 2.1 of IKE, meaning the major version
+   number is 2 and the minor version number is 1.  It is likely that
+   some implementations will want to support version 1.0 and version 2.0
+   and version 2.1, and in the future, other versions.
+
+   The major version number should be incremented only if the packet
+   formats or required actions have changed so dramatically that an
+   older version node would not be able to interoperate with a newer
+   version node if it simply ignored the fields it did not understand
+   and took the actions specified in the older specification.  The minor
+   version number indicates new capabilities, and MUST be ignored by a
+   node with a smaller minor version number, but used for informational
+   purposes by the node with the larger minor version number.  For
+   example, it might indicate the ability to process a newly defined
+   notification message.  The node with the larger minor version number
+   would simply note that its correspondent would not be able to
+   understand that message and therefore would not send it.
+
+   In the discussion of clarifications to IKEv2, it became clear that
+   there was a need for additional "MUST" and "SHOULD" requirements.
+   Some of those changes are reflected in IKEv2.1.  Thus, the node with
+   the higher version number may also need to note that its
+   correspondent may not be following the same required actions, which
+   could affect interoperability.
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 23]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+   {{ Promoted the SHOULD }} If an endpoint receives a message with a
+   higher major version number, it MUST drop the message and MUST send
+   an unauthenticated notification message containing the highest
+   version number it supports.  If an endpoint supports major version n,
+   and major version m, it MUST support all versions between n and m.
+   If it receives a message with a major version that it supports, it
+   MUST respond with that version number.  In order to prevent two nodes
+   from being tricked into corresponding with a lower major version
+   number than the maximum that they both support, IKE has a flag that
+   indicates that the node is capable of speaking a higher major version
+   number.
+
+   Thus, the major version number in the IKE header indicates the
+   version number of the message, not the highest version number that
+   the transmitter supports.  If the initiator is capable of speaking
+   versions n, n+1, and n+2, and the responder is capable of speaking
+   versions n and n+1, then they will negotiate speaking n+1, where the
+   initiator will set the flag indicating its ability to speak a higher
+   version.  If they mistakenly (perhaps through an active attacker
+   sending error messages) negotiate to version n, then both will notice
+   that the other side can support a higher version number, and they
+   MUST break the connection and reconnect using version n+1.
+
+   Note that IKEv1 does not follow these rules, because there is no way
+   in v1 of noting that you are capable of speaking a higher version
+   number.  So an active attacker can trick two v2-capable nodes into
+   speaking v1. {{ Demoted the SHOULD }} When a v2-capable node
+   negotiates down to v1, it should note that fact in its logs.
+
+   Also for forward compatibility, all fields marked RESERVED MUST be
+   set to zero by an implementation running version 2.0 or later, and
+   their content MUST be ignored by an implementation running version
+   2.0 or later ("Be conservative in what you send and liberal in what
+   you receive").  In this way, future versions of the protocol can use
+   those fields in a way that is guaranteed to be ignored by
+   implementations that do not understand them.  Similarly, payload
+   types that are not defined are reserved for future use;
+   implementations of a version where they are undefined MUST skip over
+   those payloads and ignore their contents.
+
+   IKEv2 adds a "critical" flag to each payload header for further
+   flexibility for forward compatibility.  If the critical flag is set
+   and the payload type is unrecognized, the message MUST be rejected
+   and the response to the IKE request containing that payload MUST
+   include a Notify payload UNSUPPORTED_CRITICAL_PAYLOAD, indicating an
+   unsupported critical payload was included.  If the critical flag is
+   not set and the payload type is unsupported, that payload MUST be
+   ignored.
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 24]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+   {{ Demoted the SHOULD }}Although new payload types may be added in
+   the future and may appear interleaved with the fields defined in this
+   specification, implementations MUST send the payloads defined in this
+   specification in the order shown in the figures in Section 2 and
+   implementations MAY reject as invalid a message with those payloads
+   in any other order.
+
+2.6.  Cookies
+
+   The term "cookies" originates with Karn and Simpson [PHOTURIS] in
+   Photuris, an early proposal for key management with IPsec, and it has
+   persisted.  The Internet Security Association and Key Management
+   Protocol (ISAKMP) [ISAKMP] fixed message header includes two eight-
+   octet fields titled "cookies", and that syntax is used by both IKEv1
+   and IKEv2 though in IKEv2 they are referred to as the IKE SPI and
+   there is a new separate field in a Notify payload holding the cookie.
+   The initial two eight-octet fields in the header are used as a
+   connection identifier at the beginning of IKE packets. {{ Promoted
+   the SHOULD }} Each endpoint chooses one of the two SPIs and MUST
+   choose them so as to be unique identifiers of an IKE_SA.  An SPI
+   value of zero is special and indicates that the remote SPI value is
+   not yet known by the sender.
+
+   Unlike ESP and AH where only the recipient's SPI appears in the
+   header of a message, in IKE the sender's SPI is also sent in every
+   message.  Since the SPI chosen by the original initiator of the
+   IKE_SA is always sent first, an endpoint with multiple IKE_SAs open
+   that wants to find the appropriate IKE_SA using the SPI it assigned
+   must look at the I(nitiator) Flag bit in the header to determine
+   whether it assigned the first or the second eight octets.
+
+   In the first message of an initial IKE exchange, the initiator will
+   not know the responder's SPI value and will therefore set that field
+   to zero.
+
+   An expected attack against IKE is state and CPU exhaustion, where the
+   target is flooded with session initiation requests from forged IP
+   addresses.  This attack can be made less effective if an
+   implementation of a responder uses minimal CPU and commits no state
+   to an SA until it knows the initiator can receive packets at the
+   address from which it claims to be sending them.  To accomplish this,
+   a responder SHOULD -- when it detects a large number of half-open
+   IKE_SAs -- reject initial IKE messages unless they contain a Notify
+   payload of type COOKIE. {{ Clarified the SHOULD }} If the responder
+   wants to set up an SA, it SHOULD instead send an unprotected IKE
+   message as a response and include COOKIE Notify payload with the
+   cookie data to be returned.  Initiators who receive such responses
+   MUST retry the IKE_SA_INIT with a Notify payload of type COOKIE
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 25]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+   containing the responder supplied cookie data as the first payload
+   and all other payloads unchanged.  The initial exchange will then be
+   as follows:
+
+   Initiator                         Responder
+   -------------------------------------------------------------------
+   HDR(A,0), SAi1, KEi, Ni  -->
+                                <--  HDR(A,0), N(COOKIE)
+   HDR(A,0), N(COOKIE), SAi1,
+       KEi, Ni  -->
+                                <--  HDR(A,B), SAr1, KEr,
+                                         Nr, [CERTREQ]
+   HDR(A,B), SK {IDi, [CERT,]
+       [CERTREQ,] [IDr,] AUTH,
+       SAi2, TSi, TSr}  -->
+                                <--  HDR(A,B), SK {IDr, [CERT,]
+                                         AUTH, SAr2, TSi, TSr}
+
+   The first two messages do not affect any initiator or responder state
+   except for communicating the cookie.  In particular, the message
+   sequence numbers in the first four messages will all be zero and the
+   message sequence numbers in the last two messages will be one.  'A'
+   is the SPI assigned by the initiator, while 'B' is the SPI assigned
+   by the responder.
+
+   {{ Clarif-2.1 }} Because the responder's SPI identifies security-
+   related state held by the responder, and in this case no state is
+   created, the responder sends a zero value for the responder's SPI.
+
+   {{ Demoted the SHOULD }} An IKE implementation should implement its
+   responder cookie generation in such a way as to not require any saved
+   state to recognize its valid cookie when the second IKE_SA_INIT
+   message arrives.  The exact algorithms and syntax they use to
+   generate cookies do not affect interoperability and hence are not
+   specified here.  The following is an example of how an endpoint could
+   use cookies to implement limited DOS protection.
+
+   A good way to do this is to set the responder cookie to be:
+
+   Cookie = <VersionIDofSecret> | Hash(Ni | IPi | SPIi | <secret>)
+
+   where <secret> is a randomly generated secret known only to the
+   responder and periodically changed and | indicates concatenation.
+   <VersionIDofSecret> should be changed whenever <secret> is
+   regenerated.  The cookie can be recomputed when the IKE_SA_INIT
+   arrives the second time and compared to the cookie in the received
+   message.  If it matches, the responder knows that the cookie was
+   generated since the last change to <secret> and that IPi must be the
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 26]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+   same as the source address it saw the first time.  Incorporating SPIi
+   into the calculation ensures that if multiple IKE_SAs are being set
+   up in parallel they will all get different cookies (assuming the
+   initiator chooses unique SPIi's).  Incorporating Ni into the hash
+   ensures that an attacker who sees only message 2 can't successfully
+   forge a message 3.
+
+   If a new value for <secret> is chosen while there are connections in
+   the process of being initialized, an IKE_SA_INIT might be returned
+   with other than the current <VersionIDofSecret>.  The responder in
+   that case MAY reject the message by sending another response with a
+   new cookie or it MAY keep the old value of <secret> around for a
+   short time and accept cookies computed from either one. {{ Demoted
+   the SHOULD NOT }} The responder should not accept cookies
+   indefinitely after <secret> is changed, since that would defeat part
+   of the denial of service protection. {{ Demoted the SHOULD }} The
+   responder should change the value of <secret> frequently, especially
+   if under attack.
+
+   {{ Clarif-2.1 }} In addition to cookies, there are several cases
+   where the IKE_SA_INIT exchange does not result in the creation of an
+   IKE_SA (such as INVALID_KE_PAYLOAD or NO_PROPOSAL_CHOSEN).  In such a
+   case, sending a zero value for the Responder's SPI is correct.  If
+   the responder sends a non-zero responder SPI, the initiator should
+   not reject the response for only that reason.
+
+   {{ Clarif-2.5 }} When one party receives an IKE_SA_INIT request
+   containing a cookie whose contents do not match the value expected,
+   that party MUST ignore the cookie and process the message as if no
+   cookie had been included; usually this means sending a response
+   containing a new cookie.
+
+2.6.1.  Interaction of COOKIE and INVALID_KE_PAYLOAD
+
+   {{ This section added by Clarif-2.4 }}
+
+   There are two common reasons why the initiator may have to retry the
+   IKE_SA_INIT exchange: the responder requests a cookie or wants a
+   different Diffie-Hellman group than was included in the KEi payload.
+   If the initiator receives a cookie from the responder, the initiator
+   needs to decide whether or not tp include the cookie in only the next
+   retry of the IKE_SA_INIT request, or in all subsequent retries as
+   well.
+
+   If the initiator includes the cookie only in the next retry, one
+   additional roundtrip may be needed in some cases.  An additional
+   roundtrip is needed also if the initiator includes the cookie in all
+   retries, but the responder does not support this.  For instance, if
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 27]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+   the responder includes the SAi1 and KEi payloads in cookie
+   calculation, it will reject the request by sending a new cookie.
+
+   If both peers support including the cookie in all retries, a slightly
+   shorter exchange can happen.  Implementations MUST support this
+   shorter exchange, but MUST NOT assume other implementations also
+   supports this shorter exchange.
+
+2.7.  Cryptographic Algorithm Negotiation
+
+   The payload type known as "SA" indicates a proposal for a set of
+   choices of IPsec protocols (IKE, ESP, and/or AH) for the SA as well
+   as cryptographic algorithms associated with each protocol.
+
+   An SA payload consists of one or more proposals.  Each proposal
+   includes one or more protocols (usually one).  Each protocol contains
+   one or more transforms -- each specifying a cryptographic algorithm.
+   Each transform contains zero or more attributes (attributes are
+   needed only if the transform identifier does not completely specify
+   the cryptographic algorithm).
+
+   This hierarchical structure was designed to efficiently encode
+   proposals for cryptographic suites when the number of supported
+   suites is large because multiple values are acceptable for multiple
+   transforms.  The responder MUST choose a single suite, which MAY be
+   any subset of the SA proposal following the rules below:
+
+   Each proposal contains one or more protocols.  If a proposal is
+   accepted, the SA response MUST contain the same protocols in the same
+   order as the proposal.  The responder MUST accept a single proposal
+   or reject them all and return an error.  (Example: if a single
+   proposal contains ESP and AH and that proposal is accepted, both ESP
+   and AH MUST be accepted.  If ESP and AH are included in separate
+   proposals, the responder MUST accept only one of them).
+
+   Each IPsec protocol proposal contains one or more transforms.  Each
+   transform contains a transform type.  The accepted cryptographic
+   suite MUST contain exactly one transform of each type included in the
+   proposal.  For example: if an ESP proposal includes transforms
+   ENCR_3DES, ENCR_AES w/keysize 128, ENCR_AES w/keysize 256,
+   AUTH_HMAC_MD5, and AUTH_HMAC_SHA, the accepted suite MUST contain one
+   of the ENCR_ transforms and one of the AUTH_ transforms.  Thus, six
+   combinations are acceptable.
+
+   Since the initiator sends its Diffie-Hellman value in the
+   IKE_SA_INIT, it must guess the Diffie-Hellman group that the
+   responder will select from its list of supported groups.  If the
+   initiator guesses wrong, the responder will respond with a Notify
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 28]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+   payload of type INVALID_KE_PAYLOAD indicating the selected group.  In
+   this case, the initiator MUST retry the IKE_SA_INIT with the
+   corrected Diffie-Hellman group.  The initiator MUST again propose its
+   full set of acceptable cryptographic suites because the rejection
+   message was unauthenticated and otherwise an active attacker could
+   trick the endpoints into negotiating a weaker suite than a stronger
+   one that they both prefer.
+
+2.8.  Rekeying
+
+   {{ Demoted the SHOULD }} IKE, ESP, and AH security associations use
+   secret keys that should be used only for a limited amount of time and
+   to protect a limited amount of data.  This limits the lifetime of the
+   entire security association.  When the lifetime of a security
+   association expires, the security association MUST NOT be used.  If
+   there is demand, new security associations MAY be established.
+   Reestablishment of security associations to take the place of ones
+   that expire is referred to as "rekeying".
+
+   To allow for minimal IPsec implementations, the ability to rekey SAs
+   without restarting the entire IKE_SA is optional.  An implementation
+   MAY refuse all CREATE_CHILD_SA requests within an IKE_SA.  If an SA
+   has expired or is about to expire and rekeying attempts using the
+   mechanisms described here fail, an implementation MUST close the
+   IKE_SA and any associated CHILD_SAs and then MAY start new ones. {{
+   Demoted the SHOULD }} Implementations should support in-place
+   rekeying of SAs, since doing so offers better performance and is
+   likely to reduce the number of packets lost during the transition.
+
+   To rekey a CHILD_SA within an existing IKE_SA, create a new,
+   equivalent SA (see Section 2.17 below), and when the new one is
+   established, delete the old one.  To rekey an IKE_SA, establish a new
+   equivalent IKE_SA (see Section 2.18 below) with the peer to whom the
+   old IKE_SA is shared using a CREATE_CHILD_SA within the existing
+   IKE_SA.  An IKE_SA so created inherits all of the original IKE_SA's
+   CHILD_SAs.  Use the new IKE_SA for all control messages needed to
+   maintain the CHILD_SAs created by the old IKE_SA, and delete the old
+   IKE_SA.  The Delete payload to delete itself MUST be the last request
+   sent over an IKE_SA.
+
+   {{ Demoted the SHOULD }} SAs should be rekeyed proactively, i.e., the
+   new SA should be established before the old one expires and becomes
+   unusable.  Enough time should elapse between the time the new SA is
+   established and the old one becomes unusable so that traffic can be
+   switched over to the new SA.
+
+   A difference between IKEv1 and IKEv2 is that in IKEv1 SA lifetimes
+   were negotiated.  In IKEv2, each end of the SA is responsible for
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 29]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+   enforcing its own lifetime policy on the SA and rekeying the SA when
+   necessary.  If the two ends have different lifetime policies, the end
+   with the shorter lifetime will end up always being the one to request
+   the rekeying.  If an SA bundle has been inactive for a long time and
+   if an endpoint would not initiate the SA in the absence of traffic,
+   the endpoint MAY choose to close the SA instead of rekeying it when
+   its lifetime expires. {{ Demoted the SHOULD }} It should do so if
+   there has been no traffic since the last time the SA was rekeyed.
+
+   Note that IKEv2 deliberately allows parallel SAs with the same
+   traffic selectors between common endpoints.  One of the purposes of
+   this is to support traffic quality of service (QoS) differences among
+   the SAs (see [DIFFSERVFIELD], [DIFFSERVARCH], and section 4.1 of
+   [DIFFTUNNEL]).  Hence unlike IKEv1, the combination of the endpoints
+   and the traffic selectors may not uniquely identify an SA between
+   those endpoints, so the IKEv1 rekeying heuristic of deleting SAs on
+   the basis of duplicate traffic selectors SHOULD NOT be used.
+
+   {{ Demoted the SHOULD }} The node that initiated the surviving
+   rekeyed SA should delete the replaced SA after the new one is
+   established.
+
+   There are timing windows -- particularly in the presence of lost
+   packets -- where endpoints may not agree on the state of an SA.  The
+   responder to a CREATE_CHILD_SA MUST be prepared to accept messages on
+   an SA before sending its response to the creation request, so there
+   is no ambiguity for the initiator.  The initiator MAY begin sending
+   on an SA as soon as it processes the response.  The initiator,
+   however, cannot receive on a newly created SA until it receives and
+   processes the response to its CREATE_CHILD_SA request.  How, then, is
+   the responder to know when it is OK to send on the newly created SA?
+
+   From a technical correctness and interoperability perspective, the
+   responder MAY begin sending on an SA as soon as it sends its response
+   to the CREATE_CHILD_SA request.  In some situations, however, this
+   could result in packets unnecessarily being dropped, so an
+   implementation MAY want to defer such sending.
+
+   The responder can be assured that the initiator is prepared to
+   receive messages on an SA if either (1) it has received a
+   cryptographically valid message on the new SA, or (2) the new SA
+   rekeys an existing SA and it receives an IKE request to close the
+   replaced SA. {{ Clarif-5.10 }} When rekeying an SA, the responder
+   SHOULD continue to send traffic on the old SA until one of those
+   events occurs.  When establishing a new SA, the responder MAY defer
+   sending messages on a new SA until either it receives one or a
+   timeout has occurred. {{ Demoted the SHOULD }} If an initiator
+   receives a message on an SA for which it has not received a response
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 30]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+   to its CREATE_CHILD_SA request, it should interpret that as a likely
+   packet loss and retransmit the CREATE_CHILD_SA request.  An initiator
+   MAY send a dummy message on a newly created SA if it has no messages
+   queued in order to assure the responder that the initiator is ready
+   to receive messages.
+
+   {{ Clarif-5.9 }} Throughout this document, "initiator" refers to the
+   party who initiated the exchange being described, and "original
+   initiator" refers to the party who initiated the whole IKE_SA.  The
+   "original initiator" always refers to the party who initiated the
+   exchange which resulted in the current IKE_SA.  In other words, if
+   the the "original responder" starts rekeying the IKE_SA, that party
+   becomes the "original initiator" of the new IKE_SA.
+
+2.8.1.  Simultaneous CHILD_SA rekeying
+
+   {{ The first two paragraphs were moved, and the rest was added, based
+   on Clarif-5.12 }}
+
+   If the two ends have the same lifetime policies, it is possible that
+   both will initiate a rekeying at the same time (which will result in
+   redundant SAs).  To reduce the probability of this happening, the
+   timing of rekeying requests SHOULD be jittered (delayed by a random
+   amount of time after the need for rekeying is noticed).
+
+   This form of rekeying may temporarily result in multiple similar SAs
+   between the same pairs of nodes.  When there are two SAs eligible to
+   receive packets, a node MUST accept incoming packets through either
+   SA.  If redundant SAs are created though such a collision, the SA
+   created with the lowest of the four nonces used in the two exchanges
+   SHOULD be closed by the endpoint that created it. {{ Clarif-5.11 }}
+   "Lowest" means an octet-by-octet, lexicographical comparison (instead
+   of, for instance, comparing the nonces as large integers).  In other
+   words, start by comparing the first octet; if they're equal, move to
+   the next octet, and so on.  If you reach the end of one nonce, that
+   nonce is the lower one.
+
+   The following is an explanation on the impact this has on
+   implementations.  Assume that hosts A and B have an existing IPsec SA
+   pair with SPIs (SPIa1,SPIb1), and both start rekeying it at the same
+   time:
+
+   Host A                            Host B
+   -------------------------------------------------------------------
+   send req1: N(REKEY_SA,SPIa1),
+       SA(..,SPIa2,..),Ni1,..  -->
+                                <--  send req2: N(REKEY_SA,SPIb1),
+                                         SA(..,SPIb2,..),Ni2
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 31]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+   recv req2 <--
+
+   At this point, A knows there is a simultaneous rekeying going on.
+   However, it cannot yet know which of the exchanges will have the
+   lowest nonce, so it will just note the situation and respond as
+   usual.
+
+   send resp2: SA(..,SPIa3,..),
+        Nr1,..  -->
+                                -->  recv req1
+
+   Now B also knows that simultaneous rekeying is going on.  It responds
+   as usual.
+
+                               <--  send resp1: SA(..,SPIb3,..),
+                                        Nr2,..
+   recv resp1 <--
+                               -->  recv resp2
+
+   At this point, there are three CHILD_SA pairs between A and B (the
+   old one and two new ones).  A and B can now compare the nonces.
+   Suppose that the lowest nonce was Nr1 in message resp2; in this case,
+   B (the sender of req2) deletes the redundant new SA, and A (the node
+   that initiated the surviving rekeyed SA), deletes the old one.
+
+   send req3: D(SPIa1) -->
+                                <--  send req4: D(SPIb2)
+                                -->  recv req3
+                                <--  send resp4: D(SPIb1)
+   recv req4 <--
+   send resp4: D(SPIa3) -->
+
+   The rekeying is now finished.
+
+   However, there is a second possible sequence of events that can
+   happen if some packets are lost in the network, resulting in
+   retransmissions.  The rekeying begins as usual, but A's first packet
+   (req1) is lost.
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 32]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+   Host A                            Host B
+   -------------------------------------------------------------------
+   send req1: N(REKEY_SA,SPIa1),
+       SA(..,SPIa2,..),
+       Ni1,..  -->  (lost)
+                                <--  send req2: N(REKEY_SA,SPIb1),
+                                         SA(..,SPIb2,..),Ni2
+   recv req2 <--
+   send resp2: SA(..,SPIa3,..),
+       Nr1,.. -->
+                                -->  recv resp2
+                                <--  send req3: D(SPIb1)
+   recv req3 <--
+   send resp3: D(SPIa1) -->
+                                -->  recv resp3
+
+   From B's point of view, the rekeying is now completed, and since it
+   has not yet received A's req1, it does not even know that these was
+   simultaneous rekeying.  However, A will continue retransmitting the
+   message, and eventually it will reach B.
+
+   resend req1 -->
+                                -->  recv req1
+
+   To B, it looks like A is trying to rekey an SA that no longer exists;
+   thus, B responds to the request with something non-fatal such as
+   NO_PROPOSAL_CHOSEN.
+
+                                <--  send resp1: N(NO_PROPOSAL_CHOSEN)
+   recv resp1 <--
+
+   When A receives this error, it already knows there was simultaneous
+   rekeying, so it can ignore the error message.
+
+2.8.2.   Rekeying the IKE_SA Versus Reauthentication
+
+   {{ Added this section from Clarif-5.2 }}
+
+   Rekeying the IKE_SA and reauthentication are different concepts in
+   IKEv2.  Rekeying the IKE_SA establishes new keys for the IKE_SA and
+   resets the Message ID counters, but it does not authenticate the
+   parties again (no AUTH or EAP payloads are involved).
+
+   Although rekeying the IKE_SA may be important in some environments,
+   reauthentication (the verification that the parties still have access
+   to the long-term credentials) is often more important.
+
+   IKEv2 does not have any special support for reauthentication.
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 33]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+   Reauthentication is done by creating a new IKE_SA from scratch (using
+   IKE_SA_INIT/IKE_AUTH exchanges, without any REKEY_SA notify
+   payloads), creating new CHILD_SAs within the new IKE_SA (without
+   REKEY_SA notify payloads), and finally deleting the old IKE_SA (which
+   deletes the old CHILD_SAs as well).
+
+   This means that reauthentication also establishes new keys for the
+   IKE_SA and CHILD_SAs.  Therefore, while rekeying can be performed
+   more often than reauthentication, the situation where "authentication
+   lifetime" is shorter than "key lifetime" does not make sense.
+
+   While creation of a new IKE_SA can be initiated by either party
+   (initiator or responder in the original IKE_SA), the use of EAP
+   authentication and/or configuration payloads means in practice that
+   reauthentication has to be initiated by the same party as the
+   original IKE_SA.  IKEv2 does not currently allow the responder to
+   request reauthentication in this case; however, there is ongoing work
+   to add this functionality [REAUTH].
+
+2.9.  Traffic Selector Negotiation
+
+   {{ Clarif-7.2 }} When an RFC4301-compliant IPsec subsystem receives
+   an IP packet and matches a "protect" selector in its Security Policy
+   Database (SPD), the subsystem protects that packet with IPsec.  When
+   no SA exists yet, it is the task of IKE to create it.  Maintenance of
+   a system's SPD is outside the scope of IKE (see [PFKEY] for an
+   example protocol), though some implementations might update their SPD
+   in connection with the running of IKE (for an example scenario, see
+   Section 1.1.3).
+
+   Traffic Selector (TS) payloads allow endpoints to communicate some of
+   the information from their SPD to their peers.  TS payloads specify
+   the selection criteria for packets that will be forwarded over the
+   newly set up SA.  This can serve as a consistency check in some
+   scenarios to assure that the SPDs are consistent.  In others, it
+   guides the dynamic update of the SPD.
+
+   Two TS payloads appear in each of the messages in the exchange that
+   creates a CHILD_SA pair.  Each TS payload contains one or more
+   Traffic Selectors.  Each Traffic Selector consists of an address
+   range (IPv4 or IPv6), a port range, and an IP protocol ID.  In
+   support of the scenario described in Section 1.1.3, an initiator may
+   request that the responder assign an IP address and tell the
+   initiator what it is. {{ Clarif-6.1 }} That request is done using
+   configuration payloads, not traffic selectors.  An address in a TSi
+   payload in a response does not mean that the responder has assigned
+   that address to the initiator: it only means that if packets matching
+   these traffic selectors are sent by the initiator, IPsec processing
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 34]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+   can be performed as agreed for this SA.
+
+   IKEv2 allows the responder to choose a subset of the traffic proposed
+   by the initiator.  This could happen when the configurations of the
+   two endpoints are being updated but only one end has received the new
+   information.  Since the two endpoints may be configured by different
+   people, the incompatibility may persist for an extended period even
+   in the absence of errors.  It also allows for intentionally different
+   configurations, as when one end is configured to tunnel all addresses
+   and depends on the other end to have the up-to-date list.
+
+   The first of the two TS payloads is known as TSi (Traffic Selector-
+   initiator).  The second is known as TSr (Traffic Selector-responder).
+   TSi specifies the source address of traffic forwarded from (or the
+   destination address of traffic forwarded to) the initiator of the
+   CHILD_SA pair.  TSr specifies the destination address of the traffic
+   forwarded to (or the source address of the traffic forwarded from)
+   the responder of the CHILD_SA pair.  For example, if the original
+   initiator request the creation of a CHILD_SA pair, and wishes to
+   tunnel all traffic from subnet 192.0.1.* on the initiator's side to
+   subnet 192.0.2.* on the responder's side, the initiator would include
+   a single traffic selector in each TS payload.  TSi would specify the
+   address range (192.0.1.0 - 192.0.1.255) and TSr would specify the
+   address range (192.0.2.0 - 192.0.2.255).  Assuming that proposal was
+   acceptable to the responder, it would send identical TS payloads
+   back.  (Note: The IP address range 192.0.2.* has been reserved for
+   use in examples in RFCs and similar documents.  This document needed
+   two such ranges, and so also used 192.0.1.*.  This should not be
+   confused with any actual address.)
+
+   The responder is allowed to narrow the choices by selecting a subset
+   of the traffic, for instance by eliminating or narrowing the range of
+   one or more members of the set of traffic selectors, provided the set
+   does not become the NULL set.
+
+   It is possible for the responder's policy to contain multiple smaller
+   ranges, all encompassed by the initiator's traffic selector, and with
+   the responder's policy being that each of those ranges should be sent
+   over a different SA.  Continuing the example above, the responder
+   might have a policy of being willing to tunnel those addresses to and
+   from the initiator, but might require that each address pair be on a
+   separately negotiated CHILD_SA.  If the initiator generated its
+   request in response to an incoming packet from 192.0.1.43 to
+   192.0.2.123, there would be no way for the responder to determine
+   which pair of addresses should be included in this tunnel, and it
+   would have to make a guess or reject the request with a status of
+   SINGLE_PAIR_REQUIRED.
+
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 35]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+   {{ Clarif-4.11 }} Few implementations will have policies that require
+   separate SAs for each address pair.  Because of this, if only some
+   part (or parts) of the TSi/TSr proposed by the initiator is (are)
+   acceptable to the responder, responders SHOULD narrow TSi/TSr to an
+   acceptable subset rather than use SINGLE_PAIR_REQUIRED.
+
+   To enable the responder to choose the appropriate range in this case,
+   if the initiator has requested the SA due to a data packet, the
+   initiator SHOULD include as the first traffic selector in each of TSi
+   and TSr a very specific traffic selector including the addresses in
+   the packet triggering the request.  In the example, the initiator
+   would include in TSi two traffic selectors: the first containing the
+   address range (192.0.1.43 - 192.0.1.43) and the source port and IP
+   protocol from the packet and the second containing (192.0.1.0 -
+   192.0.1.255) with all ports and IP protocols.  The initiator would
+   similarly include two traffic selectors in TSr.
+
+   If the responder's policy does not allow it to accept the entire set
+   of traffic selectors in the initiator's request, but does allow him
+   to accept the first selector of TSi and TSr, then the responder MUST
+   narrow the traffic selectors to a subset that includes the
+   initiator's first choices.  In this example, the responder might
+   respond with TSi being (192.0.1.43 - 192.0.1.43) with all ports and
+   IP protocols.
+
+   If the initiator creates the CHILD_SA pair not in response to an
+   arriving packet, but rather, say, upon startup, then there may be no
+   specific addresses the initiator prefers for the initial tunnel over
+   any other.  In that case, the first values in TSi and TSr MAY be
+   ranges rather than specific values, and the responder chooses a
+   subset of the initiator's TSi and TSr that are acceptable.  If more
+   than one subset is acceptable but their union is not, the responder
+   MUST accept some subset and MAY include a Notify payload of type
+   ADDITIONAL_TS_POSSIBLE to indicate that the initiator might want to
+   try again.  This case will occur only when the initiator and
+   responder are configured differently from one another.  If the
+   initiator and responder agree on the granularity of tunnels, the
+   initiator will never request a tunnel wider than the responder will
+   accept. {{ Demoted the SHOULD }} Such misconfigurations should be
+   recorded in error logs.
+
+   {{ Clarif-4.10 }} A concise summary of the narrowing process is:
+
+   o  If the responder's policy does not allow any part of the traffic
+      covered by TSi/TSr, it responds with TS_UNACCEPTABLE.
+
+   o  If the responder's policy allows the entire set of traffic covered
+      by TSi/TSr, no narrowing is necessary, and the responder can
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 36]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+      return the same TSi/TSr values.
+
+   o  Otherwise, narrowing is needed.  If the responder's policy allows
+      all traffic covered by TSi[1]/TSr[1] (the first traffic selectors
+      in TSi/TSr) but not entire TSi/TSr, the responder narrows to an
+      acceptable subset of TSi/TSr that includes TSi[1]/TSr[1].
+
+   o  If the responder's policy does not allow all traffic covered by
+      TSi[1]/TSr[1], but does allow some parts of TSi/TSr, it narrows to
+      an acceptable subset of TSi/TSr.
+
+   In the last two cases, there may be several subsets that are
+   acceptable (but their union is not); in this case, the responder
+   arbitrarily chooses one of them, and includes ADDITIONAL_TS_POSSIBLE
+   notification in the response.
+
+2.9.1.  Traffic Selectors Violating Own Policy
+
+   {{ Clarif-4.12 }}
+
+   When creating a new SA, the initiator should not propose traffic
+   selectors that violate its own policy.  If this rule is not followed,
+   valid traffic may be dropped.
+
+   This is best illustrated by an example.  Suppose that host A has a
+   policy whose effect is that traffic to 192.0.1.66 is sent via host B
+   encrypted using AES, and traffic to all other hosts in 192.0.1.0/24
+   is also sent via B, but must use 3DES.  Suppose also that host B
+   accepts any combination of AES and 3DES.
+
+   If host A now proposes an SA that uses 3DES, and includes TSr
+   containing (192.0.1.0-192.0.1.0.255), this will be accepted by host
+   B. Now, host B can also use this SA to send traffic from 192.0.1.66,
+   but those packets will be dropped by A since it requires the use of
+   AES for those traffic.  Even if host A creates a new SA only for
+   192.0.1.66 that uses AES, host B may freely continue to use the first
+   SA for the traffic.  In this situation, when proposing the SA, host A
+   should have followed its own policy, and included a TSr containing
+   ((192.0.1.0-192.0.1.65),(192.0.1.67-192.0.1.255)) instead.
+
+   In general, if (1) the initiator makes a proposal "for traffic X
+   (TSi/TSr), do SA", and (2) for some subset X' of X, the initiator
+   does not actually accept traffic X' with SA, and (3) the initiator
+   would be willing to accept traffic X' with some SA' (!=SA), valid
+   traffic can be unnecessarily dropped since the responder can apply
+   either SA or SA' to traffic X'.
+
+
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 37]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+2.10.  Nonces
+
+   The IKE_SA_INIT messages each contain a nonce.  These nonces are used
+   as inputs to cryptographic functions.  The CREATE_CHILD_SA request
+   and the CREATE_CHILD_SA response also contain nonces.  These nonces
+   are used to add freshness to the key derivation technique used to
+   obtain keys for CHILD_SA, and to ensure creation of strong pseudo-
+   random bits from the Diffie-Hellman key.  Nonces used in IKEv2 MUST
+   be randomly chosen, MUST be at least 128 bits in size, and MUST be at
+   least half the key size of the negotiated prf. ("prf" refers to
+   "pseudo-random function", one of the cryptographic algorithms
+   negotiated in the IKE exchange.) {{ Clarif-7.4 }} However, the
+   initiator chooses the nonce before the outcome of the negotiation is
+   known.  Because of that, the nonce has to be long enough for all the
+   PRFs being proposed.  If the same random number source is used for
+   both keys and nonces, care must be taken to ensure that the latter
+   use does not compromise the former.
+
+2.11.  Address and Port Agility
+
+   IKE runs over UDP ports 500 and 4500, and implicitly sets up ESP and
+   AH associations for the same IP addresses it runs over.  The IP
+   addresses and ports in the outer header are, however, not themselves
+   cryptographically protected, and IKE is designed to work even through
+   Network Address Translation (NAT) boxes.  An implementation MUST
+   accept incoming requests even if the source port is not 500 or 4500,
+   and MUST respond to the address and port from which the request was
+   received.  It MUST specify the address and port at which the request
+   was received as the source address and port in the response.  IKE
+   functions identically over IPv4 or IPv6.
+
+2.12.  Reuse of Diffie-Hellman Exponentials
+
+   IKE generates keying material using an ephemeral Diffie-Hellman
+   exchange in order to gain the property of "perfect forward secrecy".
+   This means that once a connection is closed and its corresponding
+   keys are forgotten, even someone who has recorded all of the data
+   from the connection and gets access to all of the long-term keys of
+   the two endpoints cannot reconstruct the keys used to protect the
+   conversation without doing a brute force search of the session key
+   space.
+
+   Achieving perfect forward secrecy requires that when a connection is
+   closed, each endpoint MUST forget not only the keys used by the
+   connection but also any information that could be used to recompute
+   those keys.  In particular, it MUST forget the secrets used in the
+   Diffie-Hellman calculation and any state that may persist in the
+   state of a pseudo-random number generator that could be used to
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 38]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+   recompute the Diffie-Hellman secrets.
+
+   Since the computing of Diffie-Hellman exponentials is computationally
+   expensive, an endpoint may find it advantageous to reuse those
+   exponentials for multiple connection setups.  There are several
+   reasonable strategies for doing this.  An endpoint could choose a new
+   exponential only periodically though this could result in less-than-
+   perfect forward secrecy if some connection lasts for less than the
+   lifetime of the exponential.  Or it could keep track of which
+   exponential was used for each connection and delete the information
+   associated with the exponential only when some corresponding
+   connection was closed.  This would allow the exponential to be reused
+   without losing perfect forward secrecy at the cost of maintaining
+   more state.
+
+   Decisions as to whether and when to reuse Diffie-Hellman exponentials
+   is a private decision in the sense that it will not affect
+   interoperability.  An implementation that reuses exponentials MAY
+   choose to remember the exponential used by the other endpoint on past
+   exchanges and if one is reused to avoid the second half of the
+   calculation.
+
+2.13.  Generating Keying Material
+
+   In the context of the IKE_SA, four cryptographic algorithms are
+   negotiated: an encryption algorithm, an integrity protection
+   algorithm, a Diffie-Hellman group, and a pseudo-random function
+   (prf).  The pseudo-random function is used for the construction of
+   keying material for all of the cryptographic algorithms used in both
+   the IKE_SA and the CHILD_SAs.
+
+   We assume that each encryption algorithm and integrity protection
+   algorithm uses a fixed-size key and that any randomly chosen value of
+   that fixed size can serve as an appropriate key.  For algorithms that
+   accept a variable length key, a fixed key size MUST be specified as
+   part of the cryptographic transform negotiated.  For algorithms for
+   which not all values are valid keys (such as DES or 3DES with key
+   parity), the algorithm by which keys are derived from arbitrary
+   values MUST be specified by the cryptographic transform.  For
+   integrity protection functions based on Hashed Message Authentication
+   Code (HMAC), the fixed key size is the size of the output of the
+   underlying hash function.  When the prf function takes a variable
+   length key, variable length data, and produces a fixed-length output
+   (e.g., when using HMAC), the formulas in this document apply.  When
+   the key for the prf function has fixed length, the data provided as a
+   key is truncated or padded with zeros as necessary unless exceptional
+   processing is explained following the formula.
+
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 39]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+   Keying material will always be derived as the output of the
+   negotiated prf algorithm.  Since the amount of keying material needed
+   may be greater than the size of the output of the prf algorithm, we
+   will use the prf iteratively.  We will use the terminology prf+ to
+   describe the function that outputs a pseudo-random stream based on
+   the inputs to a prf as follows: (where | indicates concatenation)
+
+   prf+ (K,S) = T1 | T2 | T3 | T4 | ...
+
+   where:
+   T1 = prf (K, S | 0x01)
+   T2 = prf (K, T1 | S | 0x02)
+   T3 = prf (K, T2 | S | 0x03)
+   T4 = prf (K, T3 | S | 0x04)
+
+   continuing as needed to compute all required keys.  The keys are
+   taken from the output string without regard to boundaries (e.g., if
+   the required keys are a 256-bit Advanced Encryption Standard (AES)
+   key and a 160-bit HMAC key, and the prf function generates 160 bits,
+   the AES key will come from T1 and the beginning of T2, while the HMAC
+   key will come from the rest of T2 and the beginning of T3).
+
+   The constant concatenated to the end of each string feeding the prf
+   is a single octet. prf+ in this document is not defined beyond 255
+   times the size of the prf output.
+
+2.14.  Generating Keying Material for the IKE_SA
+
+   The shared keys are computed as follows.  A quantity called SKEYSEED
+   is calculated from the nonces exchanged during the IKE_SA_INIT
+   exchange and the Diffie-Hellman shared secret established during that
+   exchange.  SKEYSEED is used to calculate seven other secrets: SK_d
+   used for deriving new keys for the CHILD_SAs established with this
+   IKE_SA; SK_ai and SK_ar used as a key to the integrity protection
+   algorithm for authenticating the component messages of subsequent
+   exchanges; SK_ei and SK_er used for encrypting (and of course
+   decrypting) all subsequent exchanges; and SK_pi and SK_pr, which are
+   used when generating an AUTH payload.
+
+   SKEYSEED and its derivatives are computed as follows:
+
+   SKEYSEED = prf(Ni | Nr, g^ir)
+
+   {SK_d | SK_ai | SK_ar | SK_ei | SK_er | SK_pi | SK_pr }
+                   = prf+ (SKEYSEED, Ni | Nr | SPIi | SPIr )
+
+   (indicating that the quantities SK_d, SK_ai, SK_ar, SK_ei, SK_er,
+   SK_pi, and SK_pr are taken in order from the generated bits of the
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 40]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+   prf+). g^ir is the shared secret from the ephemeral Diffie-Hellman
+   exchange. g^ir is represented as a string of octets in big endian
+   order padded with zeros if necessary to make it the length of the
+   modulus.  Ni and Nr are the nonces, stripped of any headers.  If the
+   negotiated prf takes a fixed-length key and the lengths of Ni and Nr
+   do not add up to that length, half the bits must come from Ni and
+   half from Nr, taking the first bits of each.
+
+   The two directions of traffic flow use different keys.  The keys used
+   to protect messages from the original initiator are SK_ai and SK_ei.
+   The keys used to protect messages in the other direction are SK_ar
+   and SK_er.  Each algorithm takes a fixed number of bits of keying
+   material, which is specified as part of the algorithm.  For integrity
+   algorithms based on a keyed hash, the key size is always equal to the
+   length of the output of the underlying hash function.
+
+2.15.  Authentication of the IKE_SA
+
+   When not using extensible authentication (see Section 2.16), the
+   peers are authenticated by having each sign (or MAC using a shared
+   secret as the key) a block of data.  For the responder, the octets to
+   be signed start with the first octet of the first SPI in the header
+   of the second message and end with the last octet of the last payload
+   in the second message.  Appended to this (for purposes of computing
+   the signature) are the initiator's nonce Ni (just the value, not the
+   payload containing it), and the value prf(SK_pr,IDr') where IDr' is
+   the responder's ID payload excluding the fixed header.  Note that
+   neither the nonce Ni nor the value prf(SK_pr,IDr') are transmitted.
+   Similarly, the initiator signs the first message, starting with the
+   first octet of the first SPI in the header and ending with the last
+   octet of the last payload.  Appended to this (for purposes of
+   computing the signature) are the responder's nonce Nr, and the value
+   prf(SK_pi,IDi').  In the above calculation, IDi' and IDr' are the
+   entire ID payloads excluding the fixed header.  It is critical to the
+   security of the exchange that each side sign the other side's nonce.
+
+   {{ Clarif-3.1 }}
+
+   The initiator's signed octets can be described as:
+
+   InitiatorSignedOctets = RealMessage1 | NonceRData | MACedIDForI
+   GenIKEHDR = [ four octets 0 if using port 4500 ] | RealIKEHDR
+   RealIKEHDR =  SPIi | SPIr |  . . . | Length
+   RealMessage1 = RealIKEHDR | RestOfMessage1
+   NonceRPayload = PayloadHeader | NonceRData
+   InitiatorIDPayload = PayloadHeader | RestOfIDPayload
+   RestOfInitIDPayload = IDType | RESERVED | InitIDData
+   MACedIDForI = prf(SK_pi, RestOfInitIDPayload)
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 41]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+   The responder's signed octets can be described as:
+
+   ResponderSignedOctets = RealMessage2 | NonceIData | MACedIDForR
+   GenIKEHDR = [ four octets 0 if using port 4500 ] | RealIKEHDR
+   RealIKEHDR =  SPIi | SPIr |  . . . | Length
+   RealMessage2 = RealIKEHDR | RestOfMessage2
+   NonceIPayload = PayloadHeader | NonceIData
+   ResponderIDPayload = PayloadHeader | RestOfIDPayload
+   RestOfRespIDPayload = IDType | RESERVED | InitIDData
+   MACedIDForR = prf(SK_pr, RestOfRespIDPayload)
+
+   Note that all of the payloads are included under the signature,
+   including any payload types not defined in this document.  If the
+   first message of the exchange is sent twice (the second time with a
+   responder cookie and/or a different Diffie-Hellman group), it is the
+   second version of the message that is signed.
+
+   Optionally, messages 3 and 4 MAY include a certificate, or
+   certificate chain providing evidence that the key used to compute a
+   digital signature belongs to the name in the ID payload.  The
+   signature or MAC will be computed using algorithms dictated by the
+   type of key used by the signer, and specified by the Auth Method
+   field in the Authentication payload.  There is no requirement that
+   the initiator and responder sign with the same cryptographic
+   algorithms.  The choice of cryptographic algorithms depends on the
+   type of key each has.  In particular, the initiator may be using a
+   shared key while the responder may have a public signature key and
+   certificate.  It will commonly be the case (but it is not required)
+   that if a shared secret is used for authentication that the same key
+   is used in both directions.  Note that it is a common but typically
+   insecure practice to have a shared key derived solely from a user-
+   chosen password without incorporating another source of randomness.
+
+   This is typically insecure because user-chosen passwords are unlikely
+   to have sufficient unpredictability to resist dictionary attacks and
+   these attacks are not prevented in this authentication method.
+   (Applications using password-based authentication for bootstrapping
+   and IKE_SA should use the authentication method in Section 2.16,
+   which is designed to prevent off-line dictionary attacks.) {{ Demoted
+   the SHOULD }} The pre-shared key needs to contain as much
+   unpredictability as the strongest key being negotiated.  In the case
+   of a pre-shared key, the AUTH value is computed as:
+
+   AUTH = prf(prf(Shared Secret,"Key Pad for IKEv2"), <msg octets>)
+
+   where the string "Key Pad for IKEv2" is 17 ASCII characters without
+   null termination.  The shared secret can be variable length.  The pad
+   string is added so that if the shared secret is derived from a
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 42]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+   password, the IKE implementation need not store the password in
+   cleartext, but rather can store the value prf(Shared Secret,"Key Pad
+   for IKEv2"), which could not be used as a password equivalent for
+   protocols other than IKEv2.  As noted above, deriving the shared
+   secret from a password is not secure.  This construction is used
+   because it is anticipated that people will do it anyway.  The
+   management interface by which the Shared Secret is provided MUST
+   accept ASCII strings of at least 64 octets and MUST NOT add a null
+   terminator before using them as shared secrets.  It MUST also accept
+   a HEX encoding of the Shared Secret.  The management interface MAY
+   accept other encodings if the algorithm for translating the encoding
+   to a binary string is specified.
+
+   {{ Clarif-3.8 }} If the negotiated prf takes a fixed-size key, the
+   shared secret MUST be of that fixed size.  This requirement means
+   that it is difficult to use these PRFs with shared key authentication
+   because it limits the shared secrets that can be used.  Thus, PRFs
+   that require a fixed-size key SHOULD NOT be used with shared key
+   authentication.  For example, PRF_AES128_CBC [PRFAES128CBC]
+   originally used fixed key sizes; that RFC has been updated to handle
+   variable key sizes in [PRFAES128CBC-bis].  Note that Section 2.13
+   also contains text that is related to PRFs with fixed key size.
+   However, the text in that section applies only to the prf+
+   construction.
+
+2.16.  Extensible Authentication Protocol Methods
+
+   In addition to authentication using public key signatures and shared
+   secrets, IKE supports authentication using methods defined in RFC
+   3748 [EAP].  Typically, these methods are asymmetric (designed for a
+   user authenticating to a server), and they may not be mutual.  For
+   this reason, these protocols are typically used to authenticate the
+   initiator to the responder and MUST be used in conjunction with a
+   public key signature based authentication of the responder to the
+   initiator.  These methods are often associated with mechanisms
+   referred to as "Legacy Authentication" mechanisms.
+
+   While this memo references [EAP] with the intent that new methods can
+   be added in the future without updating this specification, some
+   simpler variations are documented here and in Section 3.16.  [EAP]
+   defines an authentication protocol requiring a variable number of
+   messages.  Extensible Authentication is implemented in IKE as
+   additional IKE_AUTH exchanges that MUST be completed in order to
+   initialize the IKE_SA.
+
+   An initiator indicates a desire to use extensible authentication by
+   leaving out the AUTH payload from message 3.  By including an IDi
+   payload but not an AUTH payload, the initiator has declared an
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 43]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+   identity but has not proven it.  If the responder is willing to use
+   an extensible authentication method, it will place an Extensible
+   Authentication Protocol (EAP) payload in message 4 and defer sending
+   SAr2, TSi, and TSr until initiator authentication is complete in a
+   subsequent IKE_AUTH exchange.  In the case of a minimal extensible
+   authentication, the initial SA establishment will appear as follows:
+
+   Initiator                         Responder
+   -------------------------------------------------------------------
+   HDR, SAi1, KEi, Ni  -->
+                                <--  HDR, SAr1, KEr, Nr, [CERTREQ]
+   HDR, SK {IDi, [CERTREQ,]
+       [IDr,] SAi2,
+       TSi, TSr}  -->
+                                <--  HDR, SK {IDr, [CERT,] AUTH,
+                                         EAP }
+   HDR, SK {EAP}  -->
+                                <--  HDR, SK {EAP (success)}
+   HDR, SK {AUTH}  -->
+                                <--  HDR, SK {AUTH, SAr2, TSi, TSr }
+
+   {{ Clarif-3.11 }} As described in Section 2.2, when EAP is used, each
+   pair of IKE_SA initial setup messages will have their message numbers
+   incremented; the first pair of AUTH messages will have an ID of 1,
+   the second will be 2, and so on.
+
+   For EAP methods that create a shared key as a side effect of
+   authentication, that shared key MUST be used by both the initiator
+   and responder to generate AUTH payloads in messages 7 and 8 using the
+   syntax for shared secrets specified in Section 2.15.  The shared key
+   from EAP is the field from the EAP specification named MSK.  The
+   shared key generated during an IKE exchange MUST NOT be used for any
+   other purpose.
+
+   EAP methods that do not establish a shared key SHOULD NOT be used, as
+   they are subject to a number of man-in-the-middle attacks [EAPMITM]
+   if these EAP methods are used in other protocols that do not use a
+   server-authenticated tunnel.  Please see the Security Considerations
+   section for more details.  If EAP methods that do not generate a
+   shared key are used, the AUTH payloads in messages 7 and 8 MUST be
+   generated using SK_pi and SK_pr, respectively.
+
+   {{ Demoted the SHOULD }} The initiator of an IKE_SA using EAP needs
+   to be capable of extending the initial protocol exchange to at least
+   ten IKE_AUTH exchanges in the event the responder sends notification
+   messages and/or retries the authentication prompt.  Once the protocol
+   exchange defined by the chosen EAP authentication method has
+   successfully terminated, the responder MUST send an EAP payload
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 44]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+   containing the Success message.  Similarly, if the authentication
+   method has failed, the responder MUST send an EAP payload containing
+   the Failure message.  The responder MAY at any time terminate the IKE
+   exchange by sending an EAP payload containing the Failure message.
+
+   Following such an extended exchange, the EAP AUTH payloads MUST be
+   included in the two messages following the one containing the EAP
+   Success message.
+
+   {{ Clarif-3.5 }} When the initiator authentication uses EAP, it is
+   possible that the contents of the IDi payload is used only for AAA
+   routing purposes and selecting which EAP method to use.  This value
+   may be different from the identity authenticated by the EAP method.
+   It is important that policy lookups and access control decisions use
+   the actual authenticated identity.  Often the EAP server is
+   implemented in a separate AAA server that communicates with the IKEv2
+   responder.  In this case, the authenticated identity has to be sent
+   from the AAA server to the IKEv2 responder.
+
+   {{ Clarif-3.9 }} The information in Section 2.17 about PRFs with
+   fixed-size keys also applies to EAP authentication.  For instance, a
+   PRF that requires a 128-bit key cannot be used with EAP because
+   specifies that the MSK is at least 512 bits long.
+
+2.17.  Generating Keying Material for CHILD_SAs
+
+   A single CHILD_SA is created by the IKE_AUTH exchange, and additional
+   CHILD_SAs can optionally be created in CREATE_CHILD_SA exchanges.
+   Keying material for them is generated as follows:
+
+   KEYMAT = prf+(SK_d, Ni | Nr)
+
+   Where Ni and Nr are the nonces from the IKE_SA_INIT exchange if this
+   request is the first CHILD_SA created or the fresh Ni and Nr from the
+   CREATE_CHILD_SA exchange if this is a subsequent creation.
+
+   For CREATE_CHILD_SA exchanges including an optional Diffie-Hellman
+   exchange, the keying material is defined as:
+
+   KEYMAT = prf+(SK_d, g^ir (new) | Ni | Nr )
+
+   where g^ir (new) is the shared secret from the ephemeral Diffie-
+   Hellman exchange of this CREATE_CHILD_SA exchange (represented as an
+   octet string in big endian order padded with zeros in the high-order
+   bits if necessary to make it the length of the modulus).
+
+   A single CHILD_SA negotiation may result in multiple security
+   associations.  ESP and AH SAs exist in pairs (one in each direction),
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 45]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+   and four SAs could be created in a single CHILD_SA negotiation if a
+   combination of ESP and AH is being negotiated.
+
+   Keying material MUST be taken from the expanded KEYMAT in the
+   following order:
+
+   o  All keys for SAs carrying data from the initiator to the responder
+      are taken before SAs going in the reverse direction.
+
+   o  If multiple IPsec protocols are negotiated, keying material is
+      taken in the order in which the protocol headers will appear in
+      the encapsulated packet.
+
+   o  If a single protocol has both encryption and authentication keys,
+      the encryption key is taken from the first octets of KEYMAT and
+      the authentication key is taken from the next octets.
+
+   Each cryptographic algorithm takes a fixed number of bits of keying
+   material specified as part of the algorithm.
+
+2.18.  Rekeying IKE_SAs Using a CREATE_CHILD_SA Exchange
+
+   The CREATE_CHILD_SA exchange can be used to rekey an existing IKE_SA
+   (see Section 2.8). {{ Clarif-5.3 }} New initiator and responder SPIs
+   are supplied in the SPI fields in the Proposal structures inside the
+   Security Association (SA) payloads (not the SPI fields in the IKE
+   header).  The TS payloads are omitted when rekeying an IKE_SA.
+   SKEYSEED for the new IKE_SA is computed using SK_d from the existing
+   IKE_SA as follows:
+
+   SKEYSEED = prf(SK_d (old), [g^ir (new)] | Ni | Nr)
+
+   where g^ir (new) is the shared secret from the ephemeral Diffie-
+   Hellman exchange of this CREATE_CHILD_SA exchange (represented as an
+   octet string in big endian order padded with zeros if necessary to
+   make it the length of the modulus) and Ni and Nr are the two nonces
+   stripped of any headers.
+
+   {{ Clarif-5.5 }} The old and new IKE_SA may have selected a different
+   PRF.  Because the rekeying exchange belongs to the old IKE_SA, it is
+   the old IKE_SA's PRF that is used.  Note that this may not work if
+   the new IKE_SA's PRF has a fixed key size because the output of the
+   PRF may not be of the correct size.
+
+   The new IKE_SA MUST reset its message counters to 0.
+
+   SK_d, SK_ai, SK_ar, SK_ei, and SK_er are computed from SKEYSEED as
+   specified in Section 2.14.
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 46]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+2.19.  Requesting an Internal Address on a Remote Network
+
+   Most commonly occurring in the endpoint-to-security-gateway scenario,
+   an endpoint may need an IP address in the network protected by the
+   security gateway and may need to have that address dynamically
+   assigned.  A request for such a temporary address can be included in
+   any request to create a CHILD_SA (including the implicit request in
+   message 3) by including a CP payload.
+
+   This function provides address allocation to an IPsec Remote Access
+   Client (IRAC) trying to tunnel into a network protected by an IPsec
+   Remote Access Server (IRAS).  Since the IKE_AUTH exchange creates an
+   IKE_SA and a CHILD_SA, the IRAC MUST request the IRAS-controlled
+   address (and optionally other information concerning the protected
+   network) in the IKE_AUTH exchange.  The IRAS may procure an address
+   for the IRAC from any number of sources such as a DHCP/BOOTP server
+   or its own address pool.
+
+   Initiator                         Responder
+   -------------------------------------------------------------------
+    HDR, SK {IDi, [CERT,]
+       [CERTREQ,] [IDr,] AUTH,
+       CP(CFG_REQUEST), SAi2,
+       TSi, TSr}  -->
+                                <--  HDR, SK {IDr, [CERT,] AUTH,
+                                         CP(CFG_REPLY), SAr2,
+                                         TSi, TSr}
+
+   In all cases, the CP payload MUST be inserted before the SA payload.
+   In variations of the protocol where there are multiple IKE_AUTH
+   exchanges, the CP payloads MUST be inserted in the messages
+   containing the SA payloads.
+
+   CP(CFG_REQUEST) MUST contain at least an INTERNAL_ADDRESS attribute
+   (either IPv4 or IPv6) but MAY contain any number of additional
+   attributes the initiator wants returned in the response.
+
+   For example, message from initiator to responder:
+
+   {{ Clarif-6.3 }}
+
+   CP(CFG_REQUEST)=
+     INTERNAL_ADDRESS()
+   TSi = (0, 0-65535,0.0.0.0-255.255.255.255)
+   TSr = (0, 0-65535,0.0.0.0-255.255.255.255)
+
+   NOTE: Traffic Selectors contain (protocol, port range, address
+   range).
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 47]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+   Message from responder to initiator:
+
+   CP(CFG_REPLY)=
+     INTERNAL_ADDRESS(192.0.2.202)
+     INTERNAL_NETMASK(255.255.255.0)
+     INTERNAL_SUBNET(192.0.2.0/255.255.255.0)
+   TSi = (0, 0-65535,192.0.2.202-192.0.2.202)
+   TSr = (0, 0-65535,192.0.2.0-192.0.2.255)
+
+   All returned values will be implementation dependent.  As can be seen
+   in the above example, the IRAS MAY also send other attributes that
+   were not included in CP(CFG_REQUEST) and MAY ignore the non-
+   mandatory attributes that it does not support.
+
+   The responder MUST NOT send a CFG_REPLY without having first received
+   a CP(CFG_REQUEST) from the initiator, because we do not want the IRAS
+   to perform an unnecessary configuration lookup if the IRAC cannot
+   process the REPLY.  In the case where the IRAS's configuration
+   requires that CP be used for a given identity IDi, but IRAC has
+   failed to send a CP(CFG_REQUEST), IRAS MUST fail the request, and
+   terminate the IKE exchange with a FAILED_CP_REQUIRED error.
+
+2.20.  Requesting the Peer's Version
+
+   An IKE peer wishing to inquire about the other peer's IKE software
+   version information MAY use the method below.  This is an example of
+   a configuration request within an INFORMATIONAL exchange, after the
+   IKE_SA and first CHILD_SA have been created.
+
+   An IKE implementation MAY decline to give out version information
+   prior to authentication or even after authentication to prevent
+   trolling in case some implementation is known to have some security
+   weakness.  In that case, it MUST either return an empty string or no
+   CP payload if CP is not supported.
+
+   Initiator                         Responder
+   -------------------------------------------------------------------
+   HDR, SK{CP(CFG_REQUEST)}  -->
+                                <--  HDR, SK{CP(CFG_REPLY)}
+
+   CP(CFG_REQUEST)=
+     APPLICATION_VERSION("")
+
+   CP(CFG_REPLY) APPLICATION_VERSION("foobar v1.3beta, (c) Foo Bar
+     Inc.")
+
+
+
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 48]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+2.21.  Error Handling
+
+   There are many kinds of errors that can occur during IKE processing.
+   If a request is received that is badly formatted or unacceptable for
+   reasons of policy (e.g., no matching cryptographic algorithms), the
+   response MUST contain a Notify payload indicating the error.  If an
+   error occurs outside the context of an IKE request (e.g., the node is
+   getting ESP messages on a nonexistent SPI), the node SHOULD initiate
+   an INFORMATIONAL exchange with a Notify payload describing the
+   problem.
+
+   Errors that occur before a cryptographically protected IKE_SA is
+   established must be handled very carefully.  There is a trade-off
+   between wanting to be helpful in diagnosing a problem and responding
+   to it and wanting to avoid being a dupe in a denial of service attack
+   based on forged messages.
+
+   If a node receives a message on UDP port 500 or 4500 outside the
+   context of an IKE_SA known to it (and not a request to start one), it
+   may be the result of a recent crash of the node.  If the message is
+   marked as a response, the node MAY audit the suspicious event but
+   MUST NOT respond.  If the message is marked as a request, the node
+   MAY audit the suspicious event and MAY send a response.  If a
+   response is sent, the response MUST be sent to the IP address and
+   port from whence it came with the same IKE SPIs and the Message ID
+   copied.  The response MUST NOT be cryptographically protected and
+   MUST contain a Notify payload indicating INVALID_IKE_SPI.
+
+   A node receiving such an unprotected Notify payload MUST NOT respond
+   and MUST NOT change the state of any existing SAs.  The message might
+   be a forgery or might be a response the genuine correspondent was
+   tricked into sending. {{ Demoted two SHOULDs }} A node should treat
+   such a message (and also a network message like ICMP destination
+   unreachable) as a hint that there might be problems with SAs to that
+   IP address and should initiate a liveness test for any such IKE_SA.
+   An implementation SHOULD limit the frequency of such tests to avoid
+   being tricked into participating in a denial of service attack.
+
+   A node receiving a suspicious message from an IP address with which
+   it has an IKE_SA MAY send an IKE Notify payload in an IKE
+   INFORMATIONAL exchange over that SA. {{ Demoted the SHOULD }} The
+   recipient MUST NOT change the state of any SAs as a result but may
+   wish to audit the event to aid in diagnosing malfunctions.  A node
+   MUST limit the rate at which it will send messages in response to
+   unprotected messages.
+
+
+
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 49]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+2.22.  IPComp
+
+   Use of IP compression [IPCOMP] can be negotiated as part of the setup
+   of a CHILD_SA.  While IP compression involves an extra header in each
+   packet and a compression parameter index (CPI), the virtual
+   "compression association" has no life outside the ESP or AH SA that
+   contains it.  Compression associations disappear when the
+   corresponding ESP or AH SA goes away.  It is not explicitly mentioned
+   in any DELETE payload.
+
+   Negotiation of IP compression is separate from the negotiation of
+   cryptographic parameters associated with a CHILD_SA.  A node
+   requesting a CHILD_SA MAY advertise its support for one or more
+   compression algorithms through one or more Notify payloads of type
+   IPCOMP_SUPPORTED.  The response MAY indicate acceptance of a single
+   compression algorithm with a Notify payload of type IPCOMP_SUPPORTED.
+   These payloads MUST NOT occur in messages that do not contain SA
+   payloads.
+
+   Although there has been discussion of allowing multiple compression
+   algorithms to be accepted and to have different compression
+   algorithms available for the two directions of a CHILD_SA,
+   implementations of this specification MUST NOT accept an IPComp
+   algorithm that was not proposed, MUST NOT accept more than one, and
+   MUST NOT compress using an algorithm other than one proposed and
+   accepted in the setup of the CHILD_SA.
+
+   A side effect of separating the negotiation of IPComp from
+   cryptographic parameters is that it is not possible to propose
+   multiple cryptographic suites and propose IP compression with some of
+   them but not others.
+
+2.23.  NAT Traversal
+
+   Network Address Translation (NAT) gateways are a controversial
+   subject.  This section briefly describes what they are and how they
+   are likely to act on IKE traffic.  Many people believe that NATs are
+   evil and that we should not design our protocols so as to make them
+   work better.  IKEv2 does specify some unintuitive processing rules in
+   order that NATs are more likely to work.
+
+   NATs exist primarily because of the shortage of IPv4 addresses,
+   though there are other rationales.  IP nodes that are "behind" a NAT
+   have IP addresses that are not globally unique, but rather are
+   assigned from some space that is unique within the network behind the
+   NAT but that are likely to be reused by nodes behind other NATs.
+   Generally, nodes behind NATs can communicate with other nodes behind
+   the same NAT and with nodes with globally unique addresses, but not
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 50]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+   with nodes behind other NATs.  There are exceptions to that rule.
+   When those nodes make connections to nodes on the real Internet, the
+   NAT gateway "translates" the IP source address to an address that
+   will be routed back to the gateway.  Messages to the gateway from the
+   Internet have their destination addresses "translated" to the
+   internal address that will route the packet to the correct endnode.
+
+   NATs are designed to be "transparent" to endnodes.  Neither software
+   on the node behind the NAT nor the node on the Internet requires
+   modification to communicate through the NAT.  Achieving this
+   transparency is more difficult with some protocols than with others.
+   Protocols that include IP addresses of the endpoints within the
+   payloads of the packet will fail unless the NAT gateway understands
+   the protocol and modifies the internal references as well as those in
+   the headers.  Such knowledge is inherently unreliable, is a network
+   layer violation, and often results in subtle problems.
+
+   Opening an IPsec connection through a NAT introduces special
+   problems.  If the connection runs in transport mode, changing the IP
+   addresses on packets will cause the checksums to fail and the NAT
+   cannot correct the checksums because they are cryptographically
+   protected.  Even in tunnel mode, there are routing problems because
+   transparently translating the addresses of AH and ESP packets
+   requires special logic in the NAT and that logic is heuristic and
+   unreliable in nature.  For that reason, IKEv2 can negotiate UDP
+   encapsulation of IKE and ESP packets.  This encoding is slightly less
+   efficient but is easier for NATs to process.  In addition, firewalls
+   may be configured to pass IPsec traffic over UDP but not ESP/AH or
+   vice versa.
+
+   It is a common practice of NATs to translate TCP and UDP port numbers
+   as well as addresses and use the port numbers of inbound packets to
+   decide which internal node should get a given packet.  For this
+   reason, even though IKE packets MUST be sent from and to UDP port
+   500, they MUST be accepted coming from any port and responses MUST be
+   sent to the port from whence they came.  This is because the ports
+   may be modified as the packets pass through NATs.  Similarly, IP
+   addresses of the IKE endpoints are generally not included in the IKE
+   payloads because the payloads are cryptographically protected and
+   could not be transparently modified by NATs.
+
+   Port 4500 is reserved for UDP-encapsulated ESP and IKE.  When working
+   through a NAT, it is generally better to pass IKE packets over port
+   4500 because some older NATs handle IKE traffic on port 500 cleverly
+   in an attempt to transparently establish IPsec connections between
+   endpoints that don't handle NAT traversal themselves.  Such NATs may
+   interfere with the straightforward NAT traversal envisioned by this
+   document. {{ Clarif-7.6 }} An IPsec endpoint that discovers a NAT
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 51]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+   between it and its correspondent MUST send all subsequent traffic
+   from port 4500, which NATs should not treat specially (as they might
+   with port 500).
+
+   The specific requirements for supporting NAT traversal [NATREQ] are
+   listed below.  Support for NAT traversal is optional.  In this
+   section only, requirements listed as MUST apply only to
+   implementations supporting NAT traversal.
+
+   o  IKE MUST listen on port 4500 as well as port 500.  IKE MUST
+      respond to the IP address and port from which packets arrived.
+
+   o  Both IKE initiator and responder MUST include in their IKE_SA_INIT
+      packets Notify payloads of type NAT_DETECTION_SOURCE_IP and
+      NAT_DETECTION_DESTINATION_IP.  Those payloads can be used to
+      detect if there is NAT between the hosts, and which end is behind
+      the NAT.  The location of the payloads in the IKE_SA_INIT packets
+      are just after the Ni and Nr payloads (before the optional CERTREQ
+      payload).
+
+   o  If none of the NAT_DETECTION_SOURCE_IP payload(s) received matches
+      the hash of the source IP and port found from the IP header of the
+      packet containing the payload, it means that the other end is
+      behind NAT (i.e., someone along the route changed the source
+      address of the original packet to match the address of the NAT
+      box).  In this case, this end should allow dynamic update of the
+      other ends IP address, as described later.
+
+   o  If the NAT_DETECTION_DESTINATION_IP payload received does not
+      match the hash of the destination IP and port found from the IP
+      header of the packet containing the payload, it means that this
+      end is behind a NAT.  In this case, this end SHOULD start sending
+      keepalive packets as explained in [UDPENCAPS].
+
+   o  The IKE initiator MUST check these payloads if present and if they
+      do not match the addresses in the outer packet MUST tunnel all
+      future IKE and ESP packets associated with this IKE_SA over UDP
+      port 4500.
+
+   o  To tunnel IKE packets over UDP port 4500, the IKE header has four
+      octets of zero prepended and the result immediately follows the
+      UDP header.  To tunnel ESP packets over UDP port 4500, the ESP
+      header immediately follows the UDP header.  Since the first four
+      bytes of the ESP header contain the SPI, and the SPI cannot
+      validly be zero, it is always possible to distinguish ESP and IKE
+      messages.
+
+
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 52]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+   o  The original source and destination IP address required for the
+      transport mode TCP and UDP packet checksum fixup (see [UDPENCAPS])
+      are obtained from the Traffic Selectors associated with the
+      exchange.  In the case of NAT traversal, the Traffic Selectors
+      MUST contain exactly one IP address, which is then used as the
+      original IP address.
+
+   o  There are cases where a NAT box decides to remove mappings that
+      are still alive (for example, the keepalive interval is too long,
+      or the NAT box is rebooted).  To recover in these cases, hosts
+      that are not behind a NAT SHOULD send all packets (including
+      retransmission packets) to the IP address and port from the last
+      valid authenticated packet from the other end (i.e., dynamically
+      update the address). {{ Promoted the SHOULD }} A host behind a NAT
+      MUST NOT do this because it opens a DoS attack possibility.  Any
+      authenticated IKE packet or any authenticated UDP-encapsulated ESP
+      packet can be used to detect that the IP address or the port has
+      changed.
+
+   Note that similar but probably not identical actions will likely be
+   needed to make IKE work with Mobile IP, but such processing is not
+   addressed by this document.
+
+2.24.  Explicit Congestion Notification (ECN)
+
+   When IPsec tunnels behave as originally specified in [IPSECARCH-OLD],
+   ECN usage is not appropriate for the outer IP headers because tunnel
+   decapsulation processing discards ECN congestion indications to the
+   detriment of the network.  ECN support for IPsec tunnels for IKEv1-
+   based IPsec requires multiple operating modes and negotiation (see
+   [ECN]).  IKEv2 simplifies this situation by requiring that ECN be
+   usable in the outer IP headers of all tunnel-mode IPsec SAs created
+   by IKEv2.  Specifically, tunnel encapsulators and decapsulators for
+   all tunnel-mode SAs created by IKEv2 MUST support the ECN full-
+   functionality option for tunnels specified in [ECN] and MUST
+   implement the tunnel encapsulation and decapsulation processing
+   specified in [IPSECARCH] to prevent discarding of ECN congestion
+   indications.
+
+
+3.  Header and Payload Formats
+
+3.1.  The IKE Header
+
+   IKE messages use UDP ports 500 and/or 4500, with one IKE message per
+   UDP datagram.  Information from the beginning of the packet through
+   the UDP header is largely ignored except that the IP addresses and
+   UDP ports from the headers are reversed and used for return packets.
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 53]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+   When sent on UDP port 500, IKE messages begin immediately following
+   the UDP header.  When sent on UDP port 4500, IKE messages have
+   prepended four octets of zero.  These four octets of zero are not
+   part of the IKE message and are not included in any of the length
+   fields or checksums defined by IKE.  Each IKE message begins with the
+   IKE header, denoted HDR in this memo.  Following the header are one
+   or more IKE payloads each identified by a "Next Payload" field in the
+   preceding payload.  Payloads are processed in the order in which they
+   appear in an IKE message by invoking the appropriate processing
+   routine according to the "Next Payload" field in the IKE header and
+   subsequently according to the "Next Payload" field in the IKE payload
+   itself until a "Next Payload" field of zero indicates that no
+   payloads follow.  If a payload of type "Encrypted" is found, that
+   payload is decrypted and its contents parsed as additional payloads.
+   An Encrypted payload MUST be the last payload in a packet and an
+   Encrypted payload MUST NOT contain another Encrypted payload.
+
+   The Recipient SPI in the header identifies an instance of an IKE
+   security association.  It is therefore possible for a single instance
+   of IKE to multiplex distinct sessions with multiple peers.
+
+   All multi-octet fields representing integers are laid out in big
+   endian order (aka most significant byte first, or network byte
+   order).
+
+   The format of the IKE header is shown in Figure 4.
+
+                        1                   2                   3
+    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
+   !                       IKE_SA Initiator's SPI                  !
+   !                                                               !
+   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
+   !                       IKE_SA Responder's SPI                  !
+   !                                                               !
+   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
+   !  Next Payload ! MjVer ! MnVer ! Exchange Type !     Flags     !
+   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
+   !                          Message ID                           !
+   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
+   !                            Length                             !
+   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
+
+                    Figure 4:  IKE Header Format
+
+   o  Initiator's SPI (8 octets) - A value chosen by the initiator to
+      identify a unique IKE security association.  This value MUST NOT
+      be zero.
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 54]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+   o  Responder's SPI (8 octets) - A value chosen by the responder to
+      identify a unique IKE security association.  This value MUST be
+      zero in the first message of an IKE Initial Exchange (including
+      repeats of that message including a cookie). {{ The phrase "and
+      MUST NOT be zero in any other message" was removed; Clarif-2.1 }}
+
+   o  Next Payload (1 octet) - Indicates the type of payload that
+      immediately follows the header.  The format and value of each
+      payload are defined below.
+
+   o  Major Version (4 bits) - Indicates the major version of the IKE
+      protocol in use.  Implementations based on this version of IKE
+      MUST set the Major Version to 2.  Implementations based on
+      previous versions of IKE and ISAKMP MUST set the Major Version to
+      1.  Implementations based on this version of IKE MUST reject or
+      ignore messages containing a version number greater than 2.
+
+   o  Minor Version (4 bits) - Indicates the minor version of the IKE
+      protocol in use.  Implementations based on this version of IKE
+      MUST set the Minor Version to 0.  They MUST ignore the minor
+      version number of received messages.
+
+   o  Exchange Type (1 octet) - Indicates the type of exchange being
+      used.  This constrains the payloads sent in each message and
+      orderings of messages in an exchange.
+
+      Exchange Type             Value
+      ----------------------------------
+      RESERVED                  0-33
+      IKE_SA_INIT               34
+      IKE_AUTH                  35
+      CREATE_CHILD_SA           36
+      INFORMATIONAL             37
+      RESERVED TO IANA          38-239
+      Reserved for private use  240-255
+
+   o  Flags (1 octet) - Indicates specific options that are set for the
+      message.  Presence of options are indicated by the appropriate bit
+      in the flags field being set.  The bits are defined LSB first, so
+      bit 0 would be the least significant bit of the Flags octet.  In
+      the description below, a bit being 'set' means its value is '1',
+      while 'cleared' means its value is '0'.
+
+      *  X(reserved) (bits 0-2) - These bits MUST be cleared when
+         sending and MUST be ignored on receipt.
+
+      *  I(nitiator) (bit 3 of Flags) - This bit MUST be set in messages
+         sent by the original initiator of the IKE_SA and MUST be
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 55]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+         cleared in messages sent by the original responder.  It is used
+         by the recipient to determine which eight octets of the SPI
+         were generated by the recipient.
+
+      *  V(ersion) (bit 4 of Flags) - This bit indicates that the
+         transmitter is capable of speaking a higher major version
+         number of the protocol than the one indicated in the major
+         version number field.  Implementations of IKEv2 must clear this
+         bit when sending and MUST ignore it in incoming messages.
+
+      *  R(esponse) (bit 5 of Flags) - This bit indicates that this
+         message is a response to a message containing the same message
+         ID.  This bit MUST be cleared in all request messages and MUST
+         be set in all responses.  An IKE endpoint MUST NOT generate a
+         response to a message that is marked as being a response.
+
+      *  X(reserved) (bits 6-7 of Flags) - These bits MUST be cleared
+         when sending and MUST be ignored on receipt.
+
+   o  Message ID (4 octets) - Message identifier used to control
+      retransmission of lost packets and matching of requests and
+      responses.  It is essential to the security of the protocol
+      because it is used to prevent message replay attacks.  See
+      Section 2.1 and Section 2.2.
+
+   o  Length (4 octets) - Length of total message (header + payloads) in
+      octets.
+
+3.2.  Generic Payload Header
+
+   Each IKE payload defined in Section 3.3 through Section 3.16 begins
+   with a generic payload header, shown in Figure 5.  Figures for each
+   payload below will include the generic payload header, but for
+   brevity the description of each field will be omitted.
+
+                        1                   2                   3
+    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
+   ! Next Payload  !C!  RESERVED   !         Payload Length        !
+   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
+
+                      Figure 5:  Generic Payload Header
+
+   The Generic Payload Header fields are defined as follows:
+
+   o  Next Payload (1 octet) - Identifier for the payload type of the
+      next payload in the message.  If the current payload is the last
+      in the message, then this field will be 0.  This field provides a
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 56]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+      "chaining" capability whereby additional payloads can be added to
+      a message by appending it to the end of the message and setting
+      the "Next Payload" field of the preceding payload to indicate the
+      new payload's type.  An Encrypted payload, which must always be
+      the last payload of a message, is an exception.  It contains data
+      structures in the format of additional payloads.  In the header of
+      an Encrypted payload, the Next Payload field is set to the payload
+      type of the first contained payload (instead of 0).  The payload
+      type values are:
+
+      Next Payload Type                Notation  Value
+      --------------------------------------------------
+      No Next Payload                             0
+      RESERVED                                    1-32
+      Security Association             SA         33
+      Key Exchange                     KE         34
+      Identification - Initiator       IDi        35
+      Identification - Responder       IDr        36
+      Certificate                      CERT       37
+      Certificate Request              CERTREQ    38
+      Authentication                   AUTH       39
+      Nonce                            Ni, Nr     40
+      Notify                           N          41
+      Delete                           D          42
+      Vendor ID                        V          43
+      Traffic Selector - Initiator     TSi        44
+      Traffic Selector - Responder     TSr        45
+      Encrypted                        E          46
+      Configuration                    CP         47
+      Extensible Authentication        EAP        48
+      RESERVED TO IANA                            49-127
+      PRIVATE USE                                 128-255
+
+      (Payload type values 1-32 should not be assigned in the
+      future so that there is no overlap with the code assignments
+      for IKEv1.)
+
+   o  Critical (1 bit) - MUST be set to zero if the sender wants the
+      recipient to skip this payload if it does not understand the
+      payload type code in the Next Payload field of the previous
+      payload.  MUST be set to one if the sender wants the recipient to
+      reject this entire message if it does not understand the payload
+      type.  MUST be ignored by the recipient if the recipient
+      understands the payload type code.  MUST be set to zero for
+      payload types defined in this document.  Note that the critical
+      bit applies to the current payload rather than the "next" payload
+      whose type code appears in the first octet.  The reasoning behind
+      not setting the critical bit for payloads defined in this document
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 57]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+      is that all implementations MUST understand all payload types
+      defined in this document and therefore must ignore the Critical
+      bit's value.  Skipped payloads are expected to have valid Next
+      Payload and Payload Length fields.
+
+   o  RESERVED (7 bits) - MUST be sent as zero; MUST be ignored on
+      receipt.
+
+   o  Payload Length (2 octets) - Length in octets of the current
+      payload, including the generic payload header.
+
+3.3.  Security Association Payload
+
+   The Security Association Payload, denoted SA in this memo, is used to
+   negotiate attributes of a security association.  Assembly of Security
+   Association Payloads requires great peace of mind.  An SA payload MAY
+   contain multiple proposals.  If there is more than one, they MUST be
+   ordered from most preferred to least preferred.  Each proposal may
+   contain multiple IPsec protocols (where a protocol is IKE, ESP, or
+   AH), each protocol MAY contain multiple transforms, and each
+   transform MAY contain multiple attributes.  When parsing an SA, an
+   implementation MUST check that the total Payload Length is consistent
+   with the payload's internal lengths and counts.  Proposals,
+   Transforms, and Attributes each have their own variable length
+   encodings.  They are nested such that the Payload Length of an SA
+   includes the combined contents of the SA, Proposal, Transform, and
+   Attribute information.  The length of a Proposal includes the lengths
+   of all Transforms and Attributes it contains.  The length of a
+   Transform includes the lengths of all Attributes it contains.
+
+   The syntax of Security Associations, Proposals, Transforms, and
+   Attributes is based on ISAKMP; however the semantics are somewhat
+   different.  The reason for the complexity and the hierarchy is to
+   allow for multiple possible combinations of algorithms to be encoded
+   in a single SA.  Sometimes there is a choice of multiple algorithms,
+   whereas other times there is a combination of algorithms.  For
+   example, an initiator might want to propose using (AH w/MD5 and ESP
+   w/3DES) OR (ESP w/MD5 and 3DES).
+
+   One of the reasons the semantics of the SA payload has changed from
+   ISAKMP and IKEv1 is to make the encodings more compact in common
+   cases.
+
+   The Proposal structure contains within it a Proposal # and an IPsec
+   protocol ID.  Each structure MUST have the same Proposal # as the
+   previous one or be one (1) greater.  The first Proposal MUST have a
+   Proposal # of one (1).  If two successive structures have the same
+   Proposal number, it means that the proposal consists of the first
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 58]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+   structure AND the second.  So a proposal of AH AND ESP would have two
+   proposal structures, one for AH and one for ESP and both would have
+   Proposal #1.  A proposal of AH OR ESP would have two proposal
+   structures, one for AH with Proposal #1 and one for ESP with Proposal
+   #2.
+
+   Each Proposal/Protocol structure is followed by one or more transform
+   structures.  The number of different transforms is generally
+   determined by the Protocol.  AH generally has a single transform: an
+   integrity check algorithm.  ESP generally has two: an encryption
+   algorithm and an integrity check algorithm.  IKE generally has four
+   transforms: a Diffie-Hellman group, an integrity check algorithm, a
+   prf algorithm, and an encryption algorithm.  If an algorithm that
+   combines encryption and integrity protection is proposed, it MUST be
+   proposed as an encryption algorithm and an integrity protection
+   algorithm MUST NOT be proposed.  For each Protocol, the set of
+   permissible transforms is assigned transform ID numbers, which appear
+   in the header of each transform.
+
+   If there are multiple transforms with the same Transform Type, the
+   proposal is an OR of those transforms.  If there are multiple
+   Transforms with different Transform Types, the proposal is an AND of
+   the different groups.  For example, to propose ESP with (3DES or
+   IDEA) and (HMAC_MD5 or HMAC_SHA), the ESP proposal would contain two
+   Transform Type 1 candidates (one for 3DES and one for IDEA) and two
+   Transform Type 2 candidates (one for HMAC_MD5 and one for HMAC_SHA).
+   This effectively proposes four combinations of algorithms.  If the
+   initiator wanted to propose only a subset of those, for example (3DES
+   and HMAC_MD5) or (IDEA and HMAC_SHA), there is no way to encode that
+   as multiple transforms within a single Proposal.  Instead, the
+   initiator would have to construct two different Proposals, each with
+   two transforms.
+
+   A given transform MAY have one or more Attributes.  Attributes are
+   necessary when the transform can be used in more than one way, as
+   when an encryption algorithm has a variable key size.  The transform
+   would specify the algorithm and the attribute would specify the key
+   size.  Most transforms do not have attributes.  A transform MUST NOT
+   have multiple attributes of the same type.  To propose alternate
+   values for an attribute (for example, multiple key sizes for the AES
+   encryption algorithm), and implementation MUST include multiple
+   Transforms with the same Transform Type each with a single Attribute.
+
+   Note that the semantics of Transforms and Attributes are quite
+   different from those in IKEv1.  In IKEv1, a single Transform carried
+   multiple algorithms for a protocol with one carried in the Transform
+   and the others carried in the Attributes.
+
+
+
+
+Hoffman                   Expires July 5, 2006                 [Page 59]
+\f
+Internet-Draft                    IKEv2                     January 2006
+
+
+                        1                   2                   3
+    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
+   ! Next Payload  !C!  RESERVED   !         Payload Length        !
+   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
+   !                                                               !
+   ~                          <Proposals>                          ~
+   !                                                               !
+   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
+
+            Figure 6:  Security Association Payload
+
+   o  Proposals (variable) - One or more proposal substructures.
+
+   The payload type for the Security Association Payload is thirty three
+   (33).
+
+3.3.1.  Proposal Substructure
+
+                        1                   2                   3
+    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
+   ! 0 (last) or 2&