网络安全可以在lP协议栈的各个层次上进行。在IP层上实施网络安全的优点是可以以一种统一的方式对各种数据流进行保护，而不必针对每一种应用实施专有的安全机制。网络层安全是网络安全体系中极为重要的一环，可以用来构建VPN。传统上通过租用专线来构建专用广域网，这种方式费用极高。而通过VPN利用公用的信道，如因特网，建立安全通道，以此来构建一个虚拟的专用广域网，则可以使成本大大降低，同时也提供了与租用专线方式等同的安全性。 IPSec协议是VPN协议体系的核心，它弥补了IP层的安全缺陷，还定义了针对IP分组的加密部件和验证部件，以及在信源端为IP分组附加这些部件，在信宿端分析拆解这些部件的方法。 因为传输中的数据有被拦截的风险，网络安全就成为网络发展的主要问题。大多数系统利用公开密钥加密系统来提供安全服务。众多公钥加密算法中，RSA算法是现今最著名，应用领域最大，同时使用也最普遍。公钥加密算法基础运算是模幂计算。而高字节(512位以上)的模幂运算耗费资源、计算缓慢，使RSA算法很难高速运算。因此本文引入中国剩余定理，对目前最广为应用的RSA发展算法Montgomery进行修改，进一步提高运算速度。 本文设计并实现了基于NDIS中间驱动的包过滤防火墙。此防火墙的功能包括截获数据包、加入自我识别码、发送数据包、分析并过滤数据包。该防火墙在数据链路层截获MAC帧，提高了网络的安全性和运行效率。 基于上面提到的改进加密算法与包过滤防火墙，本文设计了一个基于IPSec的VPN原型系统，实现IPSec的安全策略管理模型。