Защита информации виртуальных частных сетей (стр. 6 из 13)

При работе в IP-сетях протокол L2TP очень похож на PPTP. Здесь туннель прокладывается между клиентом L2TP и сервером L2TP. При этом не имеет никакого значения, подключен ли клиент к сети (например, к ЛВС) постоянно или для установления IP-подключения ему нужно сначала связаться по коммутируемому каналу с сервером сетевого доступа (так подключаются через Интернет удаленные пользователи).

Рисунок 3 – туннелирование с использованием L2TP

Как PPTP, так и L2TP прежде всего производят первичное инкапсулирование данных по протоколу РРР, а затем добавляют в полученные пакеты дополнительные заголовки, необходимые для их пересылки через промежуточные сети. На этом этапе в работе PPTP и L2TP начинают проявляться некоторые различия.

PPTP способен пересылать пакеты только через IP-сети, тогда как L2TP позволяет прокладывать туннели по любым пакетно-ориентированным средам, где возможна организация одноранговых подключений. Благодаря этому пакеты L2TP могут пересылаться по IP-сетям (с использованием протокола UDP), по частным виртуальным каналам с ретрансляцией кадров Frame Relay, по виртуальным каналам Х.25 и по виртуальным каналам АТМ.

PPTP позволяет проложить между конечными точками виртуального канала только один туннель, а L2TP может соединить их несколькими.

L2TP поддерживает сжатие заголовков, как это описано в проекте спецификации. Применение данной функции позволяет ограничиться четырьмя дополнительными байтами в заголовке, тогда как PPTP добавляет в него 6 байт.

В L2TP предусмотрена аутентификация туннеля, которой нет в PPTP. Правда, когда в туннеле используется протокол IPSec, аутентификация на канальном уровне становится ненужной, так как и L2TP, и PPTP производят ее именно по протоколу IPSec.

При создании туннелей L2TP аутентификация производится с помощью тех же механизмов, что и в подключениях РРР. Функции шифрования и сжатия нагрузки протокол L2TP унаследовал от РРР, но в него добавлены и дополнительные возможности шифрования по протоколу IPSec, описанные в следующем разделе.

5 Протокол безопасности IP Security Protocol

Протокол IPSec поддерживает аутентификацию, целостность данных и их шифрование на сетевом уровне. Для создания идеальной платформы, обеспечивающей безопасную связь с интранет или Интернетом, IPSec интегрируется со средствами безопасности, входящими в состав Windows 2000 Server.

Для обеспечения безопасности всех передач по протоколу TCP/IP с обеих сторон межсетевого устройства защиты организации в протоколе Microsoft Windows IP Security использованы принятые в качестве отраслевых стандартов алгоритмы шифрования и комплексный подход к управлению безопасностью.

Поскольку средства безопасности Windows IP Security размещены ниже транспортного уровня, администраторы сетей (и производители программного обеспечения) могут уделить внимание и направить свои усилия на придание и координацию безопасности каждой отдельной программе. Используя Windows 2000 Server, администраторы сетей обеспечивают сильную защиту для всей сети в целом, а приложения автоматически наследуют защитные меры системы безопасности Windows 2000 Server. Поддержка шифрования Windows IP Security распространяется также и на виртуальные частные сети (Virtual Private Networks – VPN).

Администраторы и менеджеры сетей выигрывают от интеграции IPSec с Windows 2000 Server по нескольким причинам, в том числе:

· Открытый промышленный стандарт – IPSec обеспечивает открытый промышленный стандарт в качестве альтернативы «доморощенному» способу шифрования IP. Менеджеры сетей при этом получают выигрыш от получаемой функциональной совместимости.

· Прозрачность – IPSec существует под транспортным уровнем, что делает его прозрачным для приложений и пользователей; а это означает, что при реализации IPSec в брандмауэре или маршрутизаторе нет необходимости вносить изменения в сетевые приложения настольного ПК.

· Проверка прав доступа – Служба аутентификации предотвращает возможность перехвата данных при использовании неправильно объявленных данных идентификации.

· Конфиденциальность – Службы конфиденциальности предотвращают несанкционированный доступ к уязвимым данным при передаче их между взаимодействующими сторонами.

· Целостность данных – При передачах заголовки аутентификации IP и различные коды аутентификации хеш-сообщений обеспечивают целостность данных.

· Динамический повторный ввод (с клавиатуры) – Динамический повторный ввод во время непрерывной связи помогает противостоять попыткам нарушения защиты.

· Безопасные сквозные связи – Windows IP Security обеспечивает наличие надежных, обозначаемых только конечными точками связей для пользователей частной сети внутри одного домена или между любыми доменами, с которыми установлены доверительные отношения на предприятии.

· Централизованное управление — Администраторы сетей пользуются стратегией безопасности и фильтрами для обеспечения требуемых уровней безопасности для каждого пользователя, группы или выбираемой по другим критериям. Централизованное управление уменьшает административные накладные расходы.

· Гибкость –Протокол Windows IP Security дает возможность распространить политику обеспечения безопасности на все предприятие или на отдельную рабочую станцию.

5.1 Разработка на основе IPSecurity

Протокол безопасности IPSecurity использует заголовок аутентификации (authenticationheader – AH) и инкапсулированную нагрузку безопасности (anencapsulatedsecuritypayload – ESP). Заголовок AH создает конверт, обеспечивающий аутентификацию источника данных, их целостность и защиту от навязывания повторных сообщений (см. рис. 1).

Рисунок 4 - Формат заголовка AH

Таким образом, протокол AH предоставляет ряд мер защиты от атак злоумышленников. С его помощью аутентифицируется каждый пакет, что делает программы, пытающиеся перехватить управление сеансом, неэффективными.

Помимо этого протокол AH обеспечивает, насколько это возможно, аутентификацию заголовков IP-пакетов, несмотря на нахождение IP-заголовков за пределами создаваемого им конверта. Аутентификация AH предотвращает манипулирование полями IP-заголовка во время прохождения пакета. По этой причине данный протокол нельзя применять в среде, где используется механизм трансляции сетевых адресов (Network Address Translation -- NAT), так как манипулирование IP-заголовками необходимо для его работы.

Протокол ESP обеспечивает конфиденциальность данных (см. рис. 2) и выполняет все функции протокола AH по защите зашифрованных неаутентифицируемых потоков данных.

Рисунок 5 - Формат заголовка ESP

Спецификация IPSec допускает работу протокола ESP без использования функций AH. В протоколе ESP можно использовать фиктивное шифрование, что эквивалентно применению протокола AH без аутентификации IP-заголовка. Это позволяет включать в работу механизм NAT, поскольку в этом случае адреса в заголовках можно модифицировать.

Протоколы ESP и AH зарегистрированы организацией IANA (Internet Address Naming Authority) и занесены в реестр протоколов под порядковыми номерами 50 и 51 соответственно. Если на пограничных маршрутизаторах уже реализованы какие-либо базовые правила фильтрации пакетов, то необходимо добавить эти два протокола к списку разрешенных протоколов. Поскольку поле "тип протокола" заголовка IP-пакета теперь будет соответствовать конверту IPSec, то первоначальный тип транспортного протокола помещается в следующее поле "тип протокола" внутри заголовка IPSec (см. рис. 3).

Рисунок 6 -Инкапсуляция протоколов

Протокол IPSec можно использовать как в транспортном, так и в туннельном режиме. В первом случае заголовок IPSec размещается между сетевым (IP) и транспортным (TCP или UDP) заголовками обычного IP-пакета. Транспортный режим разработан для применения на оконечных системах. Работа в этом режиме отражается на всех входящих в группу системах и в большинстве случаев требуется перепрограммирование приложений.

Туннельный режим IPSec применяется на шлюзах. При работе в этом режиме обычные IP-пакеты помещаются в конверт IPSec, а тот, в свою очередь помещается в другой IP-пакет. Этот режим позволяет быстро развернуть туннельные IPSec-устройства по периметру сети. Обеспечение безопасности трафика между сконфигурированными таким образом сетями - дело весьма простое, не требующее разработки новых приложений или специальных пользовательских программных средств. ПО, обеспечивающее туннельный режим, может размещаться на шлюзе или оконечных системах.

На оконечных системах туннельный режим наиболее часто применяется для поддержки удаленных и мобильных пользователей. И хотя большая часть данных конечных пользователей пересылается шлюзами через туннели, транспортный режим используется на шлюзах для защиты внутренних связей между одноранговыми шлюзами. Это может стать прекрасным способом защиты удаленного управления маршрутизаторами, коммутаторами ATM, межсетевыми экранами и другими ключевыми компонентами инфраструктуры сети.

Соединение по протоколу IPSec устанавливается однонаправленным соглашением по безопасности SA (Security Association), поэтому на каждое соединение требуется по два SA-соглашения. Каждое из них определяет различные параметры IPSec-соединения, такие как алгоритмы шифрования и аутентификации, которые будут использованы при обмене информацией между системами, сеансные ключи шифрования и т. д., управляющие их работой.

Протокол Windows IP Security строится на основе модели IETF при совместном использовании криптографии с открытым и секретным ключами и путем автоматического управления ключами для обеспечения максимальной секретности и высокой пропускной способности. Этим достигается сочетание аутентификации, целостности, защиты от несанкционированного воспроизведения информации и (дополнительно) конфиденциальности, для обеспечения безопасной передачи информации. Поскольку протокол Windows IP Security находится ниже сетевого уровня, он прозрачен для пользователей и существующих приложений, а организации автоматически получают высокие уровни безопасности сети.