Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

При генерации ключей в основном режиме сеанс можно принудительно прервать на основании отзыва сертификата. Сертификаты оконечных узлов используются только во время основного режима. Таким образом, при аннулировании одного из сертификатов обмен прервется только в основном режиме. Временные ограничения, согласованные в основном и быстром режимах, значительно отличаются друг от друга и зависят от типа данных и транзакций, использующих IPSec-соединение. Для правильного определения этих ограничений с учетом, с одной стороны, объема вычислений и нагрузки на сеть, а с другой - вероятности нарушения защиты данных, требуется некоторый анализ.

5.2 Туннелирование с применением IPSec

Протокол IPSec (IP Security) создавался Целевой группой технической поддержки Интернета в качестве средства шифрования данных на всем протяжении IP-канала связи. В разработке этого протокола, продолжавшейся несколько лет, принимали участие лучшие специалисты в области сетевой безопасности. Плодом их труда стала схема аутентификации и шифрования IP-пакетов на индивидуальной основе, которая, как считается, обеспечивает высочайший уровень защиты информации. Правда, первоначально IPSec рассматривался исключительно в качестве средства защиты связи между отдельными сетевыми элементами (в частности, трафика между маршрутизаторами Интернета), но сегодня он находит более широкое применение в сетях, где каждому хост-компьютеру выделен собственный статический IP-адрес.

Главное внимание при разработке IPSec уделялось обеспечению безопасности в IP-сетях на сетевом уровне. Этот протокол хорошо интегрируется с функциями безопасности Windows NT Server, благодаря чему может служить идеальной платформой для защиты потоков информации, проходящих по интрасетям и Интернету.

IPSec предназначен не для клиент-серверного туннелирования, а для защиты туннелей между серверами и маршрутизаторами. Таким образом, он не заменяет протоколы PPTP и L2TP, а дополняет их. Совместное применение позволяет сочетать гибкость протоколов ВЧС канального уровня (PPTP и L2TP) с высочайшим уровнем безопасности, который обеспечивает IPSec.

IPSec описывает не только механизмы шифрования IP-трафика, но и формат IP-пакетов, передаваемых по IP-туннелям. Режим такой передачи обычно называют туннельным режимом IPSec (IPSec Tunnel Mode). Туннель IPSec состоит из туннельного клиента и туннельного сервера, которые настроены на применение протокола IPSec, и механизма шифрования по согласованию (negotiated encryption mechanism).

Безопасная передача IP-пакетов по частным и общедоступным IP-сетям в туннельном режиме IPSec достигается за счет инкапсулирования и шифрования всего IP-пакета с использованием механизма шифрования по согласованию (если он необходим). После этого зашифрованная информация инкапсулируется еще раз, снабжается нешифрованным заголовком и направляется через промежуточные сети на туннельный сервер. Получив такую дейтаграмму, туннельный сервер обрабатывает ее открытый IP-заголовок, удаляет его, а затем дешифрует содержимое и извлекает исходный IP-пакет с полезной информацией. Далее пакет обрабатывается, как обычно, и направляется получателю.

В туннельном режиме IPSec поддерживается только IP-трафик, а все операции производятся на нижнем уровне IP-стека. Благодаря этому все выполняемые здесь функции становятся доступны для приложений и протоколов высшего уровня. Управление режимом производится в соответствии с политикой безопасности – набором правил фильтрации пакетов, определяющих очередность применения механизмов шифрования и туннелирования, а также доступные методы аутентификации, распределенные по приоритетам. Как только появляется трафик, который нужно передать на другой конец туннеля, обе машины производят взаимную аутентификацию, после чего согласуют метод шифрования. Когда такие операции завершены, весь трафик шифруется посредством выбранного механизма, а к каждому пакету прикрепляется заголовок туннелирования.

Аутентификация IPSec

Для аутентификации источника и проверки целостности нешифрованной информации протокол IPSec использует заголовок аутентификации и порядковый номер пакета. В случае шифрования трафика IPSec обращается к помощи протокола шифрования дейтаграмм ESP (Encapsulating Security Payload безопасное закрытие содержания). Применение IPSec предполагает, что секретный ключ известен только отправителю и получателю сообщения. Таким образом, если данные аутентификации оказываются истинными, получатель делает вывод, что они поступили от отправителя и не подверглись изменению в процессе пересылки.

5.3 Пример передачи данных по протоколу IPSec

Пример иллюстрирует передачу данных от пользователя хост-компьютера A к пользователю компьютера B. В обоих компьютерах реализована безопасность Windows IP Security.

Рисунок 7 – передача данных по IPSec

Directory Service – Служба каталога

IP Security Policy – Политика безопасности IP

Policy Agent – Агент безопасности

ISAKMP/Oakley Service – Служба ISAKMP/Oakley

SA Negotiation Key Exchange – Обмен ключами при безопасных переговорах

Application – Приложение

Transport Layer TCP/UDP – Транспортный уровень TCP/UDP

Internet Layer – Уровень Интернета

Encrypted IP packets – Зашифрованные IP-пакеты

На пользовательском уровне процесс «засекречивания» IP-пакетов совершенно прозрачен. Пользователь 1 запускает приложение, использующее протокол TCP/IP, например, FTP, и пересылает данные пользователю 2.

Политика безопасности, назначенная администратором для компьютеров А и В, определяет уровень безопасности передачи информации между ними. Эти уровни воспринимаются агентом политики и передаются службе ISAKMP/Oakley и драйверу IPSEC. Для установления ключа и общего метода переговоров (безопасное соединение) служба ISAKMP/Oakley каждого компьютера использует политику переговоров, связанную с приписанной политикой безопасности. Результаты политики переговоров ISAKMP между двумя компьютерами передаются драйверу IPSEC, использующему ключ для шифрования данных. Наконец, драйвер IPSEC посылает зашифрованные данные в компьютер B. Драйвер IPSEC компьютера B расшифровывает переданные данные и направляет их принимающей программе.

5.4 Преимущества и недостатки протокола L2TP/IPSec.

Преимущество решений на базе L2TP over IPSec заключается в том, что она соединяет развитые средства инкапсуляции трафика, предусмотренные в L2TP, с надежными функциями защиты данных протокола IPSec. К тому же оба протокола уже успели на практике проявить свои сильные стороны и продемонстрировать способность к взаимодействию, а все сложности их реализации ложатся на плечи производителей, а не заказчиков. Протокол L2TP допускает сжатие заголовков пакетов, так что это не существенно влияет на загруженность трафика, так как суммарный размер передаваемых пакетов возрастает всего на один байт.

К недостаткам можно отнести то, что схема L2TP over IPSec создает проблемы для пользователей, так как два протокола поддерживать сложнее, чем один. Кроме того, алгоритмам, заложенным в предварительном варианте спецификаций, недостает эффективности, поскольку идентификация пользователя на другом конце соединения производится уже после того, как соединение установлено. А если пользователь не прошел авторизацию на доступ к предоставляемым услугам, соединение будет разорвано. Применение протоколов Internet Key Exchange (IKE) с заранее согласованными ключами требует статических IP-адресов, а это не позволяет работать по коммутируемым телефонным линиям. Определенные в рамках IPSec процедуры IKE предназначены для согласования параметров защищенной передачи, включая используемый в ходе сеанса алгоритм шифрования данных, между участниками сеанса связи. Очевидно, применение статических адресов и заранее согласованных ключей устроит далеко не всех пользователей. Тем из них, кто работает через обычные аналоговые модемы, присваиваются динамические IP-адреса, а партнеры и клиенты компании, получающие доступ в корпоративную экстрасеть, не могут заранее знать, какие ключи будут применяться для обеспечения информационной безопасности.

6 Сравнение протоколов PPTP и IPSec.

Point-to-Point Tunneling Protocol (PPTP) и протокол IP Security (IPSec) допускают организацию частных сеансов связи поверх Internet и связывают удаленных пользователей и корпоративные сети защищенными каналами. Каждый протокол имеет свои достоинства и недостатки, касающиеся безопасности данных и удобства развертывания.

Безопасность PPTP против безопасности IPSec

PPTP, разработанный и популяризируемый компаниями Microsoft и U.S. Robotics, в первую очередь предназначен для виртуальных частных сетей, основанных на коммутируемых соединениях. Протокол призван активизировать использование удаленного доступа, давая возможность пользователям устанавливать коммутируемые соединения с Internet-провайдерами и создавать защищенный туннель к своим корпоративным сетям. В отличие от IPSec протокол PPTP изначально не предназначался для организации туннелей между локальными сетями. PPTP расширяет возможности PPP — протокола, который специфицирует соединения типа точка-точка в IP-сетях. PPP широко используется для организации доступа пользователей в общедоступную сеть Internet и частные корпоративные сети по коммутируемым или широкополосным соединениям. Поскольку PPP функционирует на уровне 2, соединение PPTP, которое инкапсулирует пакеты PPP, позволяет передавать не только IP-пакеты, но и IPX или NetBEUI. Со своей стороны, IPSec функционирует на уровне 3 и способен обеспечивать туннелированную транспортировку IP-пакетов.

Метод шифрования, стандартным образом применяемый в PPTP, специфицируется на уровне PPP. Обычно в качестве клиента PPP выступает настольный компьютер с операционной системой Microsoft, а в качестве протокола шифрования используется Microsoft Point-to-Point Encryption (MРPE). Данный протокол основывается на стандарте RSA RC4 и поддерживает 40- или 128-разрядное шифрование. Для многих приложений такого уровня шифрования вполне достаточно, хотя он и считается менее надежным, нежели ряд других алгоритмов шифрования, предлагаемых IPSec, в частности, 168-разрядный Triple-Data Encryption Standard (DES).

Вместе с тем, IPSec создавался в расчете на организацию безопасных туннелей через Internet между защищенными локальными сетями. Он предназначался для связи с удаленным офисом, другой локальной сетью или бизнес-партнером.

IPSec также поддерживает соединения между удаленными пользователями и корпоративными сетями. Аналогичным образом, Microsoft добавляет поддержку туннелирования между локальными сетями для протокола PPTP в своем Routing and Remote Access Server для операционной системы Windows NT Server 4.0.

Что касается надежности шифрования и обеспечения целостности данных, то IPSec — вне конкуренции. Протокол сочетает в себе управление ключами с поддержкой сертификатов стандарта X.509, целостности и защиты информации.

Более того, 168-разрядный алгоритм Triple-DES — самый надежный вид шифрования, предлагаемый в IPSec, — обеспечивает более высокий уровень защиты, нежели 128-разрядный алгоритм RC4. Кроме того, IPSec позволяет выполнять шифрование и аутентификацию отдельных пакетов, а также предупредить так называемую «атаку посредника», при которой данные перехватываются третьей стороной, модифицируются и передаются получателю.

PPTP уязвим для подобных вторжений, в первую очередь потому, что он выполняет аутентификацию сеансов, а не отдельных пакетов. Однако осуществление подобной «атаки посредника» при PPTP-соединении требует значительных усилий и незаурядного мастерства.

Многим предприятиям доступность PPTP на платформе Windows (протокол поддерживает Windows NT, 95 и 98) помогает без особых проблем развертывать и поддерживать виртуальные частные сети. Другие же полагают, что PPTP обеспечивает менее надежную защиту, чем IPSec.

Важно иметь в виду, что при развертывании виртуальной частной сети для удаленных пользователей IPSec требует, чтобы в предприятие на каждую настольную систему было установлено специализированное клиентское программное обеспечение. Установка и поддержка этого ПО требует намного больше усилий, чем развертывание PPTP.

7 Протокол EAP

Протокол EAP (Extensible Authentication Protocol – расширяемый протокол аутентификации) представляет собой расширение для протокола РРР. Он содержит стандартный механизм поддержки ряда методов аутентификации, включая жетоны, протокол Kerberos, открытые ключи и секретные ключи S/Key. Этот механизм полностью поддерживается как серверами удаленного доступа Windows NT Dial-Up Server, так и сетевыми клиентами удаленного доступа Dial-Up Networking Client. Протокол EAP является крайне важным компонентом безопасных ВЧС, обеспечивающим защиту от силовых атак, подбора пароля по словарю и попыток угадать его.

Применение EAP расширяет возможности ВЧС на базе сервера удаленного доступа Windows NT Remote Access Service, позволяя производить аутентификацию с помощью модулей независимых производителей. Реализация этого протокола в среде Windows NT стала ответом Microsoft на многочисленные просьбы пользователей, которые не хотят отказываться от привычных аппаратных средств безопасности.

Протокол EAP был предложен Целевой группой технической поддержки Интернета в качестве расширения для протокола РРР. Он содержит дополнительные механизмы аутентификации, необходимые для проверки РРР-соединений. Главная задача EAP состоит в динамическом подключении модулей аутентификации на обеих – клиентской и серверной – сторонах такого соединения. Этот протокол отличается очень высокой гибкостью, обеспечивая уникальность и вариативность аутентификации. Практическая реализация EAP включена в Microsoft Windows 2000.

7.1 Обеспечение безопасности на уровне транзакций

Очень высокий уровень безопасности ВЧС обеспечивается за счет применения микропроцессорных карточек и жетонов аутентификации. Микропроцессорные карточки представляют собой миниатюрные устройства размером с кредитную карточку со встроенными в них ЦПУ и небольшим объемом оперативной памяти. Сюда обычно заносятся данные, удостоверяющие личность пользователя (например, сертификаты открытого ключа), ключи шифрования и параметры учетной записи. Некоторые из микропроцессорных карточек содержат также алгоритм шифрования, благодаря которому криптоключи никогда не передаются вовне. В системах обеспечения безопасности удаленного доступа микропроцессорные карточки сегодня используются довольно редко, так как их поддерживают лишь немногие пакеты такого типа. Ситуация должна измениться с появлением Windows 2000. Эта операционная система позволит применять такие карточки при самых различных видах аутентификации, включая RAS, L2TP и PPTP.

Жетоны аутентификации выпускаются различными производителями, каждый из которых закладывает в них собственный алгоритм работы. Но все они представляют собой ни что иное, как аппаратный генератор паролей. Некоторые жетоны оснащаются миниатюрным жидкокристаллическим дисплеем и клавиатурой, напоминая внешним видом калькуляторы. После того, как пользователь введет свой цифровой идентификационный номер, на экране дисплея появляется секретный цифровой код, который выполняет функции пароля. Обычно секретный код носит уникальный характер и никогда не повторяется даже на данном устройстве. Жетоны аутентификации очень удобны для организации доступа по коммутируемым каналам (например, при работе со службой удаленного доступа), а также для аутентификации хост-компьютеров. Сетевое применение таких жетонов, как правило, основано на клиент-серверных технологиях (либо построено по другим схемам с применением паролей), поэтому не исключает перехвата передаваемой секретной информации.

Характеристики

Список файлов ВКР