IPSec

in Wikipedia, die vrye ensiklopedie
Spring na: navigasie, soek

IPSec (vir IP sekuriteit) is 'n gestandardiseerde raamwerk vir die beveiliging van Internet Protokol (IP) kommunikasie deur middel van enkripsie en bevestiging van elke IP-pakket in 'n datastroom.

IPsec kan in twee modusse (maniere) bedryf word: Transportmodus en tonnelmodus.

In transportmodus word slegs die vrag (boodskap) van die IP-pakket versluier (enkripteer). Dit is ook ten volle roetebepalend aangesien die IP-hoof in plein teks gestuur word; dit kan egter nie oor Netwerk-adresvertaler koppelvlakke gaan nie, aangesien dit die hashwaarde sal ongeldig maak. Transportmodus word ook gebruik vir gasheer-tot-gasheer kommunikasie oor 'n LAN.

In tonnelmodus word die IP-pakket in sy geheel versluier. Dit moet dan in 'n nuwe IP-pakket ingesluit word om te kan werk. Tonnelmodus word gebruik vir netwerk-tot-netwerk kommunikasie (veilige tonnels tussen roetebeheerders) of gasheer-tot-netwerk en gasheer-tot-gasheer kommunikasie oor die Internet.

IPSec word in werking gestel deur 'n stel kriptografiese protokolle vir (1) die beveiliging van pakketvloeie en (2) Internet sleuteluitruiling (en: Internet key exchange). Vir eersgenoemde bestaan daar twee:

  • Bevestigingshoof (en: Authentication Header of AH) wat bevestiging-, vrag- (boodskap) en IP-hoof boodskapintegriteit verseker asook die verskaffing van nie-repudiëring d.m.v. 'n kriptografiese algoritme, maar bied nie vertroulikheid nie; en
  • Ingeslote Sekuriteitsvrag (en: Encapsulating Security Payload of ESP), wat die vertroulikheid van data en die vrag- (boodskap) en IP-hoof booskapintegriteit verseker en d.m.v. 'n kriptografiese algoritme ook die bevestiging.

In sommige lande word die versluiering (enkripsie) van kommunikasie deur die wet verbied en mag die ESP protokol nie gebruik word nie. In hierdie geval bied die Bevestigingshoof (AH) die volledige IPSec funksionaliteit (sonder vertroulikheid).

Oorspronklik was AH slegs gebruik vir integriteit en ESP slegs vir dataversluiering; bevestigingsfunksies is eers later by ESP gevoeg. Tans word slegs een sleuteluitruilingsprotokol gedefinieer, naamlik die IKE-protokol.

IPsec prokolle bedryf op die netwerklaag, laag 3 van die OSI-model. Ander Internetsekuriteitsprotokolle wat algemeen in gebruik is, soos onder andere SSL en TLS bedryf op die transportlaag en boontoe (OSI-lae 4 - 7). Dit maak IPsec meer buigsaam, aangesien dit gebruik kan word vir die beskerming van beide TCP en UDP-gebaseerde protokolle. Dit verhoog egter die kompleksiteit en bewerkingslas omdat dit nie op TCP (laag 4 van die OSI-model) kan staat maak om die betroubaarheid en fragmentering te bestuur nie.

Teenswoordige status as 'n standaard[wysig]

IPsec is 'n vereiste deel van IPv6 en die gebruik daarvan saam met IPv4 is opsioneel. Al is die standaard ontwikkel om onafhanklik te wees van die IP-weergawes, is die kennis en ervaring van die implementering en gebruik daarvan grootliks beperk tot IPv4. IPsec-protokolle is aanvanklik gedefinieer deur Kommentaarversoeke 1825–1829, wat in 1995 gepubliseer is. In 1998 is hierdie dokumente vervang met Kommentaarversoeke 2401–2412. 2401–2412 is nie versoenbaar met 1825–1829 nie, al is die konsep daaragter identies. In Desember van 2005 is 'n derde generasie dokumente KV'e 4301–4309 geskep. Hulle is grootliks 'n onderdeel van 2401–2412.

Dit is ongewoon om enige produk teë te kom wat KV1825–1829 ondersteuning bied. ESP verwys gewoonlik na 2406, terwyl ESPbis verwys na 4303.

Ontwerpsdoelwit[wysig]

IPsec is bedoel om óf in transportmodus: eindpunt-tot-eindpunt sekuriteit van pakketverkeer te bied waar die eindbestemmingsrekenaars die sekuriteitsverwerking doen, óf in tonnelmodus: portaal-tot-portaal kommunikasiesekuriteit te verskaf waar die sekuriteit van pakketverkeer verskaf word aan verskeie masjiene (selfs aan die hele LAN) deur 'n enkele nodus.

IPsec kan gebruik word om Private Skynnetwerke (en: Virtual Private Network of VPN) in beide modusse te skep. Neem egter kennis dat die sekuriteitsimplikasies tussen die twee bedryfsmodusse báie verskil.

Eindpunt-tot-eindpunt kommunikasesekuriteit op 'n internetwye skaal het stadiger ontwikkel as wat baie mense aanvanklik verwag het. Die rede daarvoor is deels dat daar geen universele of universele vertroude Openbare sleutel-infrastruktuur (en: Public Key Infrastructure of PKI) ontwikkel het nie (DNSSEC is oorspronklik daarvoor beoog); andersyds dat baie mense nie hul behoeftes of die beskikbare opsies goed genoeg verstaan het om die insluiting daarvan in handelaars se produkte te bevorder nie.

Aangesien die Internet Protokol nie inherent sekuriteitsvermoëns insluit nie, is IPSec bekendgestel om sekuriteitsdienste te bied soos:

  1. Verkeersversluiering (enkriptering - sodat die data nie gelees kan word tydens versending nie)
  2. Integriteitsbevestiging (Verseker dat verkeer in die versendingspad nie verander is nie).
  3. Bevestiging deur eweknieë (Beide kante maak seker dat hul met 'n betroubare eenheid kommunikeer waarvoor die dataverkeer bedoel was).
  4. Anti-Herhaling (Beskerm teen herhalings van sessies)

Tegniese besonderhede[wysig]

Bevestigingshoof (AH)[wysig]

Die bevestigingshoof is daarop gemik om te verseker dat verbindinglose integriteit asook en die bevestiging van die oorsprong van data in IP-datagramme. Verder kan dit ook indien verlang word beskerm teen herhalingsaanvalle deur gebruik te maak van die skuiwende venster tegniek en die wegdoen van ou pakkette. AH probeer om al die velde van die IP-datagram te beskerm. Slegs velde wat veranderlik is tydens die oordrag van 'n IP-pakket word uitgesluit. AH werk direk bo-op IP deur gebruik te maak van IP-protokol nommer 51.

'n AH-pakket diagram:

0 1 2 3
0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7
Volgende Hoof Vraglengte GERESERVEER
Sekuriteitsparametersindeks (SPI)
Volgnommer

Bevestigingsdata (veranderlik)

Veldbetekenisse:

Volgende Hoof 
Identifiseer die protokol van die data oorgedra.
Vraglengte 
Grootte van die AH-pakket.
GERESERVEER
Gereserveer vir toekomstige gebruik (almal nul tot dan).
Sekuriteitsparamatersindeks (SPI) 
Identifiseer die sekuriteitsparameters in kombinasie met die IP-adres.
Volgnommer 
'n Monotoon toenemende getal, wat gebruik word om herhalingsaanvalle te voorkom.
Bevestigingsdata 
Bevat die data wat benodig word om die identiteit van die pakket te bevestig.

Ingeslote Sekuriteitsvrag (ESP)[wysig]

Die ingeslote sekuriteitsvrag (ESP) uitbredingshoof verskaf bevestiging van oorsprong, integriteit en vertroulikheid van 'n pakket. Anders as die bevestigingshoof, word daar nie voorsiening gemaak vir die IP-pakethoof nie. ESP werk direk bo-op IP deur gebruik te maak van IP-protokol nommer 50.

Diagram van 'n ESP-pakket

0 1 2 3
0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7
Sekuriteitsparametersindeks (SPI)
Volgnommer

Vrag * (veranderlik)

  Stopsel (0-255 bytes)
    Stoplengte Volgende Hoof

Bevestigingsdata (veranderlik)

Veld betekenisse:

Sekuriteitsparametrsindeks (SPI) 
Identifiseer die sekuriteitsparameters in kombinasie met die IP-adres.
Volgnommer 
'n Monotoon toenemende getal, word gebruik om herhalingsaanvalle te voorkom.
Vragdata 
Die data wat oorgedra moet word.
Stopsel 
Gebruik met sekere bloksyfers om die data op te vul om 'n vollengte blok te lewer.
Stoplengte 
Grootte van die stopsel in grepe.
Volgende Hoof 
Identifiseer die protokol van die data oorgedra.
Bevestigingsdata 
Bevat die data wat benodig word om die identiteit van die pakket te bevestig.

Implementerings[wysig]

IPsec ondersteuning word gewoonlik in die kernel ingebou saam met sleutelbestuur en ISAKMP/IKE onderhandeling wat uitgevoer word vanaf die gebruikerruimte. Bestaande IPsec implementerings neig om beide van die funksionaliteite in te sluit. Dit is egter moontlik om die kern IPsec-stapel te beheer deur van sleutelbestuurprogramme vanaf 'n ander implementering gebruik te maak omdat daar 'n standaard koppelvlak vir sleutelbestuur bestaan.

Om hierdie rede bestaan daar baie verwarring oor die oorsprong van die IPsec implementering wat in die Linux kern ingebou is. Die FreeS/WAN projek het die eerste volledige oopbron implementering van IPsec vir Linux daargestel.

Dit bestaan uit 'n kern IPsec-stapel (KLIPS), asook 'n agtergrondprogram (daemon) (pluto en ander bevelslynprogramme. Die FreeS/WAN projek is in Maart van 2004 ontbind. Openswan en strongSwan is projekte wat gemik is op die verdere ontwikkeling van FreeS/WAN. Die KAME-projek het ook volledige IPsec ondersteuning vir NetBSD en FreeBSD daargestel. Die agtergrondprogram vir sleutelbestuur hiervoor word racoon genoem. OpenBSD het hul eie ISAKMP/IKE agtergrondprogram geskep, wat eenvoudig isakmpd genoem word (dié program is ook uitgevoer na ander stelsels, insluitend Linux).

Geeneen van die kern IPsec stapels is egter in die Linux kern ingebou nie. Alexey Kuznetsov en David S. Miller het 'n kern IPSec implementering van die grond af oorgeskryf vir die Linux kern aan die einde van 2002. Hierdie stapel is daarna vrygestel as deel van Linux 2.6 en word na verwys as "NETKEY".

Daar bestaan 'n aantal implementerings van IPsec en ISAKMP/IKE protokolle. Dit sluit in:

Sien ook[wysig]

Oorsig van IPsec verwante kommentaarversoeke[wysig]

RFC 2367
PF_KEY koppelvlak
RFC 2401
Sekuriteitsargitektuur vir die Internet Protokol
RFC 2402
Bevestigingshoof
RFC 2403
Die gebruik van HMAC-MD5-96 in ESP en AH
RFC 2404
Die gebruik van HMAC-SHA-1-96 in ESP en AH
RFC 2405
Die ESP DES-CBC Versluieringsalgoritme met Explicit IV
RFC 2406
Ingeslote sekuriteitsvrag (ESP)
RFC 2407
IPsec Interpretasiedomein vir ISAKMP (IPsec DoI)
RFC 2408
Internet Sekuriteitassosiëring en Sleutelbestuurprotokol (ISAKMP)
RFC 2409
Internet sleuteluitruiling (IKE)
RFC 2410
Die NULL versluieringsalgoritme en die gebruik daarvan met IPsec
RFC 2411
IP Sekuriteit Dokument padkaart vir ontwikkeling
RFC 2412
Die OAKLEY Sleutelbepalingsprotokol
RFC 2451
Die ESP CBC-Modus Versluieringsalgoritmes
RFC 2857
Die gebruik van HMAC-RIPEMD-160-96 in ESP en AH
RFC 3526
Modulêre Eksponensiële Diffie-Hellman groepe vir Internet Sleuteluitruiling (IKE)


Eksterne skakels[wysig]