IPSec. IPSec Internet Protocol Security OBJETIVO ROTEIRO ROTEIRO

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1 OBJETIVO Internet Protocol Security Antonio Abílio da Costa Coutinho José Eduardo Mendonça da Fonseca Apresentar conceitos sobre segurança em redes de comunicação de dados, relacionados ao Protocolo (Internet Protocol Security), compreendendo sua tecnologia, sua arquitetura e algumas de suas aplicações. Jan./2005 Arquitetura; Associação de Segurança; Protocolos; Algoritimos de Confidencialidade; e Gerenciamento de Chaves. Arquitetura; Associação de Segurança; Protocolos; Algoritimos de Confidencialidade; e Gerenciamento de Chaves. Tipos; e Tunelamento. Tipos; e Tunelamento. No início do desenvolvimento do TCP/IP, pouco se falava ou se desenvolvia em relação à segurança de redes. Surgimento de aplicações e crescimento da Internet => segurança de redes e de sistemas tornaram-se demandas cada vez mais crescentes. Em resposta, o IETF (Internet Engineering Task Force) desenvolveu uma plataforma conhecida como (IP Security). Objetivo: desenvolver mecanismos que forneçam proteção ao pacote IP e às aplicações que rodam sobre o IP, estabelecendo níveis de segurança para as comunicações host- to-host, subnet-to to-subnet e host-to to-subnet. Características do : Modelo ponto-a-ponto => troca de informações entre dois computadores de maneira segura => devem concordar com regras comuns e definições do protocolo; Comunicação segura,, mesmo usando um meio não seguro como a Internet; e Plataforma aberta formada por um conjunto de protocolos que fornecem serviços na camada de rede IP: Autenticação; Integridade; e Confidencialidade. 1

2 Aplicações: redes LANs, WANs (públicas e privadas) e Internet. é uma das opções de se implementar s e seus serviços podem ser utilizados por quaisquer protocolos das camadas superiores como TCP, UDP, BGP, etc. Arquitetura; Associação de Segurança; Protocolos; Algoritimos de Confidencialidade; e Gerenciamento de Chaves. Tipos; e Tunelamento. - Arquitetura - Arquitetura Funções principais: Autenticação: Authentication Header (AH). Autenticação/criptografia: O situa-se entre a camada de rede e a de transporte. Encapsulating Security Payload (ESP). Troca de chaves. - Associação de Segurança Associação de Segurança (SA - Security Association) é um dos conceitos fundamentais do : Conexão simplex" - viabiliza tráfego de serviços seguros entre 2 pontos; Possui um identificador de segurança associado; SA identificada univocamente por 3 parâmetros: Identificador do protocolo: AH ou ESP. SPI (Security Parameter Index): identifica a SA => definida durante a negociação. Nota: Todos os membros de uma SA devem conhecer o SPI correspondente e usá-lo durante a comunicação. Endereço IP de destino: unicast, broadcast ou multicast. - Associação de Segurança Negociação de SA: Definição da chave; Algoritmos de criptografia e de autenticação; e Parâmetros usados por estes algoritmos. Segurança dos serviços: Garantida pela utilização dos protocolos de segurança (AH ou ESP ou ambos). Uso conjunto AH e ESP => mais de uma SA deve ser definida. 2

3 - Associação de Segurança SA: identificada pelo cabeçalho do endereço de destino e o SPI encapsulado no cabeçalho extensão de AH e ESP. Versão IHL Tipo de Serviço Tamanho Total - Protocolos Authentication Header (AH): Adiciona autenticação e integridade => Pacote não alterado durante a TX. SPI: valor de 32-bits; e Dados de Autenticação: valor variável para verificação de integridade. Durante a SA, define-se o protocolo a ser utilizado. Identificação Flags Offset Fragmentos Próx. Cabeçalho Tam. Payload Reservado Tempo de vida Protocolo Checksum do Cabeçalho SPI (Security Parameters Index) AH 51; ESP 50. Endereço IP de origem Endereço IP de destino Numero de Seqüência Dados de Autenticação Opções Enchimento Dados continuam trafegando intactos (o cabeçalho em cleartext ) pela rede, podendo, p. ex., ser capturados (sniffer). Confidencialidade é tratada pelo ESP. Encapsulating Security Payload (ESP): Adiciona confidencialidade. - Protocolos SPI e Dados de Autenticação: funções semelhantes àqueles do AH; e Dados de Payload: contém dados referentes ao pacote definido no Próximo Cabeçalho => segmento da camada de transporte (Modo Transporte) ou Pacote IP (Modo Túnel) que é protegido pela criptografia. SPI (Security Parameters Index) Número de Seqüência Dados de Payload Enchimento (0-255 bytes) Tam. Enchimento Prox. Cabeçalho Dados de Autenticação Modos de SA (estabelecimento): Transporte; ou Túnel. - Modos Modo Transporte => somente o baseadas em IP. em redes Modo Túnel => é possível utilizar o L2TP (Layer 2 Tunneling Protocol), que é um protocolo de nível de enlace. Com isso, além do transporte não apenas de pacotes IP, mas também de IPX, NetBEUI, etc. - Modos Modo Transporte => protege primeiramente os protocolos das camadas superiores (p. ex.: TCP, UDP, etc.), ou seja, atua protegendo o payload de um pacote IP. Tipicamente, é utilizado em comunicações fim-a-fim entre dois hosts (p. ex.: cliente e servidor, ou duas estações de trabalho). - Modos Modo Túnel => protege o pacote IP inteiramente. Após a inserção do AH e do ESP no pacote IP original, o pacote inteiro acrescido de um campo de segurança é considerado como sendo o payload de um novo pacote IP, que inclui novo cabeçalho IP. Pacote IP original trafega por túnel através da rede => Roteadores não terão acesso ao cabeçalho original. Encapsulamento => novo pacote IP possuirá endereços - origem e destino diferentes => Segurança. 3

4 - Modos Formato dos Pacotes no Modo Transporte: Formato dos Pacotes no Modo Túnel: => Compartilhamento de chaves secretas para autenticação, integridade e criptografia dos dados. Gerenciamento de chaves: Gerenciamento de Chaves Manual; ou Automático. Protocolo padrão: IKE (Internet Key Management), que é a combinação do: ISAKMP (Internet Security Association and Key Management Protocol): negociação da segurança; e Protocolo Oakley: troca de chaves. Gerenciamento de Chaves Fases do IKE: Inicialmente, dois pares estabelecem um canal seguro; Em seguida, os dois pares negociam a SA de propósito geral. Funcionalidades do IKE: Define os protocolos, algoritmos e chaves; Garante a identidade das partes, tanto do cliente, quanto do servidor; Gerencia as chaves (após estarem em uso); e Garante a troca de mensagens (que contém chaves) por meios seguros. Arquitetura; Associação de Segurança; Protocolos; Algoritimos de Confidencialidade; e Gerenciamento de Chaves. Tipos; e Tunelamento. Uma Rede Privada Virtual ou (Virtual Private Network) é uma rede construída sobre a infra-estrutura de uma rede pública, normalmente a Internet, a qual garante o transporte de informações de forma segura em redes abertas, aliado a algumas características intrínsecas das redes públicas, tais como: Escalabilidade; Cobertura; e - Virtual Private Network Acessibilidade. - Tipos de Acesso: Acesso remoto à Rede Intranet ou Extranet em cima de uma infra-estrutura que compartilha as mesmas políticas da rede privada. Por intermédio deste tipo de, o usuário ganha um meio de acesso seguro aos recursos corporativos onde quer que esteja e quando necessário. 4

5 - Tipos para Intranet: interliga uma corporação matriz, filiais e escritórios remotos. Este tipo de permite que os negócios se utilizem da mesma política da rede privativa. - Tipos para Extranet: realiza perfis de interação por meio da Internet, com uma infra-estrutura compartilhada que usa conexões dedicadas entre comunidades de interesse comum: cadeias entre clientes, fornecedores e parceiros, empresas e sócios. - Tunelamento A baseia-se no conceito de tunelamento, a exemplo do que foi descrito com o, a qual inclui criptografia, antes do encapsulamento do pacote. Em seguida, o protocolo de tunelamento encapsula o pacote com um novo cabeçalho IP (adicional) que contém as informações de roteamento. - Tunelamento Tunelamento O chamado túnel é o caminho lógico percorrido pelo pacote ao longo da rede intermediária. Etapas do Tunelamento: Encapsulamento; Transmissão ao longo da rede intermediária; e Desencapsulamento do pacote. - Tunelamento Tunelamento de nível 2: 2 Os protocolos utilizam o quadro como unidade de troca; Encapsulam os pacotes da camada 3 (como o IP e o IPX) em quadros do tipo: PPP (Point-to-Point Protocol); PPTP (Point-to-Point Tunneling Protocol), da Microsoft; L2F (Layer 2 Forwarding), da Cisco; e L2TP (Layer 2 Tunneling Protocol), da IETF (Internet Engineering Task Force). Tunelamento de nível 3: O pacote IP original é encapsulado com um novo cabeçalho IP, formando um novo pacote IP,, antes de enviá-lo através da rede, utilizando:. Arquitetura; Associação de Segurança; Protocolos; Algoritimos de Confidencialidade; e Gerenciamento de Chaves. Tipos; e Tunelamento. 5

6 CONCLUSÃO O protocolo fornece o que há de melhor no mercado atual em termos de proteção do tráfego e rede IP. O possui um conjunto de padrões utilizados para garantir uma comunicação segura entre dois computadores, mesmo que as informações estejam sendo enviadas através de um meio não seguro, como, por exemplo, a Internet. Com o uso do e das tecnologias associadas, os dois computadores são capazes de se autenticar mutuamente e manter uma comunicação segura, com dados criptografados, permitindo a criação de s em ambientes expostos e sensíveis aos aspectos de segurança. 6

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