Segurança em Redes de Computadores

Transcrição

1 Segurança em Redes de Computadores Capítulo 6 Segurança IP Slides por H. Johnson & S. Malladi Modificados por S. J. Fritz, 2006 Modificados e traduzidos por P.S. Nicolletti,

2 Resumo Necessidade de segurança na Internet IP Seguro Visão Geral Arquitetura Cabeçalho de Autenticação (Authentication Header - AH) Encapsulando Carga com Segurança (Encapsulating Security Payload - ESP) Combinação de Associações de Segurança Gerência de Chave 2

3 Necessidade de Segurança na Internet Introdução Baseada em padrões de domínio público Atacantes em potencial sabem como as coisas funcionam A Internet é cada vez mais ubíqua Não são necessários arranjos especiais para se ter acesso Suas aplicações são extensíveis (e.g. servidores e navegadores) São usadas para muito mais finalidades do que as imaginadas por seus criadores Fragilidade do TCP/IP e.g. é fácil falsificar IP 3

4 Necessidade de Segurança na Internet Por que no nível IP? Coloca segurança em um único lugar, de modo consistente, para todas as aplicações Todas as aplicações se tornam seguras, sem a necessidade de envolvimento do usuário Centraliza a gerência da segurança, incluindo política de acesso, chaves, algoritmos, etc. Diversas aplicações Web Game DB queries SNMP FTP Term TCP UDP Outro Transporte IP Seguro 4

5 IP seguro Visão Geral Aplicações de IPsec Mecanismos de segurança de aplicações específicas (S/MIME, PGP) Cliente-servidor (X.509) Acesso Web (Secure sockets) Segurança em nível IP (IPSec) Autenticação (confirmação de origem inalterada em cabeçalhos) Confidencialidade (criptografia para prevenir espiões) Integridade (assinatura digital para prevenir alteração indevida) Gerência de chaves (troca segura de chaves) 5

6 IP seguro Visão Geral Aplicações de IPsec Comunicação segura entre sites de uma organização (e.g. VPNs entre matriz e filiais de uma empresa) Acesso remoto seguro sobre a Internet (e.g. representantes comerciais usando aplicações da empresa quando em viagem) Conectividade Extranet e Intranet com parceiros Aumento de segurança em comércio eletrônico 6

7 IP seguro Visão Geral Aplicações de IPsec 7

8 IP seguro Visão Geral Benefícios de IPsec Benefícios gerais Implementado em um firewall ou roteador, fornece segurança robusta para toda uma rede (não é necessário o tratamento de segurança individualizado) Situado abaixo da camada de transporte (TCP/UDP), é transparente para as aplicações, logo é transparente para usuários finais (simplifica a gestão de chaves p/ esses usuários) Fornece segurança para usuários individualmente se necessário Benefícios em aplicações de roteamento Um anúncio de rotas ou de vizinhança vem de um roteador autorizado Uma mensagem de redirecionamento de rota vem de um roteador para o qual um pacote foi de fato enviado Uma alteração de roteamento não pode ser forjada 8

9 IP seguro Arquitetura Serviços IPsec fornece serviço de segurança na camada IP permitindo ao sistema: selecionar os protocolos necessários determinar algoritmos a usar definir as chaves criptográficas necessárias para prover o serviço demandado Dois protocolos são usados Authentication Header (AH) Encapsulating Security Payload (ESP) 9

10 IP seguro Arquitetura Serviços AH ESP (criptografia) ESP (criptografia e autenticação) Controle de acesso Integridade (sem conexão) Autenticação de origem de dados Rejeição de pacotes falsificados Confidencialidade Confidencialidade limitada p/ fluxo de tráfego 10

11 IP seguro Arquitetura Modos IPsec Modo Transporte Protege somente a carga útil i.e. protege os dados originais e os protocolos de nível mais alto Tipicamente usado em comunicações fim-a-fim Modo Tunel Protege todo o pacote IP Incluindo o cabeçalho IP Tipicamente usado para conectar gateways seguros (firewall ou roteador que implementa IPsec) Nesse caso, hospedeiros não precisam ter IPsec habilitado OBS. Ambos baseados no conceito de Security Association (SA) 11

12 IP seguro Arquitetura Modos IPsec 12

13 IP seguro Arquitetura Authentication Header (AH) Fornece suporte para integridade de dados e autenticação (Message Authentication Code) de pacotes IP HMAC-MD5-96 ou HMAC-SHA-1-96 Sistema/usuário final pode autenticar usuário/aplicação Previne ataques de falsificação de IP e de replicação com números de sequência Entidades compartilham uma chave secreta, K Por que ter um protocolo de autenticação somente? Pode ser usado onde importação/ exportação/ uso de criptografia é restrito (ou o uso não é necessário) Tem implementação mais rápida Receptor pode optar por verificar ou não integridade/ autenticidade 13

14 IP seguro Arquitetura Authentication Header (AH) 14

15 IP seguro Arquitetura Encapsulating Security Payload (ESP) Fornece suporte para confidencialidade de mensagem e fluxo de dados e, opcionalmente, autenticação 3DES, RC5, IDEA, CAST, AES, etc. 15

16 IP seguro Arquitetura Encapsulating Security Payload (ESP) 16

17 IP seguro Arquitetura Modos IPsec - Resumo Modo Transporte Modo Tunel AH Autentica carga útil IP e partes selecionadas do cabeçalho IP (e extensões do IPv6) Autentica todo o pacote IP interno e mais partes selecionadas do cabeçalho do pacote externo (e extensões do IPv6) ESP Criptografa carga útil IP e qualquer cabeçalho de extensão IPv6 seguindo o cabeçalho ESP Criptografa todo o pacote IP interno ESP com autenticação Criptografa carga útil IP e qualquer cabeçalho de extensão IPv6 seguindo o cabeçalho ESP. Autentica carga útil IP, mas não o cabeçalho IP Criptografa todo o pacote IP interno. Autentica o pacote IP interno 17

18 IP seguro Gerência de Chaves Geração e distribuição de chaves Manual Administrador do sistema configura chaves nos sistemas envolvidos (usado em ambientes pequenos, com poucas alterações no tempo) Automática Sistemas automáticos permitem a criação sob demanda de chaves e facilitam o uso/distribuição de chaves (usados em grandes ambientes) Oakley Key Determination Protocol» Protocolo de troca de chave baseado em Diffie-Hellman ISAKMP & IKE Internet Security Association and Key Management Protocol & Internet Key Exchange» Framework para gerência de chaves que define procedimentos e formatos de pacotes para estabelecer, negociar, modificar e remover SAs» Independente de protocolo de troca de chave, algoritmo de criptografia e método de autenticação 18

19 IP seguro Pontos Positivos Fornece um nível de segurança para todas as aplicações Permite a adoção de novas aplicações que não precisam ter seus próprios mecanismos de segurança Transparente para a camada de transporte (e as outras acima dela) Transparente para o usuário final Não precisa de treinamento para uso, para gestão de chaves, etc. Pode ser fornecido a usuários individualmente modo transporte (para usuários remotos temporariamente) Extensível para novos e mais robustos métodos criptográficos (quando se tornam disponíveis) 19

20 IP seguro Pontos Negativos Sobrecarga de processamento Proteção aplicada a todo o tráfego, embora uma pequena parte dele possa necessitar de segurança (no modo tunel) Pode impedir o acesso a hospedeiros sem suporte a IPsec Hospedeiros sempre precisam ter/definir SAs Pouco prático para conexões de curta duração Necessidade de definição de SAs constantes limita a existência de tráfego arbitrário na Internet (particularmente p2p) Não aplicável para mult/broadcast 20

21 Leituras Obrigatória Stallings, W., Network Security Essentials, 3rd Ed., Cap. 6 Recomendada Doraswamy, N and Harkins, D; IPsec; Prentice Hall,

22 Questões de Revisão Cite alguns exemplos de aplicação do IPsec. Que serviços são fornecidos pelo IPsec? Qual é a diferença entre o modo transporte e o modo tunel? O que é um ataque de replicação? 22