Post on 17-Apr-2015
IPsec
Leandro Alonso Xastre
Thiago T. C. de Felipo
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Origem do IPsec
O IPsec surgiu com o desejo de fornecer segurança no nível de IP.Aumento do uso de protocolo da internet em
grandes redes de empresas;Democratização de internet;Facilidade de ataques.
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Origem do IPsec
IPsec = IP Security ProtocolPadrão desenvolvido pela IETF desde 1992;Primeira versão lançada em 1995;Versão melhorada, com administração
dinâmica dos parâmetros de segurança(IKE), em 1998;
Até hoje ainda é trabalhado na IETF.
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Problema do IP
Problemas do IPMonitoramento de pacotes não autorizadas;Exploração de aplicações cuja autenticação é
feita baseada no endereço IP, através do IP spoofing.
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IPsec
Proposta: Implementar segurança no próprio nível IP.
Não mais: Segurança na camada aplicação; Segurança na camada de serviços;
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Objetivo
Previnir espionagem dos pacotes que trafegam;
Impedir acesso ilícito aos dados.
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Solução com IPsec
Confidencialidade dos dados; Autenticidade dos dados trafegados; Alta segurança quando usado com
algoritmos fortes; Não substitui as soluções já existentes de
segurança, mas adiciona funcionalidades.
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Como Funciona
Opera na camada de rede; Processa todos os
datagramas IP; Protege todas as aplicações
de modo transparente; Pode ser implementado em
qualquer ponto da rede (hospedeiros, servidores, roteadores).
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Como Funciona Pode-se criar políticas para
cada datagrama específico; Obrigatório no IPv6 e opcional
no IPv4; IKE – Internet Key Exchange
Protocolo padrão de administração de chaves para o IPsec.
Negociação de parâmetros; Troca de chaves; Autenticidade dos pontos.
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Como Funciona
Criação de uma ligação lógica para troca de datagramas (SA – Security Agreement)
Autenticação e proteção da identidade dos hospedeiros;
Negociação da política a ser usada pelo SA;
Troca autenticada das chaves secretas.
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SA – Security Agreement
Um dos mais importantes conceitos no IPsec é chamado Security Agreement (Acordo de Segurança). Definido no RFC 1825;
Canal lógico entre origem e destino; SAs são uma combinação do SPI fornecido e do
endereço de destino; SAs são unidirecionais. Para uma conexão são
necessárias no mínimo duas SAs.
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Security Parameter Index - SPI
SPI1
SPI1
SPI2
SPI3
SPI1
SA1
SA2
SA3
SA1
SA2
Um servidor pode ter ao mesmo tempo várias associações de segurança diferentes (SA), pois pode manter comunicações seguras com vários usuários ao mesmo tempo.
IPsec –SPI1
IPsec –SPI2
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Utilização do IPSec com SA’s
Rede não Confiável
Rede não Confiável
Rede não Confiável
Rede Confiável
Rede Confiável
Rede Confiável
Gateway Seguro
Gateway SeguroGateway Seguro
Host
Host Host
SA SA
SA SA
SA SA
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Combinação de SA’s
Acordo de Segurança 1 Acordo de Segurança 2
Acordo de Segurança 2
Acordo de Segurança 1
Rede não Confiável
Rede não Confiável
Rede não Confiável
Rede não Confiável
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IPSec na Transmissão
DiscardBypass
Regras IPsec
• gerar assinaturas digitais• criptografar os dados
IPsec
Enlace
IP
IPsec AH
IP
Negociar IPsec
IPXX
IPsec ESP
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IPSec na Recepção
DiscardBypass
Regras IPsec
• verifica assinaturas • decriptografa
IPsec
Enlace
IP
IPsec AH
IP
Negociar IPsec
IP
XX
IPsec ESP
XXIP
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Proteção dos Dados
Pacotes protegidos individualmente: Compressão; Encriptação; Autenticação.
Modos de proteção: Túnel:
Encapsulamento em um novo datagrama IP;
Mais usado. Transporte:
Protege apenas os dados, sem um novo cabeçalho;
Usado apenas em IPsec fim a fim.
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Protocolos
AH – Authentication Header (Protocolo de autenticação de cabeçalho);
ESP – Encapsulation Security Payload (Protocolo de Segurança Encapsulamento da Carga útil);
Ambos fazem o acordo de segurança (SA)
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AH - Autenticação de Cabeçalho
Oferece:Autenticação da fonte; Integridade de dados.
Não oferece:Sigilo.
Adiciona um campo ao datagrama IP; Tipo do Protocolo = 51 no cabeçalho IP; RFC 2402.
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AH - Autenticação de Cabeçalho
Cabeçalho AH no datagrama IP.
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Cabeçalho do AH Next Header:
Código do protocolo encapsulado pelo IPsec, de acordo com os códigos definidos pela IANA – Internet Assigned Numbers Authority (UDP=17, TCP=6, etc ...)
Length: comprimento do cabeçalho em múltiplos de 32.
Security Parameter Index: identificador de 32 bits, com a SA compartilhada pelo
transmissor e pelo receptor. Authentication Data:
Código de verificação de integridade (ICV) de tamanho variável, depende do protocolo utilizado.
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Cabeçalho do AH Sequence Number:
Numero incremental, que começa a contagem quando o SA é criada.
Permite que apenas 232-1 pacotes sejam transmitidos na mesma SA. Após esse número, uma nova SA deve ser criada.
Host A Host B
negociam SA e definem SPI
SPI=x e SN=1
SPI=x e SN=2
...
SPI=y trans.SPI=x recep.
SPI=x trans.SPI=y recep.
SPI=y e SN=1
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AH - Autenticação de Cabeçalho
Datagrama: Modo de transporte:
Modo Túnel:
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ESP – Protocolo de Segurança de Encapsulamento de Carga Útil
Oferece:Autenticação da fonte; Integridade de dados.Sigilo.
Mais complexo, portanto exige mais processamento;
Tipo do Protocolo = 50 no cabeçalho IP; RFC 2406.
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ESP – Protocolo de Segurança de Encapsulamento de Carga Útil
ESP no datagrama IP.
HEADER
TRAILLER
AUTH
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Campos ESP Header:
SPI e Sequence Number: Mesmas funções do AH O algoritmo de criptografia pode ser qualquer, mas o
DES Cipher-Block Chaining é o default. Trailler:
Torna os dados múltiplos de um número inteiro, conforme requerido pelo algoritmo de criptografia.
O trailler também é criptografado. Auth:
ICV (Integrity Check Value) calculado de forma idêntica ao cabeçalho AH. Este campo é opcional.
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ESP – Protocolo de Segurança de Encapsulamento de Carga Útil
Datagrama: Modo de transporte:
Modo Túnel:
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Conclusão Vantagens:
Sistema completo que pode fornecer vários serviços de segurança;
Fornece segurança transparente para as aplicações;
Bom nível de segurança;Padrão ->Deve garantir interoperabilidade
entre máquinas de diferentes fabricantes.
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Conclusão Limitações:
Complexo e ainda não maduro; Incompatível com NAT;Nem todas as características da
especificação foram implementadas;Não há Sistema de Gerenciamento Dinâmico
das políticas de segurança.
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Referências Bibliográficas
KUROSE, J. F. ; ROSS, K. W.; Redes de Computadores e a Internet. Pearson Education, 2003.
TANENBAUM, A. S. , Redes de Computadores, Editora Campus, 2003.
http://www.javvin.com/protocolESP.html;http://www.cert-rs.tche.br/docs_html/ipsec.html;http://www.rnp.br/newsgen/9907/ipsec3.html;http://www.ietf.org/rfc/rfc2402.txt;http://www.ietf.org/rfc/rfc2406.txt