2001, edgard jamhour ipsec: ip seguro edgard jamhour
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2001, Edgard Jamhour
IPsec: IP Seguro
Edgard Jamhour
2001, Edgard Jamhour
IP Sec - IP Seguro
• Padrão aberto baseado em RFC (IETF).– Comunicação segura em camada 3 (IPv4 e IPv6)– Provê recursos de segurança sobre redes IP:
• Autenticação, Integridade e Confidencialidade
• Dois modos de funcionamento:– Modo Transporte– Modo Túnel
• Dois Protocolos (Mecanismos)– IPsec ESP: IP Encapsulating Security Payload (50)– IPsec AH: IP Autentication Header (51)
2001, Edgard Jamhour
Tipos de IPSec
• IP Autentication Header (AH)
– Oferece recursos de:• Autenticação• Integridade
• IP Encapsulating Security Payload (ESP)
– Oferece recursos de:• Confidencialidade• Autenticação• Integridade
2001, Edgard Jamhour
IPsec AH e IPsec ESP
IP TCP/UDP DADOS
IP TCP/UDP DADOSAH
IP TCP/UDP DADOSESPH ESPT ESPA
criptografia
IPv4
AH modo transporte
ESPtransporte
autenticação e integridade
autenticação e integridade
2001, Edgard Jamhour
Estrutura Geral do IPsec
2001, Edgard Jamhour
Implementação do IPsec
• IPsec pode ser implementado de três formas:
– Como um driver– Reescrevendo-se o código do protocolo IP– Dispositivo externo "Bump-in-the-wire" (BITW)
IP
IPsec Driver
Enlace
(Driver da Placa de Rede)
IP/IPsec Nativo
Enlace
(Driver da Placa de Rede)
Sistemas Operacionais Roteadores
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Modos de Utilização do IPsec
• Modo transporte
– Garante a segurança apenas dos dados provenientes das camadas superiores.
– Utilizado geralmente para comunicação "fim-a-fim" entre computadores.
• Modo tunel
– Fornece segurança também para a camada IP.– Utilizado geralmente para comunicação entre
roteadores.
2001, Edgard Jamhour
Modo Tunel e Transporte
INTERNET
Conexão IPsec em modo Transporte
INTERNET
Conexão IPsec em modo Túnel
2001, Edgard Jamhour
Modos de Utilização do IPsec
Rede não Confiável
Rede não Confiável
Rede não Confiável
Rede Confiável
Rede Confiável
Rede Confiável
Gateway Seguro
Gateway SeguroGateway Seguro
Host
Host Host
2001, Edgard Jamhour
IPSec : Estrutura AH e ESP
IP TCP/UDP DADOS IPv4
IP TCP/UDP DADOSAHAH modo transporte
IP TCP/UDP DADOSESPH ESPT ESPA ESPtransporte
IP IPESPH TCP/UDP DADOS ESPT ESPA
criptografia
ESPtunel
autenticação e integridade
IP TCP/UDP DADOSAH IP AH modo tunel
autenticação e integridade
2001, Edgard Jamhour
Authentication Header
Next Header reserved
1 byte 1 byte
Length reserved
SPI: Security Parameter Index
Authentication Data(ICV: Integrity Check Value)
Campo de Tamanho Variável, depende do protocolo de autenticação utilizado
1 byte 1 byte
• Provê serviços de autenticação e Integridade de Pacotes.
Sequence Number
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Campos do IPsec AH
• Next Header:– Código do protocolo encapsulado pelo IPsec, de acordo com os
códigos definidos pela IANA (UDP, TCP, 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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Campos do IPsec 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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Authentication Data
• Para enviar um pacote:
1. O transmissor constrói um pacote com todos os campos IP e protocolos das camadas superiores.
2. Ele substitui todos os campos que mudam ao longo da transmissão com 0’s (por exemplo, o TTL)
3. O pacote é completado com 0’s para se tornar múltiplo de 16 bits.4. Um checksum criptográfico é computado para concatenação:
– Algoritmos: HMAC-MD5 ou HMAC-SHA-1– MAC: Message Authentication Code
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Autenticação
• Para receber um pacote:
1. O receptor utiliza o SPI para determinar qual o algoritmo a ser utilizado para validar o pacote recebido.
2. O receptor substitui os campos mutáveis por “0” e calcula o checksum criptográfico do pacote.
3. Se ele concordar com o checksum contido no cabeçalho do pacote de autorização, ele é então aceito.
IP TCP/UDP DADOSAH
Algoritmo de Integridade ICV
ICV
iguais?
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AH e Modo Túnel e Modo Transporte
IP TCP/UDP DADOS
IP TCP/UDP DADOSAH
IP TCP/UDP DADOSAH IP
IPv4
IPv4 com autenticação
IPv4 com autenticação e tunelamento
Especifica os Gateways nas Pontas do Tunnel
Especifica os Computadores
IP Normal
Modo Transporte
Modo Tunel
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AH Modo Tunel e Transporte
SA
INTERNET
SA
SA INTERNET SA
Conexão IPsec em modo Túnel
IPsec AH IPsec AH IPsec AH IPsec AH IPsec AH
Conexão IPsec em modo Transporte
IPsec AH IPsec AH IPsec AH
IP
IPIP
IP
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Encrypted Security Payload Header
• ESP provê recursos de autenticação, integridade e criptografia de pacotes.
Next HeaderPad (0 – 255 bytes)
1 byte 1 byte
Pad Length
Security Parameter Index
Encrypted Payload(dados criptografados)
1 byte 1 byte
Sequence Number
Authentication Data(tamanho variável)
HEADER
TRAILER
AUTH
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Campos do IPsec 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 IPSec : Tunel e Transporte
TCPUDP
DADOSESP HEADER
ESPTRAILER
ESPAUTH
criptografadoautenticado
TCPUDP
DADOSIP
IP TCPUDP
DADOSESP HEADER
ESPTRAILER
ESPAUTH
criptografadoautenticado
IP
IP
MODO TRANSPORTE
MODO TUNNEL
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ESP Modo Tunel e Transporte
SA
INTERNET
SA
SA INTERNET SA
Conexão IPsec em modo Túnel
IPsec ESP IPsec ESP IPsec ESP IPsec ESP IPsec ESP
Conexão IPsec em modo Transporte
IPsec ESP IPsec ESP IPsec ESP
IP
IPIP
IP
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ESP IPSec : Tunel e Transporte
TCPUDP
DADOSESP HEADER
ESPTRAILER
ESPAUTH
criptografadoautenticado
TCPUDP
DADOSIP
IP TCPUDP
DADOSESP HEADER
ESPTRAILER
ESPAUTH
criptografadoautenticado
IP
IP
MODO TRANSPORTE
MODO TUNNEL
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Configuração do IPsec
• Cada dispositivo de rede (Host ou Gateway) possui uma política de segurança que orienta o uso de IPsec.
• Uma política IPsec é formada por um conjunto de regras, muito semelhantes as regras de um firewall.
• As políticas IPsec são definidas de maneira distinta para os pacotes transmitidos e para os pacotes recebidos.
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Políticas de Segurança
• Uma Política IPsec é formada por um conjunto de regras com o seguinte formato:
– Se CONDICAO SatisfeitaEntão executar ACAO da POLÍTICA
• A CONDIÇÃO (Chamada de Filtro):
– define quando uma regra de Política deve ser tornar ATIVA.
• A AÇÃO:
– define o que deve ser feito quando a condição da REGRA for SATISFEITA.
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Elementos para Configuração do IPsec
Ações(Ação de Filtro)
Condições(Lista de Filtros)
Política IPsecRegra de Política
Regra de Política
Regra de Política
Lista de Regras
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Condição (Lista de Filtros)
• Cada filtro define as condições em que uma política deve ser ativa.
a) IP origem (nome, IP ou subrede) b) IP destino (nome, IP ou subrede) c) Tipo de Protocolo (código IANA para
TCP, UDP, ICMP, etc...)d) Porta Origem (se TCP/UDP)e) Porta de Destino (se TCP/UDP)
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Ação
• A ação define o que deverá ser feito com o pacote recebido ou transmitido.
• O IPsec define 3 ações:
– repassar o pacote adiante sem tratamento • ação: bypass IPsec
– rejeitar o pacode• ação discard
– negociar IPsec• define um modo de comunicação incluindo as
opções Tunel, Transporte, IPsec ESP e IPsec AH.
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Negociar IPsec
• Se a ação for do tipo Negociar IPsec, deve-se definir:– Obrigatoriedade:
• Facultativo: Aceita comunicação insegura (se o outro não suporta IPsec).
• Obrigatório: Aceita apenas comunicação segura.– Tipo de IPsec:
• AH: Define o algoritmo de Hashing• ESP: Define o algotimo de Hashing e Criptografia
– Modo Túnel ou Modo Transporte• Se modo túnel, especificar o IP do fim do túnel
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Ações IPsec na Transmissão
DiscardBypass
Regras IPsec
• gerar assinaturas digitais• criptografar os dados
IPsec Driver
Enlace
IP
IPsec AH
IP
Negociar IPsec
IPXX
IPsec ESP
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Ações IPsec na Recepção
DiscardBypass
Regras IPsec
• verifica assinaturas • decriptografa
IPsec Driver
Enlace
IP
IPsec AH
IP
Negociar IPsec
IP
XX
IPsec ESP
XXIP
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Implementação de Políticas
• Para que dois computadores "A" e "B" criem uma comunicação IPsec:– Computador A:
• deve ter políticas IPsec para transmitir pacotes cujo endereço de destino é "B".
• deve ter políticas IPsec para receber pacotes cujo endereço de origem é "B".
– Computador B:• deve ter políticas IPsec para transmitir pacotes
cujo endereço de destino é "A".• deve ter políticas IPsec para receber pacotes cujo
endereço de origem é "A".
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Exemplo de Política em Modo Transporte
10.32.1.45
10.26.128.0255.255.128.0
HOST B
10.26.128.1 10.32.1.1
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Formato das Regras
• Modo:– Modo Tunel ou Modo Transporte? – IP do Túnel (se houver)
• Filtro:– IP de Origem e Destino (pode ser subrede)– Protocolo (TCP, UDP, etc)– Porta de Origem e Destino (se houver)
• Ação:– Tipo: Aceitar, Bloquear, Negociar– Protocolo IPsec (AH, ESP) – Obrigatório (S/N)– Integridade: MD5, SHA– Criptografia: DES, 3DES
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Política 1: ICMP
• Objetivo: – Evitar ataques ICMP com spoofing.
• Política: Para o HOST B:
– Apenas mensagens ICMP vindas da subrede 10.26.128.0/17 em modo IPsec AH são aceitas.
– Se o solicitante não suporta IPsec, então a comunicação é Rejeitada
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Exemplo de Política Transporte: ICMP
10.26.128.0/17
10.32.1.45ICMP
ICMP (AH)
HOST B
REDE A
REDE_A HOST_B ICMP
HOST_B REDE_A ICMP
2 REGRAS
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Política para o HOST B
Modo IPOrigem
IPDestino
Protocol Porta Origem
Porta Destino
Acao
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Políticas Básicas
• Algumas implementações de IPsec, como no Windows 2000 oferecem políticas pré-definidas para facilitar a configuração das regras`.
– Sem IPsec– Client (Respond Only)
• Implementa IPsec apenas se exigido pelo Servidor.– Secure Server (Require Security)
• Efetua apenas comunicação IPsec. • Rejeita conexões com clientes que não suportam IPsec.
– Server (Request Security)• Solicita sempre comunicação IPsec.• Aceita conexões sem segurança se o cliente não suportar
IPsec.
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Políticas Básicas
Não Fala IPsec
ClienteIPsec
RequestSecurity
Require Security
CLIENTE SERVIDOR
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Pergunta:
• Que política Básica deve ser configurada nos hosts da rede A para que eles possam enviar as mensagens de ping?
• RESPOSTA:
– Sem IPsec:– Cliente:– Request Security– Require Security
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Expandindo a política: Acesso HTTP
• Objetivo:
– Possibilitar que usuários da Intranet possam estabelecer comunicação em modo seguro, com criptografia de dados.
• Política: Para o HOST B:
– Apenas o acesso da subrede 10.26.128.0/17 em modo IPsec ESP é permitido.
– Se o solicitante não suporta IPsec, então a comunicação não é Permitida.
– Se o solicitante pertencer a uma outra subrede, então a comunicação é bloqueada.
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Acesso HTTP
10.26.128.0
10.32.1.45HTTP (ESP)
HTTP
HOST B
HTTP
REDE_A HOST_B HTTP
HOST_B REDE_A HTTP
2 REGRAS
REDE A
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Política para o HOST B
Modo IPOrigem
IPDestino
Protocol Porta Origem
Porta Dest.
Acao
Transp. 10.26.128.0/17
10.32.1.45 ICMP * * AH SHA1AH MD5
Transp. 10.32.1.45 10.26.128.0/17
ICMP * * AH SHA1AH MD5
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Política Default
• Assim como um firewall, é necessário definir uma políticas Default para o IPsec.
• A políticas default será aplicada quando as condições do pacote não forem satisfeitas por nenhuma das regras pré-definidas.
• A política default pode ser:– Bloquear– Bypass IPsec– Negociar IPsec em vários modos:
• IPsec ESP 3DES, SHA1• IPsec ESP DES, MD5• AH SHA1• AH MD5
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Security Association (SA)
• Dois computadores podem possuir um conjunto amplo de políticas para transmissão e recepção de pacotes.
• É necessário encontrar uma política que seja comum ao transmissor e ao receptor.
A B
Eu transmito para qualquer rede sem IPsecEu transmito para qualquer rede em IPsec AH MD5E aceito pacotes de qualquer rede em com IPsec AH MD5
Eu transmito para qualquer rede em IPsec AH MD5Eu transmito para qualquer rede em IPsec AH SHA1Eu aceito pacotes de qualquer rede em com IPsec AH MD5Eu aceito pacotes de qualquer rede em com IPsec AH MD5
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Security Association
• Uma vez definida uma política comum a ambos os computadores, uma associação de segurança (SA) é criada para “lembrar” as condições de comunicação entre os hosts.
• Isso evita que as políticas sejam revistas pelo IPsec a cada novo pacote recebido ou transmitido.
• Cada pacote IPsec identifica a associação de seguraça ao qual é relacionado pelo campo SPI contido tanto no IPsec AH quanto no IPsec ESP.
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Negociação de SA’s
• A negociação de SA e o gerenciamento de chaves é implementado por mecanismos externos ao IPsec.
• A única relação entre esses mecanismos externos e o IPsec é através do SPI (Secure Parameter Index).
• O gerenciamento de chaves é implementado de forma automática pelo protocolo:
– IKE: Internet Key Exchange Protocol
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IKE: The Internet Key Exchange
• Mecanismo estabelecimento das Associações de Segurança.
• Anteriormente conhecido como ISAKMP/Oakley
– ISAKMP( The Internet Security Association and Key Management Protocol)
• Protocolo para negociar, modificar e eliminar associações de segurança e chaves.
• Define os conteúdos para geração de chaves de intercâmbio de dados de autenticação.
– Oakley• Protocolo para intercâmbio de chaves de sessão.
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Distribuição de Chaves no IPsec
• A distribuição de chaves no IPsec é implementado de forma independente do protocolo, na forma de uma aplicação.
UDP500
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Princípios para Criação das SA
• Princípio:– Todo dispositivo que estabelece um SA deve ser previamente
autenticado.– Toda informação trocada para criar os SA’s deve ser autenticada
e criptografada.
• IKE:– Autenticação de “peers” numa comunicação IPsec.– Negocia políticas de segurança.– Manipula a troca de chaves de sessão.
• Através de certificados.• Através de segredos pré-definidos.• Através do OakLey.• Através de Certificados.
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IPsec faz uma negociação em Duas Fases
• FASE 1:– Criação de uma SA Temporária– Cria um canal seguro temporário para Negociação da SA
Definitiva.
• FASE 2:– Criação de uma SA Permanente– Cria o canal seguro para transmissão dos dados.
• O driver IPsec:• Verifica mudanças de política a cada 180 minutos.• Refaz a autenticação a cada 480 minutos• Pode reutilizar ou não a chave mestra da Fase 1 para gerar
novas chaves de sessão em comunicações seguras com o mesmo computador.
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Algoritmos Utilizados
• Algoritmo de Chave Pública:
– Diffie-Hellman– Algorítimo de chave pública, utilizado pelo IKE para transportar as
chaves de sessão.
• Algoritmos de Criptografia:
– DES-CBC with Explicit IV – 40-bit DES-CBC with Explicit IV – DES-CBC with Derived IV as specified in RFC 1829
• Algoritmos de Autenticação:
– HMAC-MD5 – HMAC-SHA – Keyed MD5 conforme RFC 1828
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Fases de Criação da SA
FASE 1: AutenticaçãoUtiliza um SA temporário (ISAKMP AS)
1. Policy Negotiation – Determina:
o O Algoritmo de criptografia: DES, 3DES, 40bitDES, ou nenhum.
o O Algoritmo de integridade: MD5 or SHA. o O Método de autenticação: Public Key Certificate,
preshared key, or Kerberos V5 (método default utilizado pelo Windows2000, por exemplo).
o O grupo Diffie-Hellman.
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Fases de Criação da SA
2. Key Information Exchange
o Utiliza Diffie-Helman para trocar um segredo compartilhado
3. Authentication
o Utiliza um dos mecanismos da fase 1 para autenticar o usuário.
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Fases de Criação da SA
FASE 2: Criação do SA para IPsec– Define o SA que será realmente usado para
comunicação segura
1. Policy Negotiation – Determina:
o O protocolo IPsec: AH, ESP. o O Algoritmo de Integridade: MD5, SHA. o O Algoritmo de Criptografia: DES, 3DES,
40bitDES, or none.
2. O SA e as chaves são passadas para o driver IPsec, junto com o SPI.
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Modos do SA
• Assim como o IPsec, as SA podem ser de dois modos:– Transporte
• Provê segurança apenas para as camadas superiores (ESP) e autenticação para alguns campos do IP (AH).
• Utilizado para estabelecer a segurança entre dois Hosts.
– Tunel• Aplica segurança em um pacote tunelado.• Utilizado para estabelecer a segurança:
– entre dois roteadores– entre um computador e um roteador.
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Modos de Utilização do IPsec
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 (SA bundle)
• As funcionalidades oferecidas nos modos Tunel, Tranporte AH e ESP não são idênticas.
• Muita vezes são necessárias mais de uma SA para satisfazer os requisitos de segurança de uma comunicação segura.
INTERNET
SA Tunnel com ESP
SA Transporte com AH
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Tunelamento Múltiplo (Iterate Tunneling)
• IPsec permite criar várias camadas de tunelamento terminando em end points diferentes.
INTERNET
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Combinação de SA’s
Associação de Segurança 1 Associação de Segurança 2
Associação de Segurança 2
Associação de Segurança 1
Rede não Confiável
Rede não Confiável
Rede não Confiável
Rede não Confiável
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Exemplo de Política Túnel
• Cenário:
10.26.128.253 10.32.1.45
10.32.1.0255.255.255.0
10.26.128.0255.255.128.0
AH(obrigatório)
ESP(túnel, obrigatório) AH
(obrigatório)
Host A Host B
Rede A Rede B
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Observação: Políticas com Tunelamento
• É necessário criar uma regra para enviar e outra para receber pacotes pelo túnel, em cada um dos gateways VPN.
IP_IA
B
RedeA
RedeB
IP_EA IP_IBIP_EB
R_B R_AIP_EB IP_EA
R_B R_AIP_EA IP_EB
A
R_B R_AIP_EB IP_EA
R_B R_AIP_EA IP_EB
2001, Edgard Jamhour
Objetivos da Política
• Permitir que duas redes da organização troquem informação em modo seguro.
• A informação deve ser criptograda enquanto estiver transitando entre as duas redes.
• Apenas os hosts pertencentes as subredes 10.16.128.0/17 e 10.32.1.0/24 podem utilizar o canal VPN.
• Deve-se evitar que computadores pertencentes a outras redes utilizem o canal VPN através de técnicas de spoofing.
2001, Edgard Jamhour
Política para o HOST B
Modo IPOrigem
IPDestino
Protocol Porta Origem
Porta Dest.
Acao
2001, Edgard Jamhour
Política para o HOST A
Modo IPOrigem
IPDestino
Protocol Porta Origem
Porta Dest.
Acao
2001, Edgard Jamhour
Observações
• Limitações do VPN IPsec no Windows 2000
– Os tuneis não podem ser criados para protocolos ou portas específicas.• APENAS TUNEIS ESTÁTICOS
ENTRE DOIS ENDEREÇOS IP SÃO SUPORTADOS.
2001, Edgard Jamhour
Armazenamento das Políticas e das SA• As normas relativas ao IPsec não definem como as
políticas e as associações de segurança devem ser implementadas.
– Todavia, conceitualmente, elas são armazenadas em duas bases distintas
• Security Policy Database: SPD• Security Association Database: SAD
– Cada dispositivo de rede que suporta IPsec deve possuir 4 bases:
• SPD para transmissão, SPD para recepção• SAD para transmissão, SAD para recepção
2001, Edgard Jamhour
Base de Dados IPsec (SPD e SA)
HOST ou GATEWAYoubound inbound pacotes IP
(SPI)
SPD
pacotes IP
SA
SPD SA
Políticas e Associações para Pacotes Transmitidos
Políticas e Associações para Pacotes Recebidos
define protocolo de hashing,criptografia e a chave criptográfica.
conjunto de regras que diz o que fazer com cada pacote.
2001, Edgard Jamhour
Security Policy Database (SPD)
• SPD– Lista ordenada de entradas de política de segurança
(Security Policy Entries - SPE).– Cada SPE está associada a um ou mais selectors que
definem qual tráfego IP deve ser submetido a esta política.
• Cada SPE:– Classifica o tráfego em:
• bypass• discard• IPsec processing: SPE inclui um SA (ou SA bundle)
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Security Association Database: SAD
• As políticas IPsec podem ser definidas:– Com alta granularidade
• Determina uma SA diferente para cada tipo de tráfego.
– Com baixa gralularidade• Determina SA genéricas que se aplicam a diversos
tipos de tráfego.
• Num dado instante, um host pode ter várias SA ativas.
• As SA’s ativas são armazenadas na SAD (Security Association Database).
2001, Edgard Jamhour
Indentificação das SA
• Uma SA é definida de maneira única por um Triplé:
– SPI: Security Parameter Index• Parâmetro de 32 bits, escolhido pelo receptor.• É transportado dentro dos campos extendidos pelo IPsec.
– IP de destino (pode ser unicast, broadcast ou multicast)– Identificador AH ou ESP
IP_A IP_BSA1: SPI=1, IP=IP_B, AH
SA2: SPI=1, IP=IP_A, AH
2001, Edgard Jamhour
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
2001, Edgard Jamhour
Base de Dados IPsec (SPD e SA)
HOST ou GATEWAYoubound inbound pacotes IP
(SPI)
SPD
pacotes IP
SA
SPD SA
Políticas e Associações para Pacotes Transmitidos
Políticas e Associações para Pacotes Recebidos
SPE
SPE SPI
SPI
SPI
SPI
SPI
2001, Edgard Jamhour
Funcionamento
• O funcionamento do IPsec deve ser analisado em duas situações:
– Transmissão: • Quando o drive IPsec recebe dados das camadas superiores.• Antes de transmitir os dados o IPsec deve:
– AH: gerar as assinaturas digitais.– ESP: criptografar os dados.
– Tráfego Recebido: • O drive IPsec recebe dados das camadas Inferiores.• Antes de repassar os dados para as camadas superiores o
IPsec deve:– AH: validar as assinaturas digitais.– ESP: decriptografar os dados.
2001, Edgard Jamhour
Transmissão de Dados em IPsec
• Sequência de ações do driver IPsec:
1. Consulta o SPD (Banco de Dados de Políticas)Determina se: a) bypassa IPsec, b) descarda os
dados, c) efetua o processamento IPsec.2. Determina o SA (apenas no caso c)3. Consulta o SAD (Security Association Database)
Se a SA já existe: ele utiliza a existente
Se a SA não existe: ele solicita ao IKE para criar uma nova SA com as
características necessárias.
2001, Edgard Jamhour
Recepção de Dados em IPsec
• Sequência de ações do driver IPsec:1. Determina o tipo de protocolo IPsec (AH ou ESP).2. Identifica o SPI (Security Paramenter Index)3. Consulta a base de SAs (SAD).4. Utiliza as informações na SAD para:
• AH: Determinar como validar a assinatura digital.• ESP: Determina como decriptograr os dados.
5. Após a valiação dos pacote:• A base de políticas é consultada (SPD) para
determinar se a SAD aplicada ao pacote satisfaz as políticas de segurança relativas a este tipo de tráfego.
2001, Edgard Jamhour
Alterações de Políticas
• Quando uma comunicação IPsec é bem sucedida, cria-se uma SA.
SA (ESP, DES, SHA)
• As SA continuam, mesmo se as políticas são modificadas. Deve-se aguardar um tempo para que as S.A. sejam desfeitas e então a nova política tenha efeito.
• Durante este perído, a criação de políticas incompatíveis com SA já estabelecidas faz com que a comunicação não funcione.
SA (ESP, DES, SHA)
2001, Edgard Jamhour
L2TP e IPsec
• IPsec:
– Implementa tunelamento em camada 3.– Não é capaz de suportar o transporte de protocolos de
rede que não sejam IP.
• L2TP:
– Implementa tunelamento em camada 2.– Pode transportar qualquer tipo de protocolo de rede.– Não possui recursos para gerenciar criptografia dos
dados.
2001, Edgard Jamhour
Tunelamento L2TP com IPsec
• L2TP e IPsec podem ser combinados para implementar um mecanismo completo de VPN para procotolos de rede diferentes do IP, como IPx e NetBEUI.
2001, Edgard Jamhour
IPsec no Cisco: Exemplo
NATTranslation
PacketFiltering IPsec
201.1.1.1 201.2.2.1
roteador
switch
172.16.1.0/24 172.16.2.0/24
Desktop Desktop Desktop Servidor
Internet
switch
roteador
2001, Edgard Jamhour
Exemplo de Configuração IPsec
• Passo 1: Verificar se os filtros de pacotes permitem a passagem de mensagens IPsec.
– Requisitos:• IKE usa a porta UDP 500• O IPsec utiliza os protocolos IP tipo:• ESP: 51• AH: 51
2001, Edgard Jamhour
Exemplo de Configuração IPsec
• Passo 2: Indicar qual tráfego poderá passar pelo Firewall e ser tratado pelo IPsec:
– O comando abaixo define que todo tráfego trocado entre as redes 172.16.2.0/24 e 172.16.1.0/24 deve ser submetido ao IPsec.
• access-list 120 permit ip • 172.16.2.0 0.0.0.255 • 172.16.1.0 0.0.0.255
2001, Edgard Jamhour
Exemplo: Cisco
• Passo 3: Define as opções do IKE– ! Políticas oferecidas ao outro peer.– ! A política com maior número é a preferencial.– crypto isakmp policy 1 – hash md5 – authentication pre-share – ! Esta política é mais segura que a 1 – crypto isakmp policy 2 – authentication pre-share – group 2 – lifetime 360 – ! Define chaves de autenticação pré-compartilhadas – crypto isakmp key itsnotverysecret address 201.1.1.1
2001, Edgard Jamhour
Padrões Relacionados ao IPsec
• RFC 2401 : – Security Architecture for the Internet Protocol
• RFC 2402: – IP Authentication Header
• RFC 2403: – The Use of HMAC-MD5-96 within ESP and AH
• RFC 2404: – The Use of HMAC-SHA-1-96 within ESP and AH
• RFC 2405: – The ESP DES-CBC Cipher Algorithm With Explicit IV
2001, Edgard Jamhour
Padrões Relacionados ao IPsec
• RFC 2406: – IP Encapsulating Security Payload (ESP)
• RFC 2407: – The Internet IP Security Domain of Interpretation for ISAKMP
• RFC 2408: – Internet Security Association and Key Management Protocol
(ISAKMP)
• RFC 2409:– The Internet Key Exchange (IKE)