2010, edgard jamhour redes virtuais privadas vpn edgard jamhour
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2010, Edgard Jamhour
Redes Virtuais PrivadasVPN
Edgard Jamhour
2010, Edgard Jamhour
Tipos de VPN
ENTRE DUAS MÁQUINAS
ENTRE UMA MÁQUINA E UMA REDE(VPN DE ACESSO)
ENTRE DUAS REDES(INTRANET OU
EXTRANET VPN)
rede
Insegura
rede
Insegura
rede
Insegura
2010, Edgard Jamhour
VPN = Tunelamento
rede
Insegura
pacote protegido
rede
Insegura pacote desprotegido
rede
Insegura
2010, Edgard Jamhour
• TUNELAMENTO:– Permite tranportar pacotes com IP privado ou com outros protocolos
de rede através da Internet.
• AUTENTICAÇÃO:– Permite controlar quais usuários podem acessar a VPN
– Reduz o risco de ataques por roubo de conexão e spoofing.
• CRIPTOGRAFIA:– Garante a confidencialidade dos dados transportados através da
VPN.
Conceitos Básicos de uma VPN
2010, Edgard Jamhour
• TUNELAR: Significa colocar as estruturas de dados de um protocolo da mesma camada do modelo OSI dentro do outro. Existem dois tipos de Tunelamento:– Camada 3: Transporta apenas pacotes IP
– Camada 2: Permite tranportar outros protocolos de rede: IP, NetBEUI, IPX.
TUNELAMENTO
CABEÇALHOQUADRO
CABEÇALHOPACOTE CRC
CABEÇALHOQUADRO
CABEÇALHOIP CRCCABEÇALHO
PACOTE IPTUNELAMENTO DA CAMADA 3
TUNELAMENTO DA CAMADA 2
DADOS
DADOS
CABEÇALHOQUADRO
CABEÇALHOPACOTE IP CRCDADOS
CABEÇALHOQUADRO
2010, Edgard Jamhour
TUNELAMENTO
FISICA
ENLACE
REDE
TRANSPORTE
APLICAÇÃO
FISICA
ENLACE
REDE
SSL
APLICAÇÃO
FISICA
ENLACE
REDE
TRANSPORTE
APLICAÇÃO
FISICA
ENLACE
REDE
TRANSPORTE
APLICAÇÃO
TRANSPORTE
REDE
REDE
ENLACE
Aplicação
S.O.
Placa de
Rede
Pilha
Normal SSLTunelamento
Camada 3
Tunelamento
Camada 2
2010, Edgard Jamhour
• L2F: Layer 2 Fowarding Protocol (Cisco)– Não é mais utilizado.
• PPTP: Tunelamento de Camada 2– Point-to-Point tunneling Protocol
• L2TP: Tunelamento de Camada 2– Level 2 Tunneling Protocol (L2TP)
– Combinação do L2F e PPTP
• IPSec: Tunelamento de Camada 3– IETF (Internet Engineering Task Force)
PROTOCOLOS PARA VPN
2010, Edgard Jamhour
Protocolos para VPN
Protocolo Tunelamento Criptografia Autenticação Aplicação
PPTP Camada 2 Sim Sim VPN de Acesso Iniciada no Cliente
L2TP Camada 2 Não Sim VPN de Acesso Iniciada no NAS
Intranet e Extranet VPN
IPsec Camada 3 Sim Sim VPN de Acesso
Intranet e Extranet VPN
IPsec e L2TP
Camada 2 Sim Sim VPN de Acesso Iniciada no NAS
Intranet e Extranet VPN
2010, Edgard Jamhour
• Serviço de Acesso Remoto:– Implementado pelos sistemas operacionais comerciais
mais difundidos.
– Permite que um usuário acesse um servidor por linha discada.
Acesso por linha discada
MODEM MODEM
MODEM
PRECISA DE UM MODEM PARA
CADA USUÁRIO
PPP: POINT TO POINT PROTOCOL
RAS OU NAS
PSTN
REDE
2010, Edgard Jamhour
• Permite criar conexão de rede através de links ponto a ponto.– O PPP é um protocolo do nível de enlace destinado a
transportar mensagens ponto a ponto.
– O PPP supõem que o link físico transporta os pacotes na mesma ordem em que foram gerados.
PPP: Point to Point Protocol
O PPP permite transportar diversos protocolos de rede.IP
IPX
link físico
2010, Edgard Jamhour
• O Frame PPP segue uma variante da estrutura do HDLC (High-level Data Link Control)– FLAG: 0x7E
– ADDRESS: Usualmente FF (broadcast)
– CONTROL: 0x03
– FCS: Checksum
Frame PPP
FLAG ADDRESS CONTROL PROTOCOL FCS FLAG
8 bits 8 bits 8 bits 16 bits 16 bits 8 bits
DADOS
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• Link Control Protocols (LCP)– Configura parâmetros do link como tamanho dos
quadros.
• Protocolos de Autenticação– Determina o método para validar a senha do usuário no
servidor. Pode variar de texto aberto até criptografia.
• Network control protocols (NCP):– Configura parâmetros específicos do protocolo
transportado, como IP, IPX, and NetBEUI.
Sequência PPP
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• Definido pelo PPTP Forum:– Ascend Communication, U.S. Robotics, 3Com
Corporation, Microsoft Corporation e ECI Telematics
– Formalizado por RFC
• Requisitos para Utilização:– Os sistemas operacionais do cliente e do servidor devem
suportar PPTP
– PPTP é o protocolo de tunelamento mais difundido no mercado:• Windows, Linux, Roteadores, etc...
PPTP: Point-to-Point tunneling Protocol
2010, Edgard Jamhour
• Cenários:– A) Acesso por modem:
• O cliente estabelece uma conexão com um provedor (ISP) e depois com o servidor de VPN.
– B) Acesso por placa de rede:• O cliente já está na Internet, ele se conecta diretamente ao servidor
de VPN.
• O cliente e o servidor da VPN se encontram na mesma rede corporativa.
Cenários de Utilização do PPTP
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• O cliente tem acesso direto ao servidor, seja via linha discada, seja via rede.
Tipos de Conexão
ProtocoloTCP/IPIPX/SPXNetBEUI
possui protocolo PPTPinstalado e
serviço de dial up
possui protocolo PPTPinstalado e
serviço RAS configurado
ProtocoloTCP/IPIPX/SPXNetBEUI
permanente
discado
PLACA DE REDEMODEM
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Opções de Configuração
Opção no Cliente: - Conexões Virtuais Simultâneas (1 no WINDOWS 95/98).- Criptografia- Método de Autenticação
Opções no Servidor: - Número de portas VPN - DHCP ou RAS - O cliente pode especificar seu IP (S/N) - Range de IP’s - Tipo de Autenticação - Criptografia de Dados (S/N) - Acesso ao servidor ou a toda rede.
PORTAS VPNPARA DISCAGEM
PORTAS VPNPARA RECEPÇÃO
discado
rede
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Conexão PPTP
PSTN
INTERNET
ISP
EMPRESA
USUÁRIOREMOTO
TUNELPROVEDOR DE
ACESSO A INTERNET
REDE TELEFÔNICA
NASMODEM
MODEM
MODEM
MODEM
SERVIDOR
PPP
PPTP
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Topologias de Conexão
O servidor VPN libera acesso a toda rede
RAS
RAS
Acesso apenas a esta máquina
Outro Servidor da Rede
PORTAS VPNPORTAS VPN
WINDOWS NT/LINUX
WINDOWS NT/LINUX
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• 1) Situação Inicial– Considere um cliente e um servidor conectados por uma
rede TCP/IP.
– Ambos possuem endereços pré-definidos.
Exemplo
IPNORMAL1
IPNORMAL2
SERVIDOR RAS
RANGE IPIPVPN1
IPVPN2
...
INTERNET
EXEMPLO:192.168.0.1
..192.168.0.254
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• 2) O cliente disca para o endereço IP do servidor.– Nesse processo, o cliente deve fornecer seu login e
senha.
– A conta do usuário deve existir no servidor, e ele deve ter direitos de acesso via dial up.
– O servidor atribui um IP para o cliente, e reconfigura suas rotas.
Estabelecimento da Conexão PPTP
IPNORMAL2
IPNORMAL1
SERVIDOR RAS
RANGE IPIPVPN1
IPVPN2
...
INTERNET
LOGINSENHA
IPVPN E ROTAS
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• Os clientes conectados a rede virtual utilizam o servidor RAS como roteador.
Rede Virtual
VPN
VPN
VPN
VPN
SERVIDOR RAS
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Comunicação com Tunelamento
IPN2 IPN1
SERVIDOR RAS
IPVPN1IPVPN2
IPN2 IPN1 IPVPN2 IPVPN3
CLIENTE
IPN1 IPN3 IPVPN2 IPVPN3
IPN3
IPVPN3
CLIENTE
2010, Edgard Jamhour
• A técnica de encapsulamento PPTP é baseada no padrão Internet (RFC 1701 e 1702) denominado:– Generic Routing Encapsulation (GRE)
– O PPTP é conhecido como GREv2, devido as extensões que acrescentou:• controle de velocidade da conexão
• identificação das chamadas.
Pacotes PPTP
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• Um pacote PPTP é feito de 4 partes:– Delivery Header:
• adapta-se ao meio físico utilizado
– IP Header: • endereço IP de origem e destino sem tunelamento
– GREv2 Header: • indentifica qual protocolo foi encapsulado
– Payload Datagram: • pacote encapsulado (IPX, IP, NetBEUI, etc.)
Estrutura do PPTP
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• A figura abaixo mostra o formato geral de um pacote PPTP. O conteúdo de cada campo varia de acordo como o meio utilizado e com o protocolo transportado.
Formato Geral de um Pacote PPTP
Delivery Header
IP Header
GREv2 Header
Payload Datagram
Corresponde ao cabeçalho do
protocolo de enlace(Ethernet,
FrameRelay, etc.)
Cabeçalho do Datagrama IP de encapsulamento
Intentifica o Protocolo
Encapsulado
Datagrama do Protocolo
Encapsulado
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• A figura abaixo mostra o que acontece quando um datagrama IP é tunelado através de uma rede local Ethernet, com protocolo TCP/IP.
Datagramas Tunelados
Delivery Header
IP Header
GREv2 Header
Payload Datagram
EthernetHeader
GREv2 Header
IPIPHeader
Protocolo de Transporte
Protocolo de Aplicação
IP Origem e Destino Sem Tunelamento
IP Origem e Destino com Tunelamento
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• O estabelecimento de uma conexão PPTP é feito pela porta de controle TCP 1723.
• Esta porte precisa ser liberada no firewall para implantar uma VPN de acesso.
Porta de Controle
1723> 1024
configuração do link
autenticação
configuração de rotasTCP
IP: Protocol Type = 2F
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Exemplo de VPN com Firewall
INTERNET
1723>1023
IP_Servidor_VPN
FIREWALL:
Liberar a porta TCP 1723 no IP = Servidor_VPN
Liberar o protocolo PPTP (Protocol Type=2F) para o IP=Servidor_VPN
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• Baseado nos Protocolos:– PPTP
– L2F
• As mensagens do protocolo L2TP são de dois tipos:– Mensagens de controle:
• Utilizadas para estabelecer e manter as conexões
– Mensagens de dados:• Utilizadas para transportar informações
L2TP: Layer Two Tunneling Protocol
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• Possui suporte as seguintes funções:– Tunnelamento de múltiplos protocolos
– Autenticação
– Anti-spoofing
– Integridade de dados• Certificar parte ou todos os dados
– Padding de Dados• Permite esconder a quantidade real de dados Transportados
• Não possui suporte nativo para criptografia.
L2TP
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• PPTP:– Utiliza uma conexão TCP para negociar o túnel,
independente da conexão utilizada para transferir dados.
– No Windows 2000, por exemplo, o cliente e o servidor utilizam a porta TCP 1723 para negociar os túneis PPTP.
– Não possui mecanismos fortes de integridade dos pacotes (baseia-se apenas no PPP).
– Túneis são usualmente criados pelo cliente.
• L2TP:– Envia tanto as mensagens de controle quanto os dados
encapsulados em datagramas UDP.
– No Windows 2000, por exemplo, o cliente e o servidor utilizam a porta UDP 1701 para negociar os túneis L2TP.
– Túneis são usualmente criados automaticamente pelo NAS.
PPTP e L2TP
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• O tunelamento no L2TP é feito com o auxílio do protocolo UDP.
• Observe como o L2TP é construído sobre o protocolo PPP.
Tunelamento L2TP
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Iniciada pelo Servidor de Acesso a Rede (NAS)
PSTN
INTERNET
ISP
EMPRESA
USUÁRIOREMOTO
PPP PPP
TUNELPROVEDOR DE
ACESSO A INTERNET
REDE TELEFÔNICA
NASMODEM
MODEM
MODEM
MODEM
SERVIDOR
PPP
L2TP
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• 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)
IP Sec - IP Seguro
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• 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.
Modos de Utilização do IPsec
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• IP Autentication Header (AH) – Protocolo 51
– Oferece recursos de:• Autenticação
• Integridade
• IP Encapsulating Security Payload (ESP) – Protocolo 50
– Oferece recursos de:• Confidencialidade
• Autenticação
• Integridade
Tipos de IPSec
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• Definido pelo protocolo IP tipo 51
• Utilizando para criar canais seguros com autenticação e integridade, mas sem criptografia.
• Permite incluir uma “assinatura digital” em cada pacote transportado.
• Protege a comunicação pois atacantes não conseguem falsificar pacotes assinados.
Protocolo AH
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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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Authentication Header
• Provê serviços de autenticação e Integridade de Pacotes.
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
Sequence Number
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• 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.
Campos do IPsec AH
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• Para enviar um pacote:– O transmissor constrói um pacote com todos os campos
IP e protocolos das camadas superiores.
– Ele substitui todos os campos que mudam ao longo da transmissão com 0’s (por exemplo, o TTL)
– O pacote é completado com 0’s para se tornar múltiplo de 16 bits.
– Um checksum criptográfico é computado para concatenação:• Algoritmos: HMAC-MD5 ou HMAC-SHA-1
– MAC: Message Authentication Code
Authentication Data
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• Para receber um pacote:– O receptor utiliza o SPI para determinar qual o algoritmo
a ser utilizado para validar o pacote recebido.
– O receptor substitui os campos mutáveis por “0” e calcula o checksum criptográfico do pacote.
– Se ele concordar com o checksum contido no cabeçalho do pacote de autorização, ele é então aceito.
Autenticação
IP TCP/UDP DADOSAH
Assinatura HMAC ICV
ICV
iguais?
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• h = função de hashing (MD5 ou SHA1)
• k = chave secreta
• ipad = 0x363636 ... 3636
• opad = 0x5c5c5 ... c5c5c
HMAC
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• 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 segurança ao qual é relacionado pelo campo SPI contido tanto no IPsec AH quanto no IPsec ESP.
Security Association
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• SA: Associação de Segurança– Contrato estabelecido após uma negociação que
estabelece como uma comunicação IPsec deve ser realizada.• Algoritmo de Autenticaçã/Criptografia
• Chave de Sessão
• SPI: Secure Parameter Index• Número inteiro (32 bits) que identifica um SA.
• É transmitido junto com os pacotes IPsec para permitir ao destinatário validar/decriptografar os pacotes recebidos.
Associação de Segurança
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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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• Definido pelo protocolo IP tipo 50
• Utilizando para criar canais seguros com autenticação, integridade e criptografia.
• Além da criptografia, permite incluir uma “assinatura digital” em cada pacote transportado.
• Protege a comunicação pois atacantes não conseguem falsificar pacotes assinados e criptografados.
Protocolo ESP
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ESP IPSec : Tunel e Transporte
TCP
UDP
DADOSESP HEADER
ESP
TRAILER
ESP
AUTH
criptografado
autenticado
TCP
UDP
DADOSIP
IP TCP
UDP
DADOSESP HEADER
ESP
TRAILER
ESP
AUTH
criptografadoautenticado
IP
IP
MODO TRANSPORTE
MODO TUNNEL
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• ESP provê recursos de autenticação, integridade e criptografia de pacotes.
Encrypted Security Payload Header
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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• 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.
Campos do IPsec ESP
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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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• 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.
Configuração do IPsec
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Estrutura Geral do IPsec
Enlace
IP/IPsec(AH,ESP)
Transporte (TCP/UDP)
Sockets
Protocolo Aplicação
AplicaçãoIKE
Base de
SAs
Base de
Políticas
consultarefere
consulta
Administrador
configura
Solicita criação
do SA
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• Uma Política IPsec é formada por um conjunto de regras com o seguinte formato:– Se CONDICAO Satisfeita
Então 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.
Políticas de Segurança
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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
2010, Edgard Jamhour
• Cada filtro define as condições em que uma política deve ser ativa.– IP de origem e destino:
• nome, IP ou sub-rede
– b) Tipo de protocolo• código IANA para TCP, UDP, ICMP, etc...
– c) Portas de origem e destino• se TCP/UDP
Condição (Lista de Filtros)
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• 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.
Ação
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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
IPX
IPsec ESP
2010, Edgard Jamhour
Ações IPsec na Recepção
DiscardBypass
Regras IPsec
• verifica assinaturas • decriptografa
IPsec Driver
Enlace
IP
IPsec AH
IP
Negociar IPsec
IP
X
IPsec ESP
XIP
2010, Edgard Jamhour
• 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.– (rejeita a comunicação se o outro não suportar IPsec)
– Tipo de IPsec:• AH(hash) ou ESP(cripto,hash)
– Modo Túnel ou Modo Transporte• Se modo túnel, especificar o IP do fim do túnel
Negociar IPsec
2010, Edgard Jamhour
• CRIPTOGRAFIA– MUST NULL (1)
– MUST- TripleDES-CBC [RFC2451]
– SHOULD+ AES-CBC with 128-bit keys [RFC3602]
– SHOULD AES-CTR [RFC3686]
– SHOULD NOT DES-CBC [RFC2405] (3)
• AUTENTICAÇÃO– MUST HMAC-SHA1-96 [RFC2404]
– MUST NULL (1)
– SHOULD+ AES-XCBC-MAC-96 [RFC3566]
– MAY HMAC-MD5-96 [RFC2403] (2)
Algoritmos IPsec
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• 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".
Implementação de Políticas
2010, Edgard Jamhour
Observação: Políticas com Tunelamento
• É necessário criar uma regra para enviar e outra para receber pacotes pelo túnel, em cada um dos gateways VPN.
B
Rede
A
Rede
B
IP_A IP_B
R_B R_AIP_B IP_A
R_A R_BIP_A IP_B
A
R_B R_AIP_B IP_A
R_A R_BIP_A IP_B
terminação do túnel
in
out
in
out
2010, Edgard Jamhour
• O IPsec define um mecanismo que permite negociar as chaves de criptografia de forma automática
• 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
IKE: Internet Key Exchange
2010, Edgard Jamhour
• Princípio:– Todo dispositivo que estabelece um SA deve ser
previamente autenticado.
– Autenticação de “peers” numa comunicação IPsec.• Através de segredos pré-definidos.
• Através do Kerberos.
• Através de Certificados.
– Negocia políticas de segurança.
– Manipula a troca de chaves de sessão.
Princípios para Criação das SA
2010, Edgard Jamhour
• O protocolo IKE é implementado sobre UDP, e utiliza a porta padrão 500.
IKE
UDP 500
UDP 500
initiator responder
IKE
autenticação efetuada
chave secreta definidia
SA estabelecida
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• FASE 1: Main Mode– O resultado da negociação da fase 1 é denominado “IKE
Main Mode SA’.
– A “IKE Main Mode SA” é utilizada para as futuras negociações de SA entre os peers• A IKE SA tem um tempo de vida limitado por tempo e o
número de IPsec SA’s negociadas.
• FASE 2: Quick Mode– O resultado da negociação da fase 2 é denominado
“IPsec SA”
– O “IPsec SA” é utilizado para transmissão de dados• A IKE SA tem um tempo de vida limitado por tempo e a
quantidade de bytes trocados pela SA.
IPsec faz uma negociação em Duas Fases
2010, Edgard Jamhour
• O IKE (RFC 2409) é uma combinação de dois protocolos definidos anteriormente:– OAKLEY (RFC 2412)
• Protocolo de Troca de Chaves
• Utiliza o algoritmo Diffie-Hellman
– ISAKMP (RFC 2408)• Internet Security Association and Key Management Protocol
• Conjunto de mensagens para autenticar os peers e definir os parâmetros da associação de segurança.
IKE = ISAKMP e OAKLEY
2010, Edgard Jamhour
• 1) Cada host obtém os parâmetros "Diffie-Hellman“ (podem ser hard-coded). – Um número primo 'p' (> 2) e uma base g (numero inteiro
< p).
• 2) Cada host gera um número privado X < (p – 1).
• 3) Cada host gera sua chave pública Y: – Y = g^X % p
• 4) Os hosts trocam as chaves públicas e calculam a chave secreta Z.– Zb = Ya^Xb % p e Za=Yb ^Xa % p
• Matematicamente Z é idêntica para ambos os hosts: Za = Zb
Algoritmo Diffie-Hellman
2010, Edgard Jamhour
Diffie-HellMan
1. Segredo Pré-Compartilhado
(um número primo e um número inteiro , podem estar no código)
A B2b. gera a chave
pública Y’
a partir do segredo e de um número aleatório
X’.
2a. gera a chave pública Y
a partir do segredo e de um número aleatório
X. 3a. envia a chave pública Y para B
3b. envia a chave pública Y’ para A
4a. gera a chave de sessão Z
usando Y’ e X
4b. gera a chave de sessão Z
usando Y e X’
2010, Edgard Jamhour
• O ISAKMP permite que os peers definam todos os parâmetros da associação de segurança e façam a troca de chaves.
• Os parâmetros negociados são:– modo de autenticação
– SPI
– modo túnel ou transporte
– modo ESP ou AH
– protocolos de assinatura
– protocolos de criptografia
ISAKMP
2010, Edgard Jamhour
• FASE 1: Cria o IKE Main Mode SA
• 1. Policy Negotiation, determina: – O Algoritmo de criptografia: DES, 3DES, 40bitDES, ou
nenhum.
– O Algoritmo de integridade: MD5 or SHA.
– O Método de autenticação: Public Key Certificate, preshared key, or Kerberos V5.
– O grupo Diffie-Hellman.
• 2. Key Information Exchange – Utiliza Diffie-Helman para trocar um segredo
compartilhado
• 3. Authentication – Utiliza um dos mecanismos da fase 1 para autenticar o
usuário.
Fases de Criação da SA
2010, Edgard Jamhour
• FASE 2: Cria a IPsec SA– Define o SA que será realmente usado para
comunicação segura
• 1. Policy Negotiation – Determina:
• O protocolo IPsec: AH, ESP.
• O Algoritmo de Integridade: MD5, SHA.
• O Algoritmo de Criptografia: DES, 3DES, 40bitDES, or none.
• O SA e as chaves são passadas para o driver IPsec, junto com o SPI.
Fases de Criação da SA
2010, Edgard Jamhour
• O ISAKMP define quatro modos de operação:– Troca Básica
• Consiste de 4 mensagens
• A troca de chaves é feita com as identidades
• Não protege a identidade
– Troca com Proteção de Identidade • Consiste de 6 mensagens
• Protege a Identidade
– Troca somente Autenticação• Não calcula chaves
• Não protege a Identidade
– Troca Agressiva• Consiste de 3 mensagens
• Não protege a Identidade
Modos ISAKMP
2010, Edgard Jamhour
• Em seu modo básico, o IPsec não pode atravessar roteadores que implementam NAT, pois as portas TCP e UDP podem estar criptografadas.
• Para resolver esse problema, um mecanismo denominado “Traversal NAT” encapsula os pacotes IPsec em UDP.
• No caso do IPsec, o encapsula mento é feito na porta UDP 4500, a qual também deve ser liberada no firewall.
NAT Traversal (NAT-T)
2010, Edgard Jamhour
• L2TP e IPsec podem ser combinados para implementar um mecanismo completo de VPN para procotolos de rede diferentes do IP, como IPx e NetBEUI.
Tunelamento L2TP com IPsec
2010, Edgard Jamhour
• IPsec é uma extensão de segurança para o protocolo IP definido pelo IETF, que permite criar políticas que servem tanto para intranets quanto para extranets.
• IPsec define mecanismos que são padronizados tanto para IPv4 (IPsec é facultativo) quanto para IPv6 (neste caso, IPsec é mandatório).
• Existem críticas sobre o modo atual de operação do IKE em dua fases, bem como o uso do protocolo AH. Esses temas são sujeitos a revisões futuras
Conclusão
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