IPSec

1. IPSec

2. IPSec • Internetprotokoll biztonsága • Hálózati réteg internetprotokolljához kapcsolódik (IPv4, IPv6) • Tűzfal, router • Célja: • Hitelesség ( adateredet hitelesítése, adatintegritás biztosítása ) • Titkosság • Kulcsmenedzsment

4. Biztonsági protokollok I. • AuthenticationHeader(AH) • Feladata a hitelesítés • EncapsulationSecurityPayload(ESP) • Feladata a hitelesítés és/vagy a titkosítás Két eset: hitelesítéssel vagy hitelesítés nélkül • Mind az AH, mind az ESP a hozzáférés menedzsment eszköze, mely az alkalmazott kulcscsere protokollokon alapszik • Mind az AH, mind az ESP védettséget biztosít a visszajátszásos támadással szemben

6. Biztonsági protokollok II. • Security Associations (SA) • biztosítja az AH és ESP működéséhez szükséges paramétereket • Internet Key Exchange (IKE), The Internet Security Association and Key Management Protocol (ISAKMP),  Oakley protokoll • egyirányú kapcsolat: küldő - > fogadó • ha kétirányú kapcsolatra van igény, akkor két SA szükséges

7. Működési módok • Transport és Tunnel mód • AH és ESP is támogatja mindkét módot • Transport mód: end-to-end kommunikációkét host között (pl.kliens-szerver, vagy két munkaállomás) • Tunnel mód: kommunikáció két network között

8. Transport mód

9. Transport mód • A kapcsolat résztvevői kizárólag a végpontok • ESP esetén: Az IP payload kerül titkosításra és talán hitelesítésre, az IP fejléc nem • AH esetén: Az IP payload kerül hitelesítésre, valamint az IP fejléc bizonyos részei • Forgalomelemzés jellegű támadásokal szemben érzékeny • Néhány bájtot ad hozzá minden csomaghoz

10. Tunnel mód

11. Tunnel mód • A két végpont egy IPSec átjáró (pl. tűzfal vagy router) • A tűzfal mögött levő munkaállomások nem feltétlenül ismerik az IPSec • A munkaállomások legenerálják a nyílt csomagokat, majd az IPSec átjárók által létrehozott tunnel-en keresztül biztonságosan eljuttatják a fogadó félnek.

12. Tunnel mód • Az egész IP csomag védelmét biztosítja • AH vagy ESP mezők hozzáadódnak az IP csomaghoz -> külső IP csomag IP payload adatsora lesz, melyhez elkészül egy új, külső IP fejléc • A belső fejléc és payload rejtett a transzfer során • A külső fejlécben teljesen más küldő és fogadó cím szerepel • Védett a forgalomelemzéssel szemben

13. Tunnel mód • ESP esetén: titkosítja és talán hitelesíti az egész IP csomagot, a fejlécet is beleértve • AH esetén: hitelesíti az egész IP csomagot, és a külső fejléc bizonyos részeit

14. Működési módok

15. AuthenticationHeader • Hitelesítés : • Adatintegritás • Felhasználó vagy alkalmazás hitelesítése • Véd a megszemélyesítéses támadással (spoofingattack) szemben • Véd a visszajátszásos támadással (replayattack) szemben • A hitelesítés MAC-en alapul

16. AuthenticationHeader AuthenticationHeader

17. AuthenticationHeader • NextHeader(8 bit): a következő fejléc típusa • Payloadlength (8 bit): AH hossza • Reserved (16 bit): későbbi felhasználásra • SPI (32 bit): SA azonosítója • SequenceNumber (32 bit): monoton növekvő sorozatszám (véd a visszajátszásos támadással szemben) • Authenticationdata (változó): csomaghoz tartozó IntegrityCheckValue (ICV) vagy MAC

18. AH - MessageAuthenticationCode • HMAC (K,m) = H((K ⊕ opad) ∥ H((K ⊕ ipad) ∥ m)) • opad: outerpadding (0x5c5c5c…5c5c konstans) • ipad: innerpadding (0x363636…3636 konstans) • Pl: HMAC-MD5-96, HMAC-SHA-1-96 • Az első 96 bitje szükséges a hash értékeknek

19. EncapsulationSecurityPayload

20. EncapsulationSecurityPayload • SecurityParameter Index (32 bit): SA azonosítója • Sequence Number (32 bits): monoton növekvő sorozatszám • Payload Data (változó): titkosított adat • Padding: kitöltés • Pad length: a kitöltés hossza • NextHeader: a payload első fejléce • Authentication Data (változó) : Integrity Check Value az ESP csomagra vonatkozóan az Authentication Data kivételével.

21. EncapsulationSecurityPayload – Titkosítás, Hitelesítés • Payload Data, Padding, Pad Length, NextHeader mezők kerülnek titkosításra • Ha szükséges kezdeti vektor, akkor az vagy nyíltan a Payload Data első néhány bitje, vagy része a titkosított üzenetnek. • Titkosítási algoritmusok: • Three-key triple DES • RC5 • IDEA • Three-key triple IDEA • CAST • Blowfish • HMAC-MD5-96, HMAC-SHA-1-96

22. Kulcscsere protokollok • Titkos kulcsok cseréje (4 kulcsra van szükség) • Internet Key Exchange (IKE) két fő része: • Oakley Key DeterminationProtocol (Diffie-Hellman alapú) • Internet Security Association and Key Management Protocol (ISAKMP) (keretrendszert biztosít, eljárások és csomagformátumok definiálása)

23. Oakley protokoll • Cookie-k használata (cloggingattack ellen) Cloggingattack (Terheléses támadás): Támadó sok kulcsot kér . Az áldozat a kulcsok legenerálásával foglalkozik. Véletlenek (cookie-k) kicserélése, mint első üzenetek, a másik fél jóváhagyja. A kulcscsere elején újra jóváhagyja. Így legfeljebb a cookie elfogadását lehet kérni, nem a lassú Diffie-Hellman számítást.

24. Oakley protokoll • Cookie-k generálása: • A cookie függ a résztvevőktől. • Cél: A támadó ne tudjon olyan cookie-t generálni, melyet a másik elfogad. A küldő felhasznál egy titkos értéket. • Javasolt módszer: Küldő és fogadó fél IP címének, UDP portok és lokális titkos értékek Hash értéke • Nonce-k használata (replayattack ellen) • Megjelennek a válaszüzenetekben titkosítva

25. Oakley protokoll • Hitelesítés (Man-in-themiddle ellen) • Digitális aláírások: Nonce-k és azonosítók hash értékének aláírása • Szimmetrikus titkosítás: előre kicserélt titkos kulccsal titkosítja a kicserélt paramétereket

26. Oakley protokoll példa