Sicherheit in vernetzten Systemen - RRZ Universität Hamburg

6.3. KEYMANAGEMENT-PROTOKOLLE
Modifikation und Vernichtung von „Security Associations (SAs)“ [RFC 2401] fest. Oakley ist eine
konkrete Schlüsseltauschdefinition nach ISAKMP. Es regelt den Austausch und die Verifikation von
Schlüsselmaterial. Die Standardisierung von ISAKMP / Oakley wurde IKE [RFC 2409] genannt. IKE
ist ein Protokoll auf der Anwendungsebene. Es kann Protokollen auf anderen Schichten den Dienst zur
Etablierung von kryptographischen Verfahren erbringen, falls diese das Konzept der „Security Associations
(SAs)“ unterstützen. Dabei kann es sowohl für die Etablierung von „Authentication Header“
SAs [RFC 2402] wie auch für „Encapsulated Security Payload“ SAs [RFC 2406] der „IP Sicherheitserweiterungen
(IPSec)“ genutzt werden. Dazu verwendet IKE das zweiphasige Verhandlungskonzept
aus ISAKMP. In der ersten Phase wird ein sicherer Kommunikationskanal durch Etablierung einer
ISAKMP SA aufgebaut, unter dessen Schutz in der zweiten Phase die Etablierung der SAs anderer
Protokolle stattfindet. Der für die Etablierung von Abkommen notwendige Austausch von Schlüsselmaterial
erfolgt in unterschiedlichen Betriebsarten nach dem Diffie Hellman Verfahren. Als Betriebsarten
der ersten Phase werden Main und Aggressive Mode unterschieden. Die zweite Phase stellt den
Quick Mode zur Etablierung von SAs anderer Protokolle bereit.
Authentisierung
Während der beiden Phasen werden „Anti Clogging Tokens“ [RFC 2422] zur schwachen Authentisierung
benutzt. Diese dienen als Bezeichner der ISAKMP SA in Phase I. In Phase II werden zusätzlich
Nachrichten-IDs zur Bezeichnung der SAs anderer Protokolle genutzt. Phase I stellt vier Authentisierungsverfahren
zur Authentisierung des „Diffie Hellman“ Austausches bereit. Es kann zwischen
Authentisierung mit digitalen Signaturen, Authentisierung mit vorher ausgetauschten öffentlichen
Schlüsseln, einem erweiterten Modus der Authentisierung mit vorher ausgetauschten öffentlichen
Schlüsseln und der Authentisierung mit privaten Schlüsseln gewählt werden. Der Ablauf des Austausches
und die Generierung des Sitzungsschlüssels variiert nach der Authentisierungsmethode.
Protokollphasen: Phase I – Main und Agressive Mode
In Phase I können zwei Betriebsarten (Main Mode und Aggressive Mode) zur Etablierung einer
ISAKMP SA benutzt werden. Im Main Mode werden dafür sechs Nachrichten benötigt. In den ersten
beiden Nachrichten wird verhandelt, mit welchen kryptographischen Verfahren (SA) die Kommunikationsbeziehung
abgesichert werden soll. Dazu gehören der Verschlüsselungsalgorithmus, Hashalgorithmus
und die Authentisierungsmethode. In der dritten und vierten Nachricht erfolgt der Austausch
von Schlüsselmaterial. Hierbei handelt es sich um DH Exponenten (KE) und Zufallszahlen (Ni und
Nr). Jetzt wird bei beiden Kommunikationspartnern ein gemeinsamer Schlüssel (Sitzungsschlüssel)
errechnet. Von nun an können nachfolgende Nachrichten verschlüsselt übertragen werden. Die fünfte
und sechste Nachricht authentisieren den Austausch, indem Prüfsummen über Nachrichtenbestandteile
der vorherigen Nachrichten und Identitätsinformationen (IDii und IDir) übertragen werden.
Der Aggressive Mode benötigt für die Etablierung der ISAKMP SA nur drei Nachrichten. In den
ersten beiden Nachrichten erfolgt die Einigung, mit welchen kryptographischen Verfahren (SA) die
Kommunikationsbeziehung abgesichert werden soll, die Übertragung von Schlüsselmaterial (KE, Ni,
Nr) und Identitätsinformation (IDii, IDir). Darüber hinaus enthält die zweite Nachricht bereits eine
Prüfsumme zur Authentisierung des Responder. Die dritte Nachricht authentisiert den Initiator.
SS 99, Seminar 18.416: Sicherheit in vernetzten Systemen 93