Lectures for 2008 - KTH

KURSKOMPENDIUM NÄTVERKSSÄKERHETSKURS
___________________________________________________________________________
För att etablera en IPSec-koppling så måste de kommunicerande enheterna först skapa en
Security Association, SA, som innehåller viktig information om kopplingen såsom valda
algoritmer, nycklar och giltighetstid. En SA beskriver hur en IPSec-koppling skall hanteras
från fall till fall och därmed kan man skapa olika kopplingar mellan olika tjänster eller mellan
olika kommunicerande utrustningar. En viktig egenskap hos en SA är att den enbart
specificerar kommunikationen i ena riktningen, så för en komplett kommunikation så behövs
det två stycken SA som definierar båda kommunikationsriktningarna. Tack vare att SA:n är
enkelriktad så talar man oftast om SA-par för att tala om en komplett dubbelriktad session.
Varje enskild SA går att bestäms utifrån typ av protokoll, AH eller ESP, IP-adressen för
mottagarnoden ett unikt värde kallat SPI, Security Parameters Index, samt ett sekvensnummer
för att skapa skydd mot återuppspelningsattacker. SPI-värdet är ett 32-bitars tal som även
ingår i det översända pakethuvudet på alla IPSecpaket vilket gör att den mottagande enheten
lätt kan hitta vilken SA som skall användas för att avtolka paketinnehållet.
Alla aktiva IPSec-kopplingar hanteras av en SAD, Security Association Database, vilket ofta
är en lista i operativsystemets nätverkskod. En annan mer omfattande databas som används
av IPSec är Security Policy Database, SPD. Denna databas används för all IP-trafik i alla
riktningar och kan därför användas för att begränsa trafik på ett sätt som är likvärdigt med en
traditionell paketfiltrerande brandvägg. SPDn används huvudsakligen för att bestämma vad
som skall sändas med vanlig IP, om ens vanlig IP skall tillåtas, och vilken trafik som skall
sändas med IPSec. I vissa IPSec-produkter är denna effekt inte uppenbar eller ens möjligt att
nyttja för paketfiltrering, men i andra IPSec-implementationer är det lätt att nyttja. Exempel
på detta är att man i Windows 2000 kan nyttja IPSec-modulen för att få bättre paketfiltrering
än den ordinarie filtreringsfunktioner. Genom att nyttja funktionen så kan man därmed få ett
ekonomiskt sätt att skapa brandväggsfunktioner och på så sätt bygga skydd i djupled och ha
flera försvarslinjer.
En viktig aspekt av VPN-användningen är huruvida man använder statisk eller dynamisk
nyckelhantering. Med statisk nyckelhantering, ofta kallad pre-shared key, PSK, så använder
man en delad på förhand bestämd nyckel. Med dynamisk nyckelhantering så skapas unika
sessionsnycklar. Dessa kan vara certifikat eller bara asymmetriska kryptonycklar. Man
behöver ett till IPSec kompletterande nyckelhanteringsprotokoll för att skapa dynamisk
nyckelhanering. Det vanligaste nyckeldistributionsprotokollet heter IKE, Internet Key
Exchange. Det förekommer viss namnförbistring på detta område då det finns och har funnits
ett antal olika protokoll, såsom Photuris, SKIP, SKEME, Oakley och ISAKMP för att utföra
nyckelhantering i IPSec. Vissa av dessa, SKIP, Oakley och ISAKMP har bildat hybriden IKE
och därför refereras det till IKE ibland och till komponenterna ibland beroende på vad man
talar om. ISAKMP är ett ramverk för autentisering och nyckelutbyte medans Oakley är ett
protokoll. Med hjälp av IKE så bestämmer de kommunicerande parterna inledningsvis vilka
nycklar, algoritmer och protokoll som skall användas. IKE utför också kontroll så att man
pratar med rätt motpart samt ser till att utbyta och hantera överförda kryptonycklar. Nycklar
kan bytas efter viss tid eller efter en viss mängd överförd data.
ISAKMP arbetar i en av två faser. I fas ett så etableras en säker kanal mellan de två
kommunicerande parterna för att sätta upp en ISAKMP SA. I fas två så förhandlar parterna
om generella SA. I fas ett så finns det två arbetsmoder, main mode och agressive mode. Main
mode används för att etablera en ISAKMP SA. Agressive mode kan i stort utföra samma som
main mode men med färre paket tack vare att den uppkopplande sidan utför mer arbete på
förhand. En nackdel med agressive mode är att den initial trafiken går i klartext vilket
möjliggör för en utomstående att observera identitetera på de som förhandlar. Fördelen med
Copyright (c) 2003-2008 Robert Malmgren AB. All rights reserved Sid 108 (139)