8788

IP-Security (IPSec)

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

IPSec IP-Security (IPSec) - набор протоколов сетевого уровня для защищенного обмена данными в TCP/IP сетях. Актуальная версия датируется осенью 1998 г. Допустимы два режима работы - транспортный и туннельный. Первый режим х...

Русский

2013-02-17

66 KB

9 чел.

IPSec

IP-Security (IPSec) – набор протоколов сетевого уровня для защищённого обмена данными в TCP/IP сетях [8, с. 427-436]. Актуальная версия датируется осенью 1998 г.

Допустимы два режима работы - транспортный и туннельный. Первый режим характерен для локальных сетей, а второй – глобальных. Организация соединения в этих режимах иллюстрирует рисунок 1., на котором аббревиатурой SG (Security Gateway) обозначены шлюзы защиты.

Рис. 1. Соединения IPSec.

В IPSec используется два механизма защиты – защита заголовка IP пакета и шифрование содержимого IP пакета. В первом случае к заголовку пакета добавляется заголовок идентификации, позволяющий проверить целостность и подлинность данных, а также обеспечить защиту от повторений. Во втором случае данные шифруются, обеспечивая их конфиденциальность, и с помощью дополнительного заголовка - защищаются от подмены и повторения.

Таблица 1 иллюстрирует положение заголовка идентификации АН (Authentication Header) в IP пакете в транспортном и туннельном режимах.

Таблица 1. Положение заголовка идентификации АН.

Исх.IP заголов.

ТСР заголовок и Данные

← Оригинальный IP пакет

Исх.IP заголов.

АН

ТСР заголовок и Данные

← Транспортный режим

←−−Идентификация (кроме изменяемых полей)−−−−−−−−→

Нов.IP заголов.

АН

Исх.IP заголов.

ТСР заголовок и Данные

← Тунн.р.

←−−−−−−−−−−−−−Идентификация (кроме изменяемых полей)−−−−−−−−−−−→

Согласно протоколу формирования заголовка АН данные идентификации вычисляются по всему пакету без учета изменяемых в процессе передачи по сети полей IP пакета. Формат заголовка АН приведён в таблице 2.

Таблица 2. Формат заголовка АН.

32 бита (4 байта)

1

2

3

4

5

6

7

8

1

2

3

4

5

6

7

8

1

2

3

4

5

6

7

8

1

2

3

4

5

6

7

8

Следующий заголовок

Длина значимых данных

Зарезервировано

Индекс параметра безопасности

Последовательный номер

Данные идентификации

В таблице 2 использованы следующие обозначения:

  •  Следующий заголовок (Next header) - указывает тип данных за заголовком АН. Поле регламентировано IANA (Internet Assigned Numbers Authority)
  •  Длина значимых данных (Payload length) – длина заголовка АН в 32битовых словах – 2
  •  Зарезервированное поле заполняется нулями
  •  Индекс параметра безопасности (Security parameters index) – идентификатор способа защиты (0 – защиты нет)
  •  Последовательный номер (Sequence number) – порядковый (с 0) номер пакета
  •  Данные идентификации (Authentication data) – например, хэш-функция неизменяемых или предсказуемых полей заголовка пакета.

В случае шифрования содержимого пакета к заголовку добавляется ESP (Encapsulated Security Payload) как это показано в таблице 3.

Таблица 3. Размещение ESP в IP пакте.

Исх.IP заголов.

ТСР заголовок и Данные

← Оригинальный IP пакет

Исх.IP заголов.

Загол.ESP

ТСР заголовок и Данные

Хв.

Иден

← Трансп.режим

                                                ←−−−−−−−Шифрование−−−−−−−−−−→

                           ←−−−−−−−−−−−−Идентификация −−−−−−−−−−−−→

         Туннельный режим

Нов.IP заголов.

Загол.ESP

Исх.IP заголов.

ТСР заголовок и Данные

Хв.

Аут

                                               ←−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−Шифрование−−−−−−−−−−→

                          ←−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−Идентификация −−−−−−−−−−−−→

Загол(овок) ESP содержит 2 32-битных слова - индекс параметра безопасности (Security parameters index) и последовательный номер (Sequence number) (см. заголовок АН).

Хв(ост) ESP состоит из заполнителя (Padding), дополняющего блок шифруемых данных до требуемого размера и скрывающего истинный размер этих данных; 8-битового поля длины заполнителя (Pad length) и 8-битового поля следующего заголовка (Next header).

Иден(тификационные) данные (Authentication data) представляют собой «цифровую подпись» содержимого пакета.

Для защиты как IP заголовков, так и содержимого пакета следует использовать оба механизма.

 IPSec – мощный метод защиты в TCP/IP сетях, однако его широкому распространению мешает сложность и, следовательно, стоимость реализации. Так, при использовании обычных сетевых адаптеров, вычислительные процедуры настолько загружают процессор, что скорость обмена данными может уменьшиться вдвое. Специальные сетевые адаптеры, берущие на себя основные вычислительные операции, имеют примерно на порядок большую стоимость.


LAN

1

SG1

SG2

IP сеть

Транспортный режим IPSec

Internet

Туннельный режим IPSec

LAN

2

LAN

1


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

70749. Операционный усилитель 456.5 KB
  В идеальном случае выходное напряжение ДУ не зависит от уровня каждого из входных сигналов а определяется только их разностью Это свойство ДУ обусловлено их применением в случаях когда измеряются очень слабые сигналы на фоне больших синфазных помех.
70750. Генерирование электрических колебаний 414 KB
  Цель работы экспериментально изучить некоторые схемы RС-генераторов квазигармонических и релаксационных колебаний.Это условие можно отдельно записать в виде двух условий для амплитуд и для фаз...
70751. Нелинейные ипараметрические преобразования сигналов 652.5 KB
  Сущность этого преобразования состоит о смещении спектра сигнала в ту или другую сторону по шкале частот. Вместе с тем в параметрический цепям возможны процессы связанные с возникновением новых частотных составляющих в спектре сигнала что существенно при переходе от линейных систем...
70752. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИЗМЕРЕНИИ 790 KB
  Физический эксперимент, проводимый с целью получения информации о количественной характеристике интересующего нас объекта или процесса; полученная информация содержит результат сравнения полученной величины с однородной величиной, принятой за единицу меры...
70753. Изучение зависимости момента инерции точечных тел от их расстояния до оси вращения с помощью крестообразного маятника Обербека 147.5 KB
  Цель работы: Изучить основной закон динамики вращательного движения тел определить момент инерции ненагруженного маховика и проверить зависимость момент инерции нагруженного маховика от распределения его массы в пространстве относительно оси.
70754. Изучение гармонических колебаний 170 KB
  Цель работы: Изучить гармоническое колебательное движение на примерах колебаний математического физического и оборотного маятников. Свойства гармонических колебаний: Частота колебаний не зависит от амплитуды.
70756. Изучение прецессии гироскопа 495.5 KB
  Момент инерции тела относительно оси не проходящей через центр масс равен моменту инерции для параллельной оси проходящей через центр масс плюс произведение массы тела на квадрат расстояния между параллельными осями...