Криптографические протоколы
IPsec
Хорошо известно, что при первоначальном проектировании IP-протокола вопросам безопасности уделяли не слишком много внимания. IP версии 4 (IPv4), доминирующий протокол IP-коммуникаций, не предоставляет никаких средств аутентификации или конфиденциальности. Полезная нагрузка пакетов посылается в открытом виде, а заголовки пакетов можно легко изменять, так как они не проверяются в месте назначения. Многие атаки эксплуатируют эту базовую незащищенность инфраструктуры Интернет. Новый стандарт IP, называемый IPv6, был разработан для обеспечения аутентификации и конфиденциальности с помощью криптографии. Он также расширяет адресное пространство IP, используя 128-битный адрес вместо применяемого сейчас 32-битного, и усовершенствован в ряде других направлений.
Полная реализация стандарта IPv6 потребует широкомасштабной модернизации оборудования, поэтому развертывание IPv6 происходит довольно медленно. Однако была предложена реализация средств безопасности для IP, называемая IPsec, не требующая значительных изменений в схеме адресации. Производители оборудования перешли на IPsec, постепенно ставший фактическим стандартом для создания виртуальных защищенных сетей в Интернете.
IPsec - это не конкретный криптографический алгоритм, а скорее криптографический каркас для шифрования и верификации пакетов в протоколе IP. Спецификации IPsec предусматривают использование различных алгоритмов и могут быть реализованы полностью или частично. Комбинация асимметричной и симметричной криптографии применяется для шифрования содержимого пакетов, а хэширование добавляет к этому аутентификацию. Данная функция называется протоколом аутентифицирующего заголовка - Authentication Header, AH). С помощью AH создается и передается хэш IP-заголовка. Когда пакет прибывает в место назначения, хэш его заголовка перевычисляется. Если полученное значение не совпало с присланным, значит, в процессе пересылки заголовок был изменен. Тем самым обеспечивается высокая степень доверия к подлинности исходного адреса.
Можно шифровать содержимое пакетов без добавления аутентифицирующего заголовка, чтобы не снижать пропускную способность и избежать проблем с трансляцией сетевых адресов и межсетевыми экранами. Имеется два различных режима работы IPsec: туннельный и транспортный.
В туннельном режиме весь пакет - заголовок и все остальное - шифруется, помещается (инкапсулируется) в другой пакет и переправляется по одному из туннелей виртуальной защищенной сети. В конечной точке этого туннеля пакет извлекается, расшифровывается и переправляется на правильный IP-адрес. Преимущество этого метода состоит в том, что посторонний наблюдатель не может даже определить пункт назначения зашифрованного пакета. Другое преимущество - возможность централизованного управления и администрирования виртуальной защищенной сети. Недостаток заключается в том, что для туннелирования требуется специально выделенное оборудование на обоих концах.
В транспортном режиме шифруется только полезная нагрузка пакетов; заголовки посылаются без изменений. Это упрощает инфраструктуру и несколько облегчает ее развертывание. Отметим, что транспортный режим можно сочетать с протоколом AH и верифицировать исходные адреса пакетов.
Протокол туннелирования точка-точка (PPTP - Point-to-Point Tunneling Protocol)
PPTP - стандарт, разработанный Microsoft, 3Com и другими большими компаниями для обеспечения шифрования. Корпорация Microsoft включила его в Windows 98 и последующие выпуски, сделав вероятным кандидатом на роль основного стандарта массовой криптографии. Однако в PPTP были обнаружены существенные дефекты, что ограничило его применение. Когда Microsoft включила поддержку IPsec в Windows 2000, это можно было счесть молчаливым признанием победы IPsec как нового криптографического стандарта. Однако PPTP все-таки является полезным и недорогим протоколом для создания виртуальных защищенных сетей ПК со старыми версиями Windows.
Протокол туннелирования второго уровня (L2TP - Layer Two Tunneling Protocol)
Еще один индустриальный протокол, поддержанный компаниями Microsoft и Cisco.Хотя он часто используется в аппаратных устройствах шифрования, его применение в программном обеспечении довольно ограничено.
Защищенный протокол сеансового уровня (SSL - Secure Socket Layer)
Этот протокол специально предназначен для применения в Web, хотя он может использоваться почти для любого типа TCP-коммуникаций. Первоначально компания Netscape разработала его для своего навигатора, чтобы помочь развитию электронной коммерции. SSL, опираясь на сертификаты, обеспечивает шифрование данных, аутентификацию обеих сторон и контроль целостности сообщений. В основном SSL работает в фоновом режиме при соединении с web-сервером для защиты пересылаемой информации, и его присутствие мало кто осознает. Обычно он аутентифицирует только одну сторону - серверную, так как у большинства конечных пользователей нет сертификатов.
