Частная сеть представляет собой структуру для обмена данными, которая принадлежит либо контролируется через аренду выделенных линий связи конкретной организацией.
Цель виртуальной сети – обеспечить защищенный режим передачи пользовательских данных через незащищенную сеть (Internet, офисные сети и т.п.)
VNP использует криптографирование данных и другие способы обеспечения безопасности, препятствующие несанкционированному доступу к информации. Кроме того, эти методы направлены на обеспечение гарантий того, что попытка модифицировать данные в процессе передачи по сети будут замечены.
В технологии VPN применяется метод туннелирования для транспортировки шифрованных данных.
Туннелирование- механизм инкапсуляции одного протокола передачи данных в другой.
Например при осуществлении VPN через Интернет под туннелирование понимается возможность инкапсулировать в протокол IP зашифрованные пакеты протоколов IP, IPX, AppleTalk, т.е. VPN туннелирование маскирует исходный протокол сетевого уровня путем кодирования пакета и размещение зашифрованного пакета в IP конверт, который по сути остается IP-пакетом и защищенном режиме передается через Интернет. На приемном конце конверт отбрасывается, а его содержимое декодируется, и переправляется соответствующему устройству доступа, например маршрутизатору.
Построение VPN значительно дешевле и безопаснее построение частной сети. К тому же, сети VPN задают заданный уровень качества обслуживания QoS(приоритет трафика).
В настоящее время существует три типа частных сетей:
1. VPN доступа – обеспечивает удаленных пользователей надежной системой доступа в корпоративную сеть.
2. intranet VPN - позволяет осуществлять защищенное соединение филиала с центральной компанией.(основные компоненты Web, TCP/IP, HTTP)
3. extranet VPN – предоставляет защищенный доступ в корпоративную сеть потребителям, поставщикам и партнерам по бизнесу.(Web, internet, система межсетевых экранов)
Архитектура VPN.
Сеть VPN состоит из четыре: клиента VPN, сервера доступа к сети (Network Access Server - NAS), устройства, находящего в конце туннеля, или сервера VPN и протокола VPN. Для формирования канала виртуальной частной сети удаленный пользователь VPN- клиент инициирует соединение PPP с сервером доступа провайдера через телефонную сеть общего пользования. Сервер доступа к сети – NAS – это устройство на которые поступают вызовы по аналоговым либо цифровым сетям по ISDN. После проверки прав пользователь с помощью соответствующего метода аунтификации NAS направляет пакеты в туннель , который соединяет и его и сервер VPN. Сервер VPN забирает пакеты из туннеля, разворачивает их и доставляет в корпоративную сеть.
Для установки сети VPN применяются четыре типа протоколов.
2. Протокол передачи данных на втором уровне модели OSI (Layer 2 Forwarding – L2F)
Поддерживает IP, IPx ,AppleTalk и использует UDP
3. Протокол туннелирования на втором уровне модели OSI (Layer 2 Tunneling – L2TP) использует UDP.
4. Стек IP-протоколов безопасности (IP Security Protocol - IPSec)
Набор протоколов обеспечивает аунтефикацию, конфиденциальность и целостность данных. Используется только в IP сетях.
Выбор алгоритма шифрования.
Существуют следующие типы атак на VPN:
Атаки на криптографические алгоритмы
Атаки на криптографические ключи
Атаки на датчики случайных чисел
Атаки на протоколы VPN
Атаки на протоколы аутентификации
Атаки на реализацию
Атаки на оборудование VPN
Атаки на операционные системы
Атаки на пользователей
Вышеописанные атаки на используемые в настоящее время алгоритмы практически бессильны, что вынуждает злоумышленников проверять все возможные ключи шифрования (атака полным перебором). Поэтому принципиально важным является выбор алгоритма с достаточной длиной ключа. В табл 1 приведен сравнительный анализ времени и средств, затрачиваемых различными классами злоумышленников при полном переборе криптографических ключей, используемых в симметричных алгоритмах (DES, AES, ГОСТ 28147-89 и т.д.). Из этой таблицы следует, что отечественный алгоритм ГОСТ 28147-89 с длиной ключа 256 бит не может быть взломан в обозримом будущем, а зарубежные средства, подпадающие под экспортные ограничения США, ломаются относительно легко.
Этот стандарт представляет собой 64 битовый шифр использующий 256 битовый ключ в виде восмьми 32-бит. Подключа.
Асимметричные алгоритмы используют ключи большей длины, так как атака полным перебором на симметричные алгоритмы требует больших временных затрат, нежели аналогичная атака на криптографию с открытым ключом. В табл. 2 приведено соответствие длин ключей в симметричных и асимметричных алгоритмах для обеспечения сопоставимого уровня безопасности зашифрованных данных..
скачатьnenuda.ru
ГОУ ВПО МГТУ «Станкин» |
| Реферат по методам и средствам защиты компьютерной информации |
| Создание и использование виртуальных частных сетей (VPN) |
Выполнил: Мишаков Д.Г. группа И-7-2
В последнее время в мире телекоммуникаций наблюдается повышенный интерес к так называемым Виртуальным Частным Сетям (Virtual Private Network - VPN). Это обусловлено необходимостью снижения расходов на содержание корпоративных сетей за счет более дешевого подключения удаленных офисов и удаленных пользователей через сеть Internet (см. рис. 1). Действительно, при сравнении стоимости услуг по соединению нескольких сетей через Internet, например, с сетями Frame Relay можно заметить существенную разницу в стоимости. Однако, необходимо отметить, что при объединении сетей через Internet, сразу же возникает вопрос о безопасности передачи данных, поэтому возникла необходимость создания механизмов позволяющих обеспечить конфиденциальность и целостность передаваемой информации. Сети, построенные на базе таких механизмов, и получили название VPN.
Рисунок 1. Виртуальная Частная сеть.
В свое реферате я попробую объяснить, что такое VPN, какими плюсами и минусами обладает данная технология и какие варианты реализации VPN существуют.
Что же такое VPN? Существует множество определений, однако главной отличительной чертой данной технологии является использование сети Internet в качестве магистрали для передачи корпоративного IP-трафика. Сети VPN предназначены для решения задач подключения конечного пользователя к удаленной сети и соединения нескольких локальных сетей. Структура VPN включает в себя каналы глобальной сети, защищенные протоколы и маршрутизаторы.
Как же работает Виртуальная Частная Сеть? Для объединения удаленных локальных сетей в виртуальную сеть корпорации используются так называемые виртуальные выделенные каналы. Для создания подобных соединений используется механизм туннелирования. Инициатор туннеля инкапсулирует пакеты локальной сети (в том числе, пакеты немаршрутизируемых протоколов) в новые IP-пакеты, содержащие в своем заголовке адрес этого инициатора туннеля и адрес терминатора туннеля. На противоположном конце терминатором туннеля производится обратный процесс извлечения исходного пакета.
Как уже отмечалось выше, при осуществлении подобной передачи требуется учитывать вопросы конфиденциальности и целостности данных, которые невозможно обеспечить простым туннелированием. Для достижения конфиденциальности передаваемой корпоративной информации необходимо использовать некоторый алгоритм шифрования, причем одинаковый на обоих концах туннеля.
Для того чтобы была возможность создания VPN на базе оборудования и программного обеспечения от различных производителей необходим некоторый стандартный механизм. Таким механизмом построения VPN является протокол Internet Protocol Security (IPSec). IPSec описывает все стандартные методы VPN. Этот протокол определяет методы идентификации при инициализации туннеля, методы шифрования, используемые конечными точками туннеля и механизмы обмена и управления ключами шифрования между этими точками. Из недостатков этого протокола можно отметить то, что он ориентирован на IP.
Другими протоколами построения VPN являются протоколы PPTP (Point-to-Point Tunneling Protocol), разработанный компаниями Ascend Communications и 3Com, L2F (Layer-2 Forwarding) - компании Cisco Systems и L2TP (Layer-2 Tunneling Protocol), объединивший оба вышеназванных протокола. Однако эти протоколы, в отличие от IPSec, не являются полнофункциональными (например, PPTP не определяет метод шифрования), поэтому мы, в основном, будем ориентироваться на IPSec.
Говоря об IPSec, нельзя забывать о протоколе IKE (Internet Key Exchange), позволяющем обеспечить передачу информации по туннелю, исключая вмешательство извне. Этот протокол решает задачи безопасного управления и обмена криптографическими ключами между удаленными устройствами, в то время, как IPSec кодирует и подписывает пакеты. IKE автоматизирует процесс передачи ключей, используя механизм шифрования открытым ключом, для установления безопасного соединения. Помимо этого, IKE позволяет производить изменение ключа для уже установленного соединения, что значительно повышает конфиденциальность передаваемой информации.
Существуют различные варианты построения VPN. При выборе решения требуется учитывать факторы производительности средств построения VPN. Например, если маршрутизатор и так работает на пределе мощности своего процессора, то добавление туннелей VPN и применение шифрования/дешифрования информации могут остановить работу всей сети из-за того, что этот маршрутизатор не будет справляться с простым трафиком, не говоря уже о VPN.
Опыт показывает, что для построения VPN лучше всего использовать специализированное оборудование, однако если имеется ограничение в средствах, то можно обратить внимание на чисто программное решение.
Брандмауэры большинства производителей поддерживают туннелирование и шифрование данных. Все подобные продукты основаны на том, что если уж трафик проходит через брандмауэр, то почему бы его заодно не зашифровать. К программному обеспечению собственно брандмауэра добавляется модуль шифрования. Недостатком данного метода можно назвать зависимость производительности от аппаратного обеспечения, на котором работает брандмауэр. При использовании брандмауэров на базе ПК надо помнить, что подобное решение можно применять только для небольших сетей с небольшим объемом передаваемой информации.
Рисунок 2. VPN на базе брандмауэра
В качестве примера решения на базе брандмауэров можно назвать FireWall-1 компании Check Point Software Technologies. FairWall-1 использует для построения VPN стандартный подход на базе IPSec. Трафик, приходящий в брандмауэр, дешифруется, после чего к нему применяются стандартные правила управления доступом. FireWall-1 работает под управлением операционных систем Solaris и Windows NT 4.0.
Другим способом построения VPN является применение для создания защищенных каналов маршрутизаторов. Так как вся информация, исходящая из локальной сети, проходит через маршрутизатор, то целесообразно возложить на этот маршрутизатор и задачи шифрования.
Ярким примером оборудования для построения VPN на маршрутизаторах является оборудование компании Cisco Systems. Начиная с версии программного обеспечения IOS 11.3(3)T маршрутизаторы Cisco поддерживают протоколы L2TP и IPSec. Помимо простого шифрования проходящей информации Cisco поддерживает и другие функции VPN, такие как идентификация при установлении туннельного соединения и обмен ключами.
Рисунок 3. VPN на базе маршрутизаторов
Для построения VPN Cisco использует туннелирование с шифрованием любого IP-потока. При этом туннель может быть установлен, основываясь на адресах источника и приемника, номера порта TCP(UDP) и указанного качества сервиса (QoS).
Для повышения производительности маршрутизатора может быть использован дополнительный модуль шифрования ESA (Encryption Service Adapter).
Кроме того, компания Cisco System выпустила специализированное устройство для VPN, которое так и называется Cisco 1720 VPN Access Router (Маршрутизатор Доступа к VPN), предназначенное для установки в компаниях малого и среднего размера, а также в в отделениях крупных организаций.
Следующим подходом к построению VPN являются чисто программные решения. При реализации такого решения используется специализированное программное обеспечение, которое работает на выделенном компьютере и в большинстве случаев выполняет роль proxy-сервера. Компьютер с таким программным обеспечением может быть расположен за брандмауэром.
Рисунок 4. VPN на базе программного обеспечения
В качестве примера такого решения можно выступает программное обеспечение AltaVista Tunnel 97 компании Digital. При использовании данного ПО клиент подключается к серверу Tunnel 97, аутентифицируется на нем и обменивается ключами. Шифрация производится на базе 56 или 128 битных ключей Rivest-Cipher 4, полученных в процессе установления соединения. Далее, зашифрованные пакеты инкапсулируются в другие IP-пакеты, которые в свою очередь отправляются на сервер. В ходе работы Tunnel 97 осуществляет проверку целостности данных по алгоритму MD5. Кроме того, данное ПО каждые 30 минут генерирует новые ключи, что значительно повышает защищенность соединения.
Положительными качествами AltaVista Tunnel 97 являются простота установки и удобство управления. Минусами данной системы можно считать нестандартную архитектуру (собственный алгоритм обмена ключами) и низкую производительность.
Решения на базе сетевой ОС мы рассмотрим на примере системы Windows NT компании Microsoft. Для создания VPN Microsoft использует протокол PPTP, который интегрирован в систему Windows NT. Данное решение очень привлекательно для организаций использующих Windows в качестве корпоративной операционной системы. Необходимо отметить, что стоимость такого решения значительно ниже стоимости прочих решений. В работе VPN на базе Windows NT используется база пользователей NT, хранящаяся на Primary Domain Controller (PDC). При подключении к PPTP-серверу пользователь аутентифицируется по протоколам PAP, CHAP или MS-CHAP. Передаваемые пакеты инкапсулируются в пакеты GRE/PPTP. Для шифрования пакетов используется нестандартный протокол от Microsoft Point-to-Point Encryption c 40 или 128 битным ключом, получаемым в момент установки соединения. Недостатками данной системы являются отсутствие проверки целостности данных и невозможность смены ключей во время соединения. Положительными моментами являются легкость интеграции с Windows и низкая стоимость.
Вариант построения VPN на специальных устройствах может быть использован в сетях, требующих высокой производительности. Примером такого решения служит продукт cIPro-VPN компании Radguard
Рисунок 5. VPN на базе аппаратных средств
Данный продукт использует аппаратное шифрование передаваемой информации, способное пропускать поток в 100 Мбит/с. cIPro-VPN поддерживает протокол IPSec и механизм управления ключами ISAKMP/Oakley. Помимо прочего, данное устройство поддерживает средства трансляции сетевых адресов и может быть дополнено специальной платой, добавляющей функции брандмауэра
Основной проблемой сетей VPN является отсутствие устоявшихся стандартов аутентификации и обмена шифрованной информацией. Эти стандарты все еще находятся в процессе разработки и потому продукты различных производителей не могут устанавливать VPN-соединения и автоматически обмениваться ключами. Данная проблема влечет за собой замедление распространения VPN, так как трудно заставить различные компании пользоваться продукцией одного производителя, а потому затруднен процесс объединения сетей компаний-партнеров в, так называемые, extranet-сети.
Как можно заметить из вышесказанного, продукты построения VPN могут оказаться узким местом в сети. Это происходит из-за того, что для поддержки множества соединений и шифрования информации, передаваемой по этим соединениям, требуется высокая производительность используемого оборудования (и/или программного обеспечения). Это является еще одним проблемным моментом в построении VPN.
Еще одним уязвимым местом VPN можно считать отсутствие единых, надежных способов управления такими сетями, что может стать кошмаром для сетевых администраторов.
И, наконец, отсутствие (или слабое развитие) механизмов обеспечения качества сервиса в сети Internet является проблемой построения сетей VPN, требующих для некоторых приложений гарантированной доставки информации за ограниченное время.
Чего же можно ожидать в плане развития технологий VPN в будущем? Без всякого сомнения, будет выработан и утвержден единый стандарт построения подобных сетей. Скорее всего, основой этого стандарта будет, уже зарекомендовавший себя протокол IPSec. Далее, производители сконцентрируются на повышении производительности своих продуктов и на создании удобных средств управления VPN.
Скорее всего, развитие средств построения VPN будет идти в направлении VPN на базе маршрутизаторов, так как данное решение сочетает в себе достаточно высокую производительность, интеграцию VPN и маршрутизации в одном устройстве. Однако, будут развиваться и недорогие решения на базе сетевых ОС для небольших организаций.
В заключение, надо сказать, что, несмотря на то, что технология VPN еще очень молода, ее ожидает большое будущее. Так как уже в настоящее время она пользуется большим успехом среди разнообразных технических решений, для соединения различных частей фирмы/предприятия в единую сеть с хорошей степенью защищенности канала.
superbotanik.net
Чтобы инициировать соединение, один из узлов осуществляет попытку передать трафик другому узлу. Вследствие этого на обоих противоположных узлах соединения VPN инициируется VPN. Оба конечных узла определяют параметры соединения в зависимости от политик, имеющихся на узлах. Оба сайта будут аутентифицировать друг друга посредством некоторого общего предопределенного секрета либо с помощью сертификата с открытым ключом. Некоторые организации используют узловые VPN в качестве резервных каналов связи для арендуемых каналов.
Преимущества узловых VPN.
Как и в случае с пользовательскими VPN, основным преимуществом узловой VPN является экономичность. Организация с небольшими, удаленными друг от друга офисами может создать виртуальную частную сеть, соединяющую все удаленные офисы с центральным узлом (или даже друг с другом) со значительно меньшими затратами. Сетевая инфраструктура также может быть применена значительно быстрее, так как в удаленных офисах могут использоваться локальные ISP для каналов ISDN или DSL.
На базе политики организации могут быть разработаны правила, определяющие, каким образом удаленные сайты будут подключаться к центральному сайту или друг к другу. Если узловая VPN предназначена для соединения двух организаций, то на доступ ко внутренним сетям и компьютерным системам могут налагаться строгие ограничения.
Проблемы, связанные с узловыми VPN.
Узловые VPN расширяют периметр безопасности организации, добавляя новые удаленные узлы или даже удаленные организации. Если уровень безопасности удаленного узла невелик, VPN может позволить злоумышленнику получить доступ к центральному узлу и другим частям внутренней сети организации. Следовательно, необходимо применять строгие политики и реализовывать функции аудита для обеспечения безопасности организации в целом. В случаях, когда две организации используют узловую VPN для соединения своих сетей, очень важную роль играют политики безопасности, установленные по обе стороны соединения. В данной ситуации обе организации должны определить, какие данные могут передаваться через VPN, а какие - нет, и соответствующим образом настроить политики на своих межсетевых экранах.
Аутентификация узловых VPN также является важным условием для обеспечения безопасности. При установке соединения могут использоваться произвольные секреты, но один и тот же общий секрет не должен использоваться для более чем одного соединения VPN. Если предполагается использовать сертификаты с открытыми ключами, необходимо создать процедуры для поддержки изменения и отслеживания срока действия сертификатов.
Как и в случае с пользовательскими VPN, сервер VPN должен поддерживать дешифрование и шифрование VPN-трафика. Если уровень трафика высок, сервер VPN может оказаться перегруженным. В особенности это относится к ситуации, когда межсетевой экран является VPN-сервером, и имеет место интернет-трафик большого объема.
Наконец, необходимо обдумать вопросы, связанные с адресацией. Если узловая VPN используется внутри одной организации, в ней необходимо наличие одинаковой схемы адресации для всех узлов. В данном случае адресация не представляет какой-либо сложности. Если же VPN используется для соединения двух различных организаций, необходимо предпринять меры для предупреждения любых конфликтов, связанных с адресацией.
Очевидно, что схемы адресации будут конфликтовать друг с другом, и маршрутизация трафика не будет функционировать. В данном случае каждая сторона соединения VPN должна выполнять трансляцию сетевых адресов и переадресовывать системы другой организации на их собственную схему адресации.
Управление.
При осуществлении контроля над маршрутизацией могут понадобиться дополнительные функции по управлению. На маршрутизаторах внутренних сетей потребуется создать маршруты к удаленным сайтам. Эти маршруты, наряду с управлением схемой адресации, должны четко документироваться во избежание непреднамеренного удаления маршрутов в процессе управления маршрутизатором.
Вывод по главе 1.
Виртуальные частные сети (VPN) обеспечивают многие преимущества частных сетей за меньшую цену. Правильно построенная виртуальная частная сеть может принести организации большую пользу, некорректно, – вся информация, передаваемая через VPN, может быть доступна из интернета.
Пользовательские VPN – это сети, построенные между отдельной пользовательской системой и узлом или сетью организации. Пользователь подключается к интернету через телефонное подключение к локальному поставщику услуг, через канал DSL (Digital Subscriber Line – цифровая абонентская линия) или кабельный модем и инициирует VPN-соединение с узлом организации через интернет.
Узел организации запрашивает у пользователя аутентификационные данные и, в случае успешной аутентификации, позволяет пользователю осуществить доступ к внутренней сети организации.
Узловые виртуальные частные сети используются для подключения к удаленным узлам без применения дорогостоящих выделенных каналов или для соединения двух различных организаций, между которыми необходима связь для осуществления информационного обмена. VPN соединяет один межсетевой экран или пограничный маршрутизатор с другим аналогичным устройством.
Для инициировки VPN осуществляется попытка передать трафик от одного узла к другому. Оба узла аутентифицируют друг друга посредством некоторого общего предопределенного секрета либо с помощью сертификата с открытым ключом.
Глава 2.
2.1 Понятие стандартных технологий функционирования VPN
Сеть VPN состоит из четырех ключевых компонентов:
Эти компоненты реализуют соответствие требованиям по безопасности, производительности и способности к взаимодействию. То, насколько правильно реализована архитектура VPN, зависит от правильности определения требований. Определение требований должно включать в себя следующие аспекты:
При разработке системы также может оказаться полезным указать дополнительные требования, связанные с местоположением сотрудников, находящихся в поездке (имеются в виду узлы в других организациях или в номерах отелей), а также типы служб, которые будут работать через VPN.
Сервер VPN
Сервер VPN представляет собой компьютер, выступающий в роли конечного узла соединения VPN. Данный сервер должен обладать характеристиками, достаточными для поддержки ожидаемой нагрузки. Большая часть производителей программного обеспечения VPN должна предоставлять рекомендации по поводу производительности процессора и конфигурации памяти, в зависимости от числа единовременных VPN-соединений. Следует обеспечить наличие системы с соответствующими параметрами, а также позаботиться о ее дальнейшей модернизации.
Может потребоваться создание нескольких серверов VPN, чтобы обеспечить поддержку ожидаемой нагрузки. В данном случае ожидаемые VPN-соединения должны как можно скорее распределяться между системами.
Некоторые производители включают в свои системы методы обхода ошибок и разрешают наличие избыточных серверов VPN. Обход ошибок может не подразумевать распределение нагрузки, поэтому соединения могут по-прежнему требовать распределения между серверами. Это обстоятельство необходимо принимать во внимание при построении систем.
VPN-сервер должен быть расположен в сети. Сервер может быть межсетевым экраном или пограничным маршрутизатором, что упрощает размещение VPN-сервера. В качестве альтернативы сервер может являться и отдельной системой. В этом случае сервер должен быть расположен в выделенной демилитаризованной зоне (DMZ). В идеальном случае демилитаризованная зона VPN должна содержать только VPN-сервер и быть отдельной от DMZ интернета, содержащей веб-серверы и почтовые серверы организации. Причиной является то, что VPN-сервер разрешает доступ ко внутренним системам авторизованным пользователям и, следовательно, должен рассматриваться как объект с большей степенью доверия, нежели почтовые и веб-серверы, доступ к которым может быть осуществлен лицами, не пользующимися доверием. Демилитаризованная зона VPN защищается набором правил межсетевого экрана и разрешает передачу только того трафика, который требует VPN.
(ДМЗ (демилитаризованная зона, DMZ) — технология обеспечения защиты информационного периметра, при которой серверы, отвечающие на запросы из внешней сети, находятся в особом сегменте сети (который и называется ДМЗ) и ограничены в доступе к основным сегментам сети с помощью межсетевого экрана (файрвола), с целью минимизировать ущерб при взломе одного из общедоступных сервисов, находящихся в зоне.)
Алгоритмы шифрования.
Алгоритм шифрования, используемый в VPN, должен быть стандартным мощным алгоритмом шифрования. Все стандартные и мощные алгоритмы могут эффективно использоваться при построении VPN. Различные производители отдают предпочтение различным алгоритмам, в зависимости от ограничений реализации продукта, аспектов, связанных с лицензированием, и предпочтений по программированию. Приобретая программный пакет VPN, следует выслушать комментарии специалистов и убедиться в том, что производитель использует мощный алгоритм шифрования.
Выбор алгоритма не имеет принципиального значения, если он будет стандартным и в достаточной степени мощным. Гораздо больше влияет на общий уровень безопасности реализация системы. Неправильно реализованная система может сделать бесполезным самый мощный алгоритм шифрования. Для того чтобы получить доступ к информации, передаваемой через VPN, злоумышленник должен:
Злоумышленнику гораздо проще использовать имеющуюся уязвимость на компьютере пользователя либо украсть портативный компьютер, например, в аэропорту. Если информация не представляет собой особой важности, в VPN можно использовать любой широко распространенный, мощный алгоритм шифрования.
Система аутентификации.
Третьим компонентом архитектуры VPN является система аутентификации. Как уже говорилось ранее, система аутентификации VPN должна быть двухфакторной. Пользователи могут проходить аутентификацию с использованием того, что они знают, того, что у них есть или с помощью данных о том, кем они являются. При использовании пользовательских VPN отдается предпочтение первым двум вариантам.
Хорошей комбинацией средств аутентификации являются смарт-карты в паре с персональным идентификационным номером или паролем. Производители программного обеспечения, как правило, предоставляют организациям на выбор несколько систем аутентификации. В данном перечне присутствуют ведущие производители смарт-карт.
Использование смарт-карт повлечет за собой увеличение стоимости использования VPN для каждого пользователя. Несмотря на то, что это обстоятельство повысит стоимость использования соединения, обеспечение более высокого уровня защиты этого стоит.
Протокол VPN.
Протокол VPN определяет, каким образом система VPN взаимодействует с другими системами в интернете, а также уровень защищенности трафика. Если рассматриваемая организация использует VPN только для внутреннего информационного обмена, вопрос о взаимодействии можно оставить без внимания. Однако если организация использует VPN для соединения с другими организациями, собственные протоколы использовать не удастся. Внешние окружающие факторы могут оказывать большее влияние на безопасность системы, чем алгоритм шифрования. Протокол VPN оказывает влияние на общий уровень безопасности системы. Причиной этому является тот факт, что протокол VPN используется для обмена ключами шифрования между двумя конечными узлами. Если этот обмен не защищен, злоумышленник может перехватить ключи и затем расшифровать трафик, сведя на нет все преимущества VPN.
При соединении рекомендуется использовать стандартные протоколы. В настоящее время стандартным протоколом для VPN является IPSec. Этот протокол представляет собой дополнение к IP, осуществляющее инкапсуляцию и шифрование заголовка TCP и полезной информации, содержащейся в пакете. IPSec также поддерживает обмен ключами, удаленную аутентификацию сайтов и согласование алгоритмов (как алгоритма шифрования, так и хэш-функции). IPSec использует UDP-порт 500 для начального согласования, после чего используется IP-протокол 50 для всего трафика. Для правильного функционирования VPN эти протоколы должны быть разрешены.
myunivercity.ru
| ГОУ ВПО МГТУ «Станкин» |
| Реферат по методам и средствам защиты компьютерной информации |
| Создание и использование виртуальных частных сетей (VPN) |
В последнее время в мире телекоммуникаций наблюдается повышенный интерес к так называемым Виртуальным Частным Сетям (Virtual Private Network - VPN). Это обусловлено необходимостью снижения расходов на содержание корпоративных сетей за счет более дешевого подключения удаленных офисов и удаленных пользователей через сеть Internet (см. рис. 1). Действительно, при сравнении стоимости услуг по соединению нескольких сетей через Internet, например, с сетями Frame Relay можно заметить существенную разницу в стоимости. Однако, необходимо отметить, что при объединении сетей через Internet, сразу же возникает вопрос о безопасности передачи данных, поэтому возникла необходимость создания механизмов позволяющих обеспечить конфиденциальность и целостность передаваемой информации. Сети, построенные на базе таких механизмов, и получили название VPN.
Рисунок 1. Виртуальная Частная сеть.В свое реферате я попробую объяснить, что такое VPN, какими плюсами и минусами обладает данная технология и какие варианты реализации VPN существуют.
Что же такое VPN? Существует множество определений, однако главной отличительной чертой данной технологии является использование сети Internet в качестве магистрали для передачи корпоративного IP-трафика. Сети VPN предназначены для решения задач подключения конечного пользователя к удаленной сети и соединения нескольких локальных сетей. Структура VPN включает в себя каналы глобальной сети, защищенные протоколы и маршрутизаторы.Как же работает Виртуальная Частная Сеть? Для объединения удаленных локальных сетей в виртуальную сеть корпорации используются так называемые виртуальные выделенные каналы. Для создания подобных соединений используется механизм туннелирования. Инициатор туннеля инкапсулирует пакеты локальной сети (в том числе, пакеты немаршрутизируемых протоколов) в новые IP-пакеты, содержащие в своем заголовке адрес этого инициатора туннеля и адрес терминатора туннеля. На противоположном конце терминатором туннеля производится обратный процесс извлечения исходного пакета.
Как уже отмечалось выше, при осуществлении подобной передачи требуется учитывать вопросы конфиденциальности и целостности данных, которые невозможно обеспечить простым туннелированием. Для достижения конфиденциальности передаваемой корпоративной информации необходимо использовать некоторый алгоритм шифрования, причем одинаковый на обоих концах туннеля.
Для того чтобы была возможность создания VPN на базе оборудования и программного обеспечения от различных производителей необходим некоторый стандартный механизм. Таким механизмом построения VPN является протокол Internet Protocol Security (IPSec). IPSec описывает все стандартные методы VPN. Этот протокол определяет методы идентификации при инициализации туннеля, методы шифрования, используемые конечными точками туннеля и механизмы обмена и управления ключами шифрования между этими точками. Из недостатков этого протокола можно отметить то, что он ориентирован на IP.
Другими протоколами построения VPN являются протоколы PPTP (Point-to-Point Tunneling Protocol), разработанный компаниями Ascend Communications и 3Com, L2F (Layer-2 Forwarding) - компании Cisco Systems и L2TP (Layer-2 Tunneling Protocol), объединивший оба вышеназванных протокола. Однако эти протоколы, в отличие от IPSec, не являются полнофункциональными (например, PPTP не определяет метод шифрования), поэтому мы, в основном, будем ориентироваться на IPSec.
Говоря об IPSec, нельзя забывать о протоколе IKE (Internet Key Exchange), позволяющем обеспечить передачу информации по туннелю, исключая вмешательство извне. Этот протокол решает задачи безопасного управления и обмена криптографическими ключами между удаленными устройствами, в то время, как IPSec кодирует и подписывает пакеты. IKE автоматизирует процесс передачи ключей, используя механизм шифрования открытым ключом, для установления безопасного соединения. Помимо этого, IKE позволяет производить изменение ключа для уже установленного соединения, что значительно повышает конфиденциальность передаваемой информации.
Существуют различные варианты построения VPN. При выборе решения требуется учитывать факторы производительности средств построения VPN. Например, если маршрутизатор и так работает на пределе мощности своего процессора, то добавление туннелей VPN и применение шифрования/дешифрования информации могут остановить работу всей сети из-за того, что этот маршрутизатор не будет справляться с простым трафиком, не говоря уже о VPN.Опыт показывает, что для построения VPN лучше всего использовать специализированное оборудование, однако если имеется ограничение в средствах, то можно обратить внимание на чисто программное решение.
Брандмауэры большинства производителей поддерживают туннелирование и шифрование данных. Все подобные продукты основаны на том, что если уж трафик проходит через брандмауэр, то почему бы его заодно не зашифровать. К программному обеспечению собственно брандмауэра добавляется модуль шифрования. Недостатком данного метода можно назвать зависимость производительности от аппаратного обеспечения, на котором работает брандмауэр. При использовании брандмауэров на базе ПК надо помнить, что подобное решение можно применять только для небольших сетей с небольшим объемом передаваемой информации.
Рисунок 2. VPN на базе брандмауэраВ качестве примера решения на базе брандмауэров можно назвать FireWall-1 компании Check Point Software Technologies. FairWall-1 использует для построения VPN стандартный подход на базе IPSec. Трафик, приходящий в брандмауэр, дешифруется, после чего к нему применяются стандартные правила управления доступом. FireWall-1 работает под управлением операционных систем Solaris и Windows NT 4.0.
Другим способом построения VPN является применение для создания защищенных каналов маршрутизаторов. Так как вся информация, исходящая из локальной сети, проходит через маршрутизатор, то целесообразно возложить на этот маршрутизатор и задачи шифрования.Ярким примером оборудования для построения VPN на маршрутизаторах является оборудование компании Cisco Systems. Начиная с версии программного обеспечения IOS 11.3(3)T маршрутизаторы Cisco поддерживают протоколы L2TP и IPSec. Помимо простого шифрования проходящей информации Cisco поддерживает и другие функции VPN, такие как идентификация при установлении туннельного соединения и обмен ключами.
Рисунок 3. VPN на базе маршрутизаторовДля построения VPN Cisco использует туннелирование с шифрованием любого IP-потока. При этом туннель может быть установлен, основываясь на адресах источника и приемника, номера порта TCP(UDP) и указанного качества сервиса (QoS).Для повышения производительности маршрутизатора может быть использован дополнительный модуль шифрования ESA (Encryption Service Adapter).Кроме того, компания Cisco System выпустила специализированное устройство для VPN, которое так и называется Cisco 1720 VPN Access Router (Маршрутизатор Доступа к VPN), предназначенное для установки в компаниях малого и среднего размера, а также в в отделениях крупных организаций.
Следующим подходом к построению VPN являются чисто программные решения. При реализации такого решения используется специализированное программное обеспечение, которое работает на выделенном компьютере и в большинстве случаев выполняет роль proxy-сервера. Компьютер с таким программным обеспечением может быть расположен за брандмауэром.
Рисунок 4. VPN на базе программного обеспеченияВ качестве примера такого решения можно выступает программное обеспечение AltaVista Tunnel 97 компании Digital. При использовании данного ПО клиент подключается к серверу Tunnel 97, аутентифицируется на нем и обменивается ключами. Шифрация производится на базе 56 или 128 битных ключей Rivest-Cipher 4, полученных в процессе установления соединения. Далее, зашифрованные пакеты инкапсулируются в другие IP-пакеты, которые в свою очередь отправляются на сервер. В ходе работы Tunnel 97 осуществляет проверку целостности данных по алгоритму MD5. Кроме того, данное ПО каждые 30 минут генерирует новые ключи, что значительно повышает защищенность соединения.Положительными качествами AltaVista Tunnel 97 являются простота установки и удобство управления. Минусами данной системы можно считать нестандартную архитектуру (собственный алгоритм обмена ключами) и низкую производительность.
Решения на базе сетевой ОС мы рассмотрим на примере системы Windows NT компании Microsoft. Для создания VPN Microsoft использует протокол PPTP, который интегрирован в систему Windows NT. Данное решение очень привлекательно для организаций использующих Windows в качестве корпоративной операционной системы. Необходимо отметить, что стоимость такого решения значительно ниже стоимости прочих решений. В работе VPN на базе Windows NT используется база пользователей NT, хранящаяся на Primary Domain Controller (PDC). При подключении к PPTP-серверу пользователь аутентифицируется по протоколам PAP, CHAP или MS-CHAP. Передаваемые пакеты инкапсулируются в пакеты GRE/PPTP. Для шифрования пакетов используется нестандартный протокол от Microsoft Point-to-Point Encryption c 40 или 128 битным ключом, получаемым в момент установки соединения. Недостатками данной системы являются отсутствие проверки целостности данных и невозможность смены ключей во время соединения. Положительными моментами являются легкость интеграции с Windows и низкая стоимость.
Вариант построения VPN на специальных устройствах может быть использован в сетях, требующих высокой производительности. Примером такого решения служит продукт cIPro-VPN компании Radguard
Рисунок 5. VPN на базе аппаратных средствДанный продукт использует аппаратное шифрование передаваемой информации, способное пропускать поток в 100 Мбит/с. cIPro-VPN поддерживает протокол IPSec и механизм управления ключами ISAKMP/Oakley. Помимо прочего, данное устройство поддерживает средства трансляции сетевых адресов и может быть дополнено специальной платой, добавляющей функции брандмауэра
Основной проблемой сетей VPN является отсутствие устоявшихся стандартов аутентификации и обмена шифрованной информацией. Эти стандарты все еще находятся в процессе разработки и потому продукты различных производителей не могут устанавливать VPN-соединения и автоматически обмениваться ключами. Данная проблема влечет за собой замедление распространения VPN, так как трудно заставить различные компании пользоваться продукцией одного производителя, а потому затруднен процесс объединения сетей компаний-партнеров в, так называемые, extranet-сети.Как можно заметить из вышесказанного, продукты построения VPN могут оказаться узким местом в сети. Это происходит из-за того, что для поддержки множества соединений и шифрования информации, передаваемой по этим соединениям, требуется высокая производительность используемого оборудования (и/или программного обеспечения). Это является еще одним проблемным моментом в построении VPN.Еще одним уязвимым местом VPN можно считать отсутствие единых, надежных способов управления такими сетями, что может стать кошмаром для сетевых администраторов.И, наконец, отсутствие (или слабое развитие) механизмов обеспечения качества сервиса в сети Internet является проблемой построения сетей VPN, требующих для некоторых приложений гарантированной доставки информации за ограниченное время.
Чего же можно ожидать в плане развития технологий VPN в будущем? Без всякого сомнения, будет выработан и утвержден единый стандарт построения подобных сетей. Скорее всего, основой этого стандарта будет, уже зарекомендовавший себя протокол IPSec. Далее, производители сконцентрируются на повышении производительности своих продуктов и на создании удобных средств управления VPN.Скорее всего, развитие средств построения VPN будет идти в направлении VPN на базе маршрутизаторов, так как данное решение сочетает в себе достаточно высокую производительность, интеграцию VPN и маршрутизации в одном устройстве. Однако, будут развиваться и недорогие решения на базе сетевых ОС для небольших организаций.В заключение, надо сказать, что, несмотря на то, что технология VPN еще очень молода, ее ожидает большое будущее. Так как уже в настоящее время она пользуется большим успехом среди разнообразных технических решений, для соединения различных частей фирмы/предприятия в единую сеть с хорошей степенью защищенности канала.
bukvasha.ru
Реферат на тему:
VPN технология
VPN (англ. Virtual Private Network — виртуальная частная сеть) — обобщённое название технологий, позволяющих обеспечить одно или несколько сетевых соединений (логическую сеть) поверх другой сети (например, Интернет). Несмотря на то, что коммуникации осуществляются по сетям с меньшим неизвестным уровнем доверия (например, по публичным сетям), уровень доверия к построенной логической сети не зависит от уровня доверия к базовым сетям благодаря использованию средств криптографии (шифрования, аутентификации, инфраструктуры открытых ключей, средств для защиты от повторов и изменений передаваемых по логической сети сообщений).
В зависимости от применяемых протоколов и назначения, VPN может обеспечивать соединения трёх видов: узел-узел, узел-сеть и сеть-сеть.
Обычно VPN развёртывают на уровнях не выше сетевого, так как применение криптографии на этих уровнях позволяет использовать в неизменном виде транспортные протоколы (такие как TCP, UDP).
Пользователи Microsoft Windows обозначают термином VPN одну из реализаций виртуальной сети — PPTP, причём используемую зачастую не для создания частных сетей.
Чаще всего для создания виртуальной сети используется инкапсуляция протокола PPP в какой-нибудь другой протокол — IP (такой способ использует реализация PPTP — Point-to-Point Tunneling Protocol) или Ethernet (PPPoE) (хотя и они имеют различия). Технология VPN в последнее время используется не только для создания собственно частных сетей, но и некоторыми провайдерами «последней мили» на постсоветском пространстве для предоставления выхода в Интернет.
При должном уровне реализации и использовании специального программного обеспечения сеть VPN может обеспечить высокий уровень шифрования передаваемой информации. При правильной настройке всех компонентов технология VPN обеспечивает анонимность в Сети.
VPN состоит из двух частей: «внутренняя» (подконтрольная) сеть, которых может быть несколько, и «внешняя» сеть, по которой проходит инкапсулированное соединение (обычно используется Интернет). Возможно также подключение к виртуальной сети отдельного компьютера. Подключение удалённого пользователя к VPN производится посредством сервера доступа, который подключён как к внутренней, так и к внешней (общедоступной) сети. При подключении удалённого пользователя (либо при установке соединения с другой защищённой сетью) сервер доступа требует прохождения процесса идентификации, а затем процесса аутентификации. После успешного прохождения обоих процессов, удалённый пользователь (удаленная сеть) наделяется полномочиями для работы в сети, то есть происходит процесс авторизации.
Классификация VPN
Классифицировать VPN решения можно по нескольким основным параметрам:
Наиболее распространённый вариант виртуальных частных сетей. С его помощью возможно создать надежную и защищенную сеть на основе ненадёжной сети, как правило, Интернета. Примером защищённых VPN являются: IPSec, OpenVPN и PPTP.
ДоверительныеИспользуются в случаях, когда передающую среду можно считать надёжной и необходимо решить лишь задачу создания виртуальной подсети в рамках большей сети. Проблемы безопасности становятся неактуальными. Примерами подобных VPN решений являются: Multi-protocol label switching (MPLS) и L2TP (Layer 2 Tunnelling Protocol) (точнее сказать, что эти протоколы перекладывают задачу обеспечения безопасности на другие, например L2TP, как правило, используется в паре с IPSec).
Реализация VPN сети осуществляется при помощи специального комплекса программно-аппаратных средств. Такая реализация обеспечивает высокую производительность и, как правило, высокую степень защищённости.
В виде программного решенияИспользуют персональный компьютер со специальным программным обеспечением, обеспечивающим функциональность VPN.
Интегрированное решениеФункциональность VPN обеспечивает комплекс, решающий также задачи фильтрации сетевого трафика, организации сетевого экрана и обеспечения качества обслуживания.
Используют для объединения в единую защищённую сеть нескольких распределённых филиалов одной организации, обменивающихся данными по открытым каналам связи.
Remote Access VPNИспользуют для создания защищённого канала между сегментом корпоративной сети (центральным офисом или филиалом) и одиночным пользователем, который, работая дома, подключается к корпоративным ресурсам с домашнего компьютера, корпоративного ноутбука, смартфона или интернет-киоскa.
Extranet VPNИспользуют для сетей, к которым подключаются «внешние» пользователи (например, заказчики или клиенты). Уровень доверия к ним намного ниже, чем к сотрудникам компании, поэтому требуется обеспечение специальных «рубежей» защиты, предотвращающих или ограничивающих доступ последних к особо ценной, конфиденциальной информации.
Internet VPNИспользуется для предоставления доступа к интернету провайдерами, обычно в случае если по одному физическому каналу подключаются несколько пользователей.
Client/Server VPNОн обеспечивает защиту передаваемых данных между двумя узлами (не сетями) корпоративной сети. Особенность данного варианта в том, что VPN строится между узлами, находящимися, как правило, в одном сегменте сети, например, между рабочей станцией и сервером. Такая необходимость очень часто возникает в тех случаях, когда в одной физической сети необходимо создать несколько логических сетей. Например, когда надо разделить трафик между финансовым департаментом и отделом кадров, обращающихся к серверам, находящимся в одном физическом сегменте. Этот вариант похож на технологию VLAN, но вместо разделения трафика, используется его шифрование.
Существуют реализации виртуальных частных сетей под TCP/IP, IPX и AppleTalk. Но на сегодняшний день наблюдается тенденция к всеобщему переходу на протокол TCP/IP, и абсолютное большинство VPN решений поддерживает именно его. Адресация в нём чаще всего выбирается в соответствии со стандартом RFC5735, из диапазона Приватных сетей TCP/IP
По уровню сетевого протокола на основе сопоставления с уровнями эталонной сетевой модели ISO/OSI.
Многие крупные провайдеры предлагают свои услуги по организации VPN-сетей для бизнес-клиентов.
wreferat.baza-referat.ru
