- •Конспект лекций
- •Волгоград 2017 Рекомендуемая литература домашинные методы шифрования
- •История шифрования
- •Шифры замены
- •Шифр Цезаря
- •Шифр Цезаря с ключевым словом
- •Аффинная криптосистема
- •Шифр Полибия
- •Методы вскрытия одноалфавитных систем
- •Частотный анализ
- •Метод полосок
- •Многоалфавитные системы
- •Шифр Вернама
- •Шифр Виженера
- •Шифр c автоключом
- •Шифры перестановки
- •Простой столбцевой перестановочный шифр
- •Перестановочный шифр с ключевым словом
- •Комбинированное использование шифра перестановки и замены
- •Шифровальная машина «Энигма»
- •Системы блочного шифрования и симметричные шифры
- •Режимы шифрования блочных шифров
- •Алгоритм гост 28147-89
- •Простая замена
- •Выработка имитовставки к массиву данных
- •Особенности программной реализации гост 28147-89
- •Стандарт шифрования данных des (Data Encryption Standard)
- •Начальная перестановка
- •Преобразования ключа
- •Перестановка с расширением
- •Подстановка с помощью s-блоков
- •Перестановка с помощью p-блоков
- •Дешифрирование des
- •Режимы des
- •Однонаправленные функции
- •Однонаправленные хэш‑функции
- •Цифровые подписи
- •Алгоритм безопасного хэширования (Secure Hash Algorithm, sha) - скомпрометирован
- •Гост р 34.11‑94
- •Инфраструктура открытых ключей Основы инфраструктуры открытых ключей Идея криптографии с открытым ключом
- •Основные преимущества открытых ключей
- •Сертификат открытого ключа
- •Алгоритмы с открытыми ключами
- •Алгоритм цифровой подписи (digital signature algorithm, dsa)
- •Алгоритм цифровой подписи гост р 34.10-94
- •Система криптографической защиты в ос ms windows
- •Концепция криптопровайдера, интерфейс CryptoApi 1.0
- •Описание интерфейса CryptoApi 2.0
- •Варианты применения криптопровайдеров Защищенная файловая система (Encrypted File System).
- •Криптография при работе в сети.
- •Шифрование ip-трафика.
- •Защищенные соединения.
- •Шифрование и цифровая подпись сообщений электронной почты.
- •Подпись исполняемых модулей.
- •Обзор существующих отечественных криптопровайдеров России
- •Протокол tls/ssl
- •Элементы протокола Криптографические операции
- •Нмас и псевдослучайная функция
- •Протокол Записи
- •Состояния соединения
- •Фрагментация
- •Компрессия и декомпрессия
- •Защита полезной информации записи
- •Вычисление ключей
- •Протокол Рукопожатия
- •Протокол изменения шифрования
- •Криптографические вычисления
- •Архитектура семейства протоколов Ipsec
- •Обзор системы
- •Как работает iPsec
- •Где может размещаться iPsec
- •Безопасные Ассоциации
- •Базы данных безопасной ассоциации
- •Sa и Управление Ключом
- •Ручные технологии
- •Автоматические sa и Управление Ключом
- •Проблемы выполнения
Обзор системы
Опишем функционирование IPsec, компоненты системы и то, как они взаимодействуют друг с другом для обеспечения сервисов безопасности.
IPsec выполняется на хосте или шлюзе безопасности, обеспечивая защиту IP-трафика. Термин «шлюз безопасности» используется для обозначения промежуточной системы, которая реализует IPsec-протоколы. Защита основана на требованиях, определенных в Базе Данных Политики Безопасности (Security Policy Database- SPD), определяемой и поддерживаемой системным администратором. Пакеты обрабатываются одним из трех способов на основании соответствия информации заголовка IP или транспортного уровня записям в SPD. Каждый пакет либо отбрасывается сервисом безопасности IPsec, либо пропускается без изменения, либо обрабатывается сервисом IPsec на основе применения определенной политики.
IPsec обеспечивает сервисы безопасности на IP-уровне, выбирая нужные протоколы безопасности, определяя алгоритмы, используемые сервисами, и предоставляя все криптографические ключи требуемым сервисам. IPsec может использоваться для защиты одного или нескольких «путей» между парой хостов, между парой шлюзов безопасности или между шлюзом безопасности и хостом.
Как работает iPsec
IPsec использует два протокола для обеспечения безопасности трафика – Authentication Header (AH) и Encapsulating Security Payload (ESP).
Authentication Header (AH) обеспечивает целостность соединения, аутентификацию исходных данных и дополнительно может обеспечивать anti-replay сервис.
Encapsulating Security Payload (ESP) протокол может обеспечивать конфиденциальность (шифрование) трафика. ESP также может обеспечивать целостность соединения, аутентификацию исходных данных и дополнительно anti-replay сервис. Целостность обеспечивается только для протоколов более высокого уровня. Хотя бы один из этих сервисов должен быть задействован при использовании ESP.
Эти протоколы могут применяться как по отдельности так и в комбинации с друг другом для обеспечения необходимого набора сервисов безопасности в IPv4 и IPv6. Каждый протокол поддерживает два режима использования: режим транспорта и режим туннелирования. В транспортном режиме протоколы обеспечивают защиту главным образом для протоколов более высокого уровня; в режиме туннелирования протоколы применяются для скрытия IP-заголовков исходных пакетов. Разница между двумя режимами рассматривается дальше.
IPsec позволяет системному администратору управлять детализацией, с которой предоставляется сервис безопасности. Например, можно создать единственный зашифрованный туннель между двумя безопасными шлюзами, или для каждого ТСР соединения может быть создан зашифрованный туннель между парой хостов. IPsec позволяет указывать следующие параметры:
Какие сервисы используются и в какой комбинации.
Необходимый уровень детализации применяемой защиты.
Алгоритмы, используемые для обеспечения безопасности на основе криптографии.
Где может размещаться iPsec
Существует несколько способов реализации IPsec на хосте или в соединении с роутером или firewall (для создания безопасного шлюза). Приведем несколько общих примеров:
Интеграция IPsec в конкретную реализацию IP. Это требует доступа к исходному коду IP и применимо как к хостам, так и к шлюзам безопасности.
Bump-in-the-stack (BITS) реализации, где IPsec реализован «внизу» существующей реализации стека протоколов IP, между обычным IP и локальными сетевыми драйверами. Доступа к исходному коду стека IP в данном контексте не требуется, что делает такой подход пригодным для встраивания в существующие системы. Данный подход обычно реализуется на хостах.
Использование внешнего криптопроцессора (обычно в военных и в некоторых коммерческих системах). Как правило, это является Bump-in-the-stack (BITS) реализацией. Такие реализации могут использоваться как на хостах, так и на шлюзах. Обычно BITS-устройства являются IP-адресуемыми.