IPv6 Segurança Protocolos associados. Extensa literatura -http://www.6journal.org/view/subjects/iptute.html -Fonte completa. Contém inúmeros artigos,

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1 IPv6 Segurança Protocolos associados

2 Extensa literatura -http://www.6journal.org/view/subjects/iptute.html -Fonte completa. Contém inúmeros artigos, incluindo um “Deployment Guide” -http://www.securitydocs.com -Tutorial interessante sobre IPSec. -http://www.rnp.br/newsgen/9907/ipsec3.htmlhttp://www.rnp.br/newsgen/9907/ipsec3.html -http://www.tcpipguide.com/free/t_IPSecurityIPSecProtocols. htm

3 Segurança no IPv6 O IPv6 utiliza os mesmos conceitos e técnicas desenvolvidos para o IPv4; A segurança pode ser aplicada em diversos níveis: –Nível físico; –Nível de protocolo; –Nível de transporte; –Nível de aplicação. Quanto maior a implementação de segurança em camadas inferiores, maior será a quantidade de informação protegida. Aplicação Transporte IP Física / Enlace HTTPS TLS IPSec

4 -IPSec não é um protocolo, mas vários protocolos projetados para prover vários serviços de segurança -Os protocolos IPSec operam na camada 3 – de rede, ao contrário de vários outros métodos de segurança (tais como o SSL) que operam da camada 4 até a camada de aplicação (de 4 a 7). -Com isso, existe a vantagem de ser mais flexível (pode ser aplicado para proteger tanto comunicações TCP como UDP) mas também é mais complexo, já que não pode utilizar os recursos desses protocolos para gerenciar confiabilidade e fragmentação.

5 IPSec - IPSec tanto pode ser aplicado para IPv4 como IPv6. - Na verdade, foi projetado para o IPv6 -Como a implementação da versão 6 ainda não aconteceu de fato, os protocolos foram criados para funcionar também na versão 4 - Mandatório para implantações IPv6. - Como vimos, o protocolo já está “embutido” dentro do próprio projeto do IPv6, permitindo que seja utilizado de maneira eficiente.

6 IPSec: conjunto de normas e protocolos RFCNomeDescrição 2401 Arquitetura de segurança para IP Documento principal, descreve arquitetura geral dos protocolos 2402 Cabeçalho de Autenticação Define o cabeçalho de autenticação (AH) 2403 Uso de HMAC-MD5Descreve a operação de um algoritmo de criptografia 2404 Uso de HMAC-SHA-1-96Descreve outro algoritmo de criptografia 2406 Encapsulamento de segurança (ESP) Descreve o protocolo que provê confidencialidade 2408 Descreve protocolo de gerenciamento de chaves Define métodos de trocas de chaves 2409 Troca de chaves IKEDescreve o protocolo IKE usado para negociar associações 2412 Protocolo OAKLEYDescreve um protocolo genérico de troca de chaves

7 IPSec: o quê e como? IPSec: Fornece serviços de segurança na camada IP Constrói um “caminho seguro” entre dois agentes (máquinas, roteadores, etc) Para isso: Esses agentes precisam concordar em um conjunto comum de protocolos de segurança para ser usado nesses caminho, de modo que cada um possa enviar dados em um formato que o outro entenda Precisam concordar com um algoritmo de criptografia específico para codificar os dados transferidos entre eles Precisam trocar chaves (de criptografia) para poder decifrar as mensagens Uma vez que toda essa informação prévia esteja definida e conhecida (e apenas pelos agentes envolvidos), cada um deles pode iniciar a troca de informação, usando para isso os protocolos de criptografia combinados.

8 IPSec: o quê e como? PROTOCOLOS PRINCIPAIS (CORE) IPSec Authentication Header (AH): protocolo que provê serviços de autenticação – permite que o receptor da mensagem confirme a autenticidade da mensagem (quem enviou é quem se espera) Encapsulating Security Payload (ESP): protocolo usado para encriptar a informação transmitida

9 IPSec: o quê e como? COMPONENTES DE SUPORTE Algoritmos de encriptação Associações de segurança/políticas de segurança Gerenciamento de chaves

10 IPSec Fonte: www.tcpipguide.com Protocolos e componentes auxiliares da família IPSec

11 IPSec: Associações de segurança – “SA” Uma SA é uma relação unidirecional entre dois agentes (emissor e receptor) que suporta serviços de segurança no tráfego entre eles. Se a comunicação é nos dois sentidos, duas associações são necessárias Uma SA é unicamente identificada por três parâmetros: Security Parameter Index (SPI): ponteiro atribuído a uma SA com significado local, é transmitido dentro dos cabeçalhos AH ou ESP para que o receptor possa selecionar a associação do qual o pacote será processado Endereço IP: IPSec suporta apenas endereços do tipo Unicast Security protocol identifier: identifica se a particular SA é uma associação do tipo AH ou ESP

12 IPSec: Autenticação - AH Authentication Header (AH): O protocolo é implementado por um cabeçalho de extensão (IPv6), que ao ser adicionado a um datagrama IP, garante a integridade e autenticidade dos dados, incluindo os campos do cabeçalho original que não são alterados entre a origem e o destino; no entanto, não fornece confidencialidade. Evita ataques do tipo “replay” (repetição de pacotes) Os algoritmos de autenticação usam funções “hash” para gerar valores de conferência (integrity check). IPSec não especifica qual algoritmo usar, mas fornece uma relação de possíveis candidatos, todos padronizados e bem conhecidos: MD5 – definido por uma empresa RSA Data Security SHA – Secure Hash Algoritm – do governo americano

13 Segurança no IPv6: relembrando os cabeçalhos de extensão Dados de Autenticação Cabeçalho Padrão Payload EXTENSÃOAutenticaçãoProtocolo... EXTEN.Auth Cabeçalho SeguinteTamanho do Payload Número de Seqüência Reservado Índice de Parâmetros de Segurança 32 bits Descrição de um cabeçalho de extensão de autenticação

14 IPSec: Autenticação - AH

15 IPSec: Autenticação – AH - campos Next Header: indica qual o bloco de dados que está sendo protegido (TCP, UDP, etc) Payload length: tamanho do AH Security Parameter Index(SPI): identificação do SA (associação de segurança) deste datagrama Sequence Number: contador que é incrementado a cada pacote transmitido Authentication Data: contém o valor gerado pela função hash (Integrity check value - ICV) Reserved: (16 bits) para uso futuro.

16 IPSec: Autenticação – AH - campos O que é o ICV?

17 IPSec: Criptografia - ESP Encapsulating Security Payload – ESP: esse protocolo estabelece um método para suportar confidencialidade (através de criptografia) da informação transmitida Também provê integridade pois suporta o ICV O DES (Data Encryption Standard) é o algoritmo mais comumente usado para a criptografia dos dados. Vários outros algoritmos podem ser usados, de acordo com várias RFCs: IDEA, blowfish e RC4.

18 IPSec: Criptografia - ESP

19 Security Parameter Index(SPI):identificação do SA do datagrama Sequence Number: contador que é incrementado a cada pacote Payload Data: dados criptografados do pacote IP original Padding: bytes extras (enchimento) necessários para o caso do algoritmo de criptografia exigir blocos completos Pad length: número de bytes de “padding” Next Header: indica qual o bloco de dados que está sendo protegido (TCP, UDP, etc) Authentication Data: contém o Integrity check value (ICV) do datagrama (com exceção de um eventual AH)

20 IPSec: Criptografia - ESP

21 IPSec IPSec pode ser usado de duas maneiras: Modo “transporte”: implementado diretamente entre dois pontos remotos (end points). Modo “túnel”: implementado entre sistemas intermediários que são usados para encapsular datagramas “inseguros”.

22 IPSec: o datagrama original Formato geral do datagrama: Cabeçalho (header) Área de dados (payload)

23 IPSec: o datagrama no modo Transporte O cabeçalho original é mantido Um cabeçalho adicional carrega as informações de segurança

24 IPSec: o datagrama no modo túnel O cabeçalho original também é criptografado Assim, todo o datagrama original fica protegido.

25 IPSec: comparação dos dois modos

26 IPSec Modo transporte: Comunicação é protegida “fim a fim” Os dois sistemas das pontas têm que suportar os protocolos de segurança Modo túnel: Comunicação é protegida entre dispositivos intermediários A proteção fica “transparente” para os sistemas das pontas.

27 IPSec: tabela completa SA Modo de transporteSA Modo túnel AH Autentica os dados e parte do cabeçalho IP original Autentica todos os dados e partes dos cabeçalhos IPv6 ESP Criptografa os dados e todos os cabeçalhos IPv6 subsequentes Criptografa todo o pacote IP “interior” ESP com autenticação Criptografa os dados e os cabeçalhos IPv6 subsequentes. Autentica os dados mas não o cabeçalho IP

28 IPSec: gerenciamento de chaves O IPSec assume que as SAs já existem para serem utilizadas, mas não especifica como elas serão criadas. O IETF decidiu dividir o processo em duas partes: –o IPSec fornece o processamento dos pacotes, –O IKE – Internet Key Exchange (IKEv2) é o método padrão para a configuração das SAs. O IKEv2 cria um túnel seguro e autenticado entre duas entidades, para depois negociar SAs para o IPSec. Este processo requer que duas entidades se autentiquem entre si e estabeleçam chaves compartilhadas. A configuração pode ser também manual para sistemas pequenos e estáticos.

29 IPSec: gerenciamento de chaves O IPSec usa o IKE para iniciar uma SA. O primeiro pacote de A para B que deve ser encriptado inicia o processo (por exemplo, processo Diffie-Helman). O processo IKE monta um túnel seguro entre B e A, onde a SA IPSec será negociada. A então pode usar esta SA para enviar dados de forma segura para B. http://www.ciscopress.com/articles/article.asp?p=25474&seqNum=1

30 IPSec: gerenciamento de chaves O IKE é bastante flexível e suporta diversos tipos de autenticação. As duas entidades devem escolher o protocolo de autenticação que será utilizado através de negociação. Neste momento, os seguintes mecanismos são implementados: –Chaves compartilhadas já existentes: a mesma chave é instalada em cada entidade. –Criptografia de chave pública: cada parte gera um número aleatório, e encripta este número com a chave pública da outra parte. Somente o algoritmo de chave pública RSA é suportado atualmente. –Assinatura digital: cada dispositivo assina digitalmente um conjunto de dados e o envia para a outra parte. Este método é similar ao anterior, mas ele não permite que uma entidade repudie a participação na troca. Tanto o algoritmo de chave pública RSA quanto o DSS (Digital Signature Standard) são suportados atualmente.

31 IPSec não é tudo.... Existem outros aspectos de segurança a serem abordados: –Scanning –DHCP –.... Alguns diferem em relação ao IPv4, mas outros são muito similares

32 Scanning Devido a grande quantidade de endereços, o escaneamento de uma rede IPv6 é uma tarefa “impossível” –O trabalho é 2 96 vezes mais custoso que no IPv4; –Mais trabalho para desenvolvedores de virus e worms Uma subrede padrão no IPv6 tem 2 64 endereços.... –Força bruta = 18 bilhões de anos –Técnicas + avanços tecnológicos = alguns anos, meses.... O descobrimento de equipamentos em uma rede poderá ser feito através de servidores DNS, logs de aplicativos, tabelas de rotas etc. O aumento da oferta de endereços favorece a diminuição de soluções NAT

33 Auto-configuração IPv6 INTERNET IPv6 Network False Prefix:+:nic adress Auto configuration Router Solicitation Router Advertisement Neighbor Discovery Duplicate Address Detection IPv6 LAN FAKE RA RS RA

34 Auto-configuração IPv6 INTERNET IPv6 Network Prefix:+:nic adress Auto configuration Router Solicitation Router Advertisement Neighbor Discovery Duplicate Address Detection IPv6 LAN NDFAKE NS NS

35 Segurança com IPv6 O IPv6 teoricamente não traz novos riscos – por enquanto.... O IPSec não é a solução de todos os problemas –Facilita o rastreamento do ataque –Dificulta o sniffing –Dificulta o Man in the Middle O IPv6 leva a segurança ao limite do usuário Novos conceitos de segurança –Descentralizada –Servidores de Políticas –Híbrida As vulnerabilidades nas aplicações, maioria dos problemas na Internet, continuam existindo com ou sem a presença do IPv6

36 Outros protocolos associados ao IPv6 Descoberta de vizinho: Neighbor discovery (ND) RFC 2461 Auto configuração: Configuração de endereço RFC 2462 DHCPv6 – Dynamic Host Configuration Protocol for IPv6 RFC 3315 Path MTU Discovery RFC 1981 Multicast Listener Discovery – MLD RFC 2710 ICMPv6 RFC 2463