Архитектура безопасности IP

Механизм безопасности IP в Windows Server 2003 разработан для защиты любого сквозного соединения между двумя компьютерами (рис. 22.2). При сквозном соединении два осуществляющих связь компьютера (системы) поддерживают IP-безопасность на каждом конце соединения. Сделано предположение, что располагающаяся между ними среда, по которой передаются данные, небезопасна. Данные прикладной программы компьютера, начинающего связь, перед пересылкой по сети автоматически (прозрачно для прикладной программы) шифруются. На компьютере адресата данные также автоматически дешифруются — прежде, чем они будут переданы приложению-получателю. Шифрование всего сетевого IP-трафика гарантирует, что любая связь с использованием TCP/IP защищена от подслушивания. Поскольку данные передаются и шифруются на уровне протокола IP, для каждого протокола в наборе протоколов TCP/IP не требуются отдельные пакеты, обеспечивающие безопасность.
Безопасность IP в Windows Server 2003 объединяет методы шифрования с открытыми и закрытыми ключами для повышения уровня безопасности и большей производительности.
Управление безопасностью IP в Windows Server 2003 допускает создание политики, определяющей тип и уровень безопасности, необходимые во время обмена информации.

•  Политика безопасности (security policy)

Каждая конфигурация атрибутов безопасности IP называется политикой безопасности. Политика безопасности базируется на политиках установления соединений и IP-фильтрах. Политика безопасности связана с политикой контроллера домена. Политика безопасности IP может быть приписана к заданной по умолчанию политике домена, заданной по умолчанию локальной политике или созданной пользовательской политике домена. Во время регистрации компьютера в домене автоматически подбираются реквизиты заданной по умолчанию политики домена и заданной по умолчанию локальной политики, включая политику безопасности IP, приписанную к этой политике домена.

Рис. 22.2. Архитектура безопасности IP в Windows Server 2003

•  Политика переговоров (negotiation policy)

Политика переговоров определяет службы безопасности, используемые во время связи. Можно выбрать услуги, включающие конфиденциальность (ESP) или не обеспечивающие конфиденциальность (АН), или можно определить, какой алгоритм нужно использовать для безопасности IP. Можно установить несколько методов безопасности для каждой политики переговоров. Если первый метод недопустим для ассоциации безопасности, служба ISAKMP/Oakley продолжит просмотр этого списка до тех пор, пока не будет найден тот алгоритм, который безопасность IP сможет использовать для установления ассоциации. Если переговоры не увенчались успехом, устанавливается соединение без безопасности IP.

•  IP-фильтры

IP-фильтры определяют различные действия, зависящие от направления передачи IP-пакета, от типа применяемого IP-протокола (например, TCP или UDP) и от того, какие порты используются в соответствии с протоколом. Фильтр применяется непосредственно — как шаблон, с которым сравниваются IP-пакеты. Каждый IP-пакет сверяется с IP-фильтром и, если соответствие найдено, для посылки данных применяются реквизиты связанной политики безопасности.

Для поддержки обмена информацией с использованием безопасности IP на каждом компьютере с Windows Server 2003 устанавливаются локальные службы и драйверы.

•  Служба агента политики безопасности (Policy Agent Service)

Агент политики — локальный, резидентный агент. Он отыскивает политику безопасности IP в Active Directory во время инициализации системы. Затем он передает информацию о политике сетевому драйверу безопасности IP (IPSec-драйверу) и службе ISAKMP/Oakley. Агент политики не хранит политику безопасности локально, а находит ее в Active Directory (рис. 22.3).

Рис. 22.3. Функционирование агента политики безопасности

•  Служба управления ключами ISAKMP/Oakley

Это локальный, резидентный агент, который получает политику безопасности от агента политики. При использовании политики безопасности служба ISAKMP устанавливает ассоциацию безопасности (SA) с компьютером-получателем. Тождество поддерживающих связь сторон опознается с помощью центра распределения ключей Kerberos. В заключение служба ISAKMP посылает SA и информацию о ключе драйверу IPSec. Служба ISAKMP/Oakley запускается агентом политики.

•  Драйвер безопасности IP (IPSec-драйвер)

Это локальный, резидентный агент, который просматривает все IP-пакеты на соответствие фильтру IP. Если он находит соответствие, то задерживает пакеты в очереди, в то время как служба ISAKMP/Oakley генерирует необходимую SA и ключ, чтобы защитить обмен информацией. Агент, получив эту информацию от службы ISAKMP, шифрует IP-пакеты и посылает их компьютеру-адресату (рис. 22.4). Драйвер IPSec запускается агентом политики.

Рис. 22.4. Функционирование драйвера IPSec

Все три перечисленные компонента установлены в Windows Server 2003 по умолчанию и запускаются автоматически.

Каждый контроллер домена содержит Центр распространения ключей Kerberos (Kerberos Distribution Center, KDC) для установления подлинности, который конфигурируется сетевым администратором. Протокол Kerberos служит третьим доверенным лицом, которое проверяет подлинность поддерживающей связь стороны. Безопасность IP в Windows Server 2003 использует Kerberos для идентификации компьютеров.

Рассмотрим пример, в котором пользователь Компьютера А (Пользователь 1) посылает данные пользователю Компьютера В (Пользователю 2). Безопасность IP установлена на обоих компьютерах.

Рис. 22.5. Пример реализации безопасности IP

На уровне пользователя процесс доставки IP-пакетов прозрачен. Пользователь 1 просто запускает приложение, которое использует протокол стека TCP/IP, например FTP, и посылает данные Пользователю 2. Политики безопасности, назначенные Компьютеру А и Компьютеру В администратором, определяют уровень безопасности взаимодействия. Они выбираются агентом политики и передаются службе ISAKMP/Oakley и драйверу IPSec. Служба ISAKMP/Oakley на каждом компьютере использует политику переговоров, связанную с назначенной политикой безопасности, чтобы установить ключ и общий метод переговоров (ассоциация безопасности). Результаты переговоров о политике ISAKMP между двумя компьютерами передаются драйверу IPSec, который использует ключ для шифрования данных. В заключение драйвер IPSec посылает шифрованные данные на Компьютер В. Драйвер IPSec на Компьютере В дешифрует данные и передает их приложению-получателю (см. описание процесса на рис. 22.5).

Любые маршрутизаторы или коммутаторы, которые находятся на пути между поддерживающими связь компьютерами, вне зависимости от того, общаются ли два пользователя или пользователь и файловый сервер, должны просто пропускать шифрованные IP-пакеты к адресату. Если между поддерживающими связь компьютерами находится брандмауэр или другой шлюз, поддерживающий систему безопасности, то на нем должна быть разрешена функция пересылки IP-пакетов или настроена специальная фильтрация, которая разрешает пересылку пакетов безопасности IP, чтобы IP-пакеты правильно достигали адресата.