Тема 6. Технология виртуальных частных сетей (VPN)
Введение
Цели изучения темы
· ознакомиться с технологией виртуальных частных сетей и механизмом ее реализации.
Требования к знаниям и умениям
Студент должен знать:
· составляющие технологии виртуальных частных сетей.
Студент должен уметь:
· определять политику безопасности виртуальной частной сети.
Ключевой термин
Ключевой термин: виртуальная частная сеть.
Виртуальная частная сеть – технология безопасного подключения к корпоративной сети через Интернет.
Второстепенные термины
· VPN-агент;
· виртуальный "туннель".
Структурная схема терминов
Сущность и содержание технологии виртуальных частных сетей
Технология виртуальных частных сетей (VPN - Virtual Private Network) является одним из эффективных механизмов обеспечения информационной безопасности при передаче данных в распределенных вычислительных сетях.
Виртуальные частные сети являются комбинацией нескольких самостоятельных сервисов (механизмов) безопасности:
· шифрования (с использование инфраструктуры криптосистем) на выделенных шлюзах (шлюз обеспечивает обмен данными между вычислительными сетями, функционирующими по разным протоколам);
· экранирования (с использованием межсетевых экранов);
· туннелирования.
Сущность технологии VPN заключается в следующем (рис. 4.6.1):
1. На все компьютеры, имеющие выход в Интернет (вместо Интернета может быть и любая другая сеть общего пользования), устанавливается VPN-агенты, которые обрабатывают IP-пакеты, передаваемые по вычислительным сетям.
2. Перед отправкой IP-пакета VPN-агент выполняет следующие операции:
· анализируется IP-адрес получателя пакета, в зависимости от этого адреса выбирается алгоритм защиты данного пакета (VPN-агенты могут, поддерживать одновременно несколько алгоритмов шифрования и контроля целостности). Пакет может и вовсе быть отброшен, если в настройках VPN-агента такой получатель не значится;
· вычисляется и добавляется в пакет его имитоприставка, обеспечивающая контроль целостности передаваемых данных;
· пакет шифруется (целиком, включая заголовок IP-пакета, содержащий служебную информацию);
· формируется новый заголовок пакета, где вместо адреса получателя указывается адрес его VPN-агента (эта процедура называется инкапсуляцией пакета).
В результате этого обмен данными между двумя локальными сетями снаружи представляется как обмен между двумя компьютерами, на которых установлены VPN-агенты. Всякая полезная для внешней атаки информация, например, внутренние IP-адреса сети, в этом случае недоступна.
Рисунок 4.6.1.
3. При получении IP-пакета выполняются обратные действия:
· из заголовка пакета извлекается информация о VPN-агенте отправителя пакета, если такой отправитель не входит в число разрешенных, то пакет отбрасывается (то же самое происходит при приеме пакета с намеренно или случайно поврежденным заголовком);
· согласно настройкам выбираются криптографические алгоритмы и ключи, после чего пакет расшифровывается и проверяется его целостность (пакеты с нарушенной целостностью также отбрасываются);
· после всех обратных преобразований пакет в его исходном виде отправляется настоящему адресату по локальной сети.
Все перечисленные операции выполняются автоматически, работа VPN-агентов является незаметной для пользователей. Сложной является только настройка VPN-агентов, которая может быть выполнена только очень опытным пользователем. VPN-агент может находиться непосредственно на защищаемом компьютере (что особенно полезно для мобильных пользователей). В этом случае он защищает обмен данными только одного компьютера, на котором он установлен.
6.3. Понятие "туннеля" при передаче данных в сетях
Для передачи данных VPN-агенты создают виртуальные каналы между защищаемыми локальными сетями или компьютерами (такой канал называется "туннелем", а технология его создания называется "туннелированием"). Вся информация передается по туннелю в зашифрованном виде.
Рисунок 4.6.2.
Одной из обязательных функций VPN-агентов является фильтрация пакетов. Фильтрация пакетов реализуется в соответствии с настройками VPN-агента, совокупность которых образует политику безопасности виртуальной частной сети. Для повышения защищенности виртуальных частных сетей на концах туннелей целесообразно располагать межсетевые экраны.
Выводы по теме
1. Виртуальные частные сети являются комбинацией нескольких самостоятельных сервисов (механизмов) безопасности:
· шифрования (с использование инфраструктуры криптосистем);
· экранирования (с использованием межсетевых экранов);
· туннелирования.
2. При реализации технологии виртуальных частных сетей на все компьютеры, имеющие выход в Интернет (вместо Интернета может быть и любая другая сеть общего пользования), устанавливаются VPN-агенты, которые обрабатывают IP-пакеты, передаваемые по вычислительным сетям.
3. В виртуальной частной сети обмен данными между двумя локальными сетями снаружи представляется как обмен между двумя компьютерами, на которых установлены VPN-агенты. Всякая полезная для внешней атаки информация, например, внутренние IP-адреса сети, в этом случае недоступна.
4. Для передачи данных VPN-агенты создают виртуальные каналы между защищаемыми локальными сетями или компьютерами (такой канал называется "туннелем", а технология его создания называется "туннелированием").
5. Одной из обязательных функций VPN-агентов является фильтрация пакетов.
6. Фильтрация пакетов реализуется в соответствии с настройками VPN-агента, совокупность которых образует политику безопасности виртуальной частной сети.
7. Для повышения защищенности виртуальных частных сетей на концах туннелей целесообразно располагать межсетевые экраны.
Ссылки на дополнительные материалы (печатные и электронные ресурсы)
Основные:
1. Грязнов Е., Панасенко С. Безопасность локальных сетей – Электрон. журнал "Мир и безопасность" №2, 2003. – Режим доступа к журн.: www.daily.sec.ru.
2. Галатенко В. А. Основы информационной безопасности. – М: Интернет-Университет Информационных Технологий – ИНТУИТ. РУ, 2003.
3. Щербаков А. Ю. Введение в теорию и практику компьютерной безопасности. – М.: Издательство Молгачева С. В., 2001.
4. В. Г. Олифер, Н. А. Олифер. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. – СПб: Питер, 2000.
5. Карпов Е. А., Котенко И. В., Котухов М. М., Марков А. С., Парр Г. А., Рунеев А. Ю. Законодательно-правовое и организационно-техническое обеспечение информационной безопасности автоматизированных систем и информационно-вычислительных сетей / Под редакцией И. В. Котенко. – СПб.: ВУС, 2000.
6. Спортак Марк, Паппас Френк. Компьютерные сети и сетевые технологии. – М.: ТИД "ДС", 2002.
7. www.jetinfo.ru.
