Файл: Теоретическая часть. 1 Уровни реализации, структура, классификация vpn.rtf

Содержание
Введение

Глава 1. Теоретическая часть

.1 Уровни реализации, структура, классификация VPN

.2 Построение безопасных сетей на основе VPN

.3 Шифрование

.4 Фильтрация

Глава 2. Практическая часть

.1 Практическая реализация

.2 Проверка

Заключение

Список литературы

Введение

Традиционно основной сферой применения средств криптографической защиты информации были и остаются сети и системы защищенной связи. Современные информационно-телекоммуникационные системы нередко объединяют весьма значительное число абонентов, измеряемое десятками и сотнями тысяч, каждый из которых обладает некоторым количеством криптографических ключей. Нередко количество участников системы заранее не определено: одни из них могут добавляться в систему в процессе ее работы, другие - по разным причинам выбывать из нее. В таких системах вероятность утраты или компрометации ключей, по крайней мере, у части участников становится весьма высокой. Полный и объективный централизованный контроль за всеми пространственно распределенными абонентами сети связи и их ключами становится невозможен. В связи с этим выдвигается задача такого структурирования криптосистемы и такой организации работы с ключами, которая рационально сочетает надежность, криптографическую стойкость, управляемость и практичность системы для абонентов.

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 или 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).

Глава 1. Теоретическая часть

.1 Уровни реализации, структура, классификация VPN

Уровни реализации. 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.

Структура VPN. 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: (см. рисунок 1).

По степени защищённости используемой среды:

защищенные - наиболее распространённый вариант виртуальных частных сетей. С его помощью возможно создать надежную и защищённую сеть на основе ненадёжной сети, как правило, Интернета. Примером защищённых VPN являются: IPSec, OpenVPN и PPTP.

доверительные - используются 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 будет сказать, что эти протоколы перекладывают задачу обеспечения безопасности на другие, например L2TP, как правило, используется в паре с IPSec).

По способу реализации. В виде специального программно-аппаратного обеспечения. 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 решения. Используют персональный компьютер со специальным программным обеспечением, обеспечивающим функциональность VPN.

Интегрированное решение. Функциональность VPN обеспечивает комплекс, решающий также задачи фильтрации сетевого трафика, организации сетевого экрана и обеспечения качества обслуживания.

По назначению. Remote Access VPN используют 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 c компьютера общественного пользования.VPN. Используют 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.VPN. Используется для предоставления доступа к интернету провайдерами, обычно если по одному физическому каналу подключаются несколько пользователей. Протокол PPPoE стал стандартом в ADSL-подключениях./L2TP без шифрования были широко распространены в середине-конце 2000-х годов в домовых сетях: в те времена внутрисетевой трафик не оплачивался, а внешний стоил дорого. Это давало возможность контролировать расходы: когда VPN-соединение выключено, пользователь ничего не платит. В настоящее время (2015) средняя цена на проводной доступ к Интернету существенно снизилась, а трафик, как правило, является безлимитным. В итоге решения на базе туннельных протоколов становятся избыточными для данной отрасли, зачастую даже обременительными для клиентских устройств маршрутизации SOHO-класса, которые в последнее время получили широкое распространение./Server VPN. Он 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.

Рисунок 1- Классификация VPN
По типу протокола. 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. По уровню сетевого протокола на основе сопоставления с уровнями эталонной сетевой модели ISO/OSI.

По доступу. VPN могут быть как платными, так и бесплатными, со свободным доступом для всех пользователей интернета. Бесплатные VPN критикуют за низкий уровень защищенности данных, подозревают в сборе информации о пользователях и продаже данных злоумышленникам.

.2 Построение безопасных сетей на основе VPN

Предыстория. История зарождения VPN уходит своими корнями далеко в 60-е годы прошлого столетия, когда специалисты инженерно-технического отдела нью-йоркской телефонной компании разработали систему автоматического установления соединений абонентов АТС - Centrex (Central Exchange). Другими словами это не что иное, как виртуальная частная телефонная сеть, т.к. арендовались уже созданные каналы связи, т.е. создавались виртуальные каналы передачи голосовой информации. В настоящее время данная услуга заменяется более продвинутым ее аналогом - IP-Centrex. Соблюдение конфиденциальности было важным аспектом при передаче информации уже достаточно длительное время, приблизительно в 1900 году до н.э. первые попытки криптографии проявляли египтяне, искажая символы сообщений. А в XV веке уже нашей эры математиком Леоном Батистом Альберти была создана первая криптографическая модель. В наше время именно виртуальная частная сеть может обеспечить достаточную надежность передаваемой информации вместе с великолепной гибкостью и расширяемостью системы.versus PN. Организовывая безопасные каналы передачи информации в учреждениях несправедливо не рассмотреть вариант организации полноценной частной сети. Ниже изображен вариант организации частной сети небольшой компанией с 2 филиалами (см. рисунок 2).

Рисунок 2 - Частная сеть компании
Доступ во внешнюю сеть может осуществляться как через центральный офис, так и децентрализовано. Данная организация сети обладает следующими неоспоримыми преимуществами:

· высокая скорость передачи информации, фактически скорость при таком соединении будет равна скорости локальной сети предприятия;

· безопасность, передаваемые данные не попадают в сеть общего пользования;

· за пользование организованной сетью ни кому не надо платить, действительно капитальные вложения будут только на стадии изготовления сети.

На 3 рисунке представлен аналогичный вариант организации сети учреждения с филиалами, но только с использованием виртуальных частных сетей.

Рисунок 3- Организация сети с использованием VPN
В данном случае преимущества, приведенные для частных сетей, оборачиваются недостатками для виртуальных частных сетей, но так ли значительны эти недостатки:

· скорость передачи данных. Провайдеры могут обеспечить достаточно высокоскоростной доступ в Интернет, однако с локальной, проверенной временем 100 Мбит сетью он все равно не сравнится. Но так ли важно каждый день перекачивать сотни мегабайт информации через организованную сеть? Для доступа к локальному сайту предприятия, пересылки электронного письма с документом вполне достаточно скорости, которой могут обеспечить Интернет-провайдеры;

· безопасность передаваемых данных. При организации VPN передаваемая информация попадает во внешнюю сеть, поэтому об организации безопасности придется позаботиться заранее. Но уже сегодня существуют достаточно стойкие к атакам алгоритмы шифрования информации, которые позволяют владельцам передаваемых данных не беспокоиться за безопасность. Подробнее о способах обеспечения безопасности и алгоритмах шифрования чуть ниже;

· за организованную сеть никому не надо платить. Достаточно спорное преимущество, поскольку в противовес дешевизне пользования сетью стоят большие капитальные затраты на ее создание, которые могут оказаться неподъемными для небольшого учреждения. В то же время плата за использование Интернет в наши дни сама по себе достаточно демократичная, а гибкие тарифы позволяю выбрать каждому оптимальный пакет.

Теперь разберемся с наиболее очевидными преимуществами VPN:

·