IPSec VPN

Was ist IPsec?

IPsec ist eine Suite von Protokollen, die Authentifizierung und Verschlüsselung auf der Netzwerkschicht (Layer 3) bereitstellt. Es schützt Daten durch Mechanismen wie Datenintegrität, Vertraulichkeit und Authentifizierung.

Architektur und Komponenten

Protokolle: IPsec besteht aus zwei Hauptprotokollen:

• Authentication Header (AH): Bietet Authentifizierung und Integrität, aber keine Verschlüsselung.
• Encapsulating Security Payload (ESP): Bietet Authentifizierung, Integrität und Verschlüsselung.

Schlüsselaustausch: IPsec verwendet das Internet Key Exchange (IKE)-Protokoll zur Aushandlung von Sicherheitsschlüsseln und zum Aufbau von Sicherheitsassoziationen (SAs).

Sicherheitsassoziationen (SAs): Eine SA ist eine einseitige Verbindung, die Sicherheitseigenschaften wie Verschlüsselung und Authentifizierung definiert.

Arbeitsweise

1. Schlüsselaustausch und SA-Verhandlung: IPsec verwendet das IKE-Protokoll, um die Parameter der Sicherheitsassoziationen auszuhandeln. Dies umfasst die Authentifizierung der Kommunikationspartner und den Austausch von Schlüsseln für die Verschlüsselung und Integritätssicherung.

2. Authentifizierung und Integrität (AH): Der Authentication Header (AH) stellt sicher, dass die Daten authentisch sind und nicht verändert wurden. Er fügt den Datenpaketen eine Signatur hinzu, die vom Empfänger überprüft wird.

3. Verschlüsselung und Integrität (ESP): Encapsulating Security Payload (ESP) bietet sowohl Verschlüsselung als auch Integrität. Die Daten werden verschlüsselt und mit einem Authentifizierungscode versehen, der ihre Integrität sicherstellt.

Vorteile von IPsec

Hohe Sicherheit: IPsec bietet starke Verschlüsselung und Authentifizierung, was die Integrität und Vertraulichkeit der Daten gewährleistet.

Flexibilität: IPsec kann sowohl für Site-to-Site als auch für Remote Access VPNs verwendet werden.

Interoperabilität: IPsec unterstützt eine Vielzahl von Netzwerkgeräten und Betriebssystemen, wodurch es leicht in bestehende Netzwerke integriert werden kann.

Transparenz: Da IPsec auf der Netzwerkschicht arbeitet, müssen Anwendungen und Benutzer keine Änderungen vornehmen.

Anwendungsfälle

Beispiel-Szenario: TechCorp nutzt IPsec, um die Datenübertragung zwischen den Büros in Berlin und München zu sichern. Auch Remote-Mitarbeiter verwenden IPsec, um sicher auf das Firmennetzwerk zuzugreifen.

Diagramm: IPsec