Modul 4 Virtuelle Private Netze (VPNs)

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1 Modul 4 Virtuelle Private Netze (VPNs) M. Leischner Sicherheit in Netzen Folie 1

2 Virtuelle Private Netze - Begriffsdefinition Formale Definition "A VPN is a communications environment in which access is controlled to permit peer connections only within a defined community of interest, and is constructed though some form of partitioning of a common underlying communications medium, where this underlying communications medium provides services to the network on a non-exclusive basis." (Geoff Huston, Paul Ferguson: "What is a VPN?" White paper, March Kurzdefinition "Ein VPN ist ein Netzwerk, das andere öffentliche Netzwerk benutzt, um private Daten zu transportieren." (Manfred Lipp: VPN, Addison-Wesley, 2006) M. Leischner Sicherheit in Netzen Folie 2

3 Virtuelle Private Netze Begriffsdefinition Fortsetz. VPNC Definition "A virtual private network (VPN) is a private data network that makes use of the public telecommunication infrastructure, maintaining privacy through the use of a tunneling protocol and security procedures. A virtual private network can be contrasted with a system of owned or leased lines that can only be used by one company. The main purpose of a VPN is to give the company the same capabilities as private leased lines at much lower cost by using the shared public infrastructure. Phone companies have provided private shared resources for voice messages for over a decade. A virtual private network makes it possible to have the same protected sharing of public resources for data. Companies today are looking at using a private virtual network for both extranets and wide-area intranets. (VPN Consortium: VPN Technologies: Definitions and Requirements, March M. Leischner Sicherheit in Netzen Folie 3

4 Anmerkungen zur Begriff VPN Grundidee von VPN: Nutze die öffentlichen (Telefon)Netze, um private Firmendaten zu transportieren (X.25, ISDN) QoS ist ein besonderer Problempunkt im VPN. VPN wird oft automatisch mit Sicherheit assoziiert, umgekehrt wird durch Sicherheitsmaßnahmen nicht automatisch ein VPN geschaffen. lpv6 entwickelt sich zum globalen und lokalen Netzuniversaldienst (--> ideale Basis für den Aufbau privater Netzstrukturen) Verfügbarkeit des Internets Bandbreite und Verzögerung Quality of Service Heute ist der Begriff VPN daher oft auf Internet -VPN verkürzt. M. Leischner Sicherheit in Netzen Folie 4

5 Warum VPNs? Erwartete Benefits: einfacheres Management des Netzes einfache geographische Erweiterung des Netzes einfache Anbindung von Telearbeitsplätzen vereinfachte Netztopologie breitbandige Netzkapazität erhöhte Sicherheit (aber bei VolP muss unbemerktes Abhören durch Ermittlungsbehörden möglich bleiben) geringere Kosten Hauptmerkmale und Aspekte einer guten Lösung: Sicherheit / Zuverlässigkeit / Skalierbarkeit / Netzmanagement / Dienstgüte / Einrichtungs- und Wartungskosten M. Leischner Sicherheit in Netzen Folie 5

6 Anforderung an Lösungen Sicherheitsmechanismen Verfügbarkeit oft sind mehrere ISPs verantwortlich Kooperieren die verantwortlichen ISPs gebunden durch SLAs Dienstgüte konvergierendes Netz verlangt hohe Dienstgüte VPN baut oft auf heterogene (im Detail unbekannte) Trägerdienste auf Integration, Skalierbarkeit, Flexibilität und Migration Management Konfiguration (z.b. -Adressmanagement) Monitoring Accounting Sicherheit (Sicherheitsstrategie, Authentifizierung, PKI) M. Leischner Sicherheit in Netzen Folie 6

7 Typen von VPNs Server Server End-to-End VPN Branch Office VPN (Site-to-Site VPN) Server öffentliches Netz Public Carrier Firmen-Netz Remote Access VPN Tunnel M. Leischner Sicherheit in Netzen Folie 7

8 Realisierung von VPNs mittels Tunneling Tunneling (klassische Definition): Realisierung eine Schicht-N-Kommunikationsbeziehung über einen Schicht-M-Träger (Netz- oder Kommunikationsbeziehung), wobei N <= M Heute flexiblere Verwendung Beispiel: Link-Layer-VPN Drei Typen von Protokollen im Zusammenhang mit Tunneling: Träger-Protokoll (carrier protocol): das Protokoll, das die Informationen transportiert (z.b. +UDP über ISDN). Tunnel-Protokoll (encapsulating protocol): das Protokoll, das die Originaldaten kapselt (d.h. dieses Protokoll realisiert über dem Träger den Tunnel) Passagier-Protokoll (passenger protocol): das Protokoll, das für die Originaldaten steht, die im Tunnel zu transportieren sind. M. Leischner Sicherheit in Netzen Folie 8

9 Verschiedene Tunnel-Konfigurationen Host Host das liefert SEC Tunneling = virtuelle Leitungen in einem verbindungslosen Netz. Flexible Kombination von Tunneling mit Verschlüsselung und Authentisierung. M. Leischner Sicherheit in Netzen Folie 9

10 Tunneling-Modelle (nach Manfred Lipp) Einteilung nach Verantwortungsbereichen, in den der Tunnel beginnt und endet. Intra-Provider-Tunneling-Modell Tunnel beginnt und endet bei Service-Provider Tunnel ist für den Kunden nicht sichtbar Provider-Enterprise-Modell Tunnel beginnt bei PoP des Providers und endet im des Kunden. Firmenkunde muss betreiben, Standard-Client-Software Ende-zu-Ende-Modell Tunnel beginnt bei Client und endet bei Kunden- Serviceprovider muss bei Tunneling nicht mitwirken Verschachteltes Tunneling :01:27 M. Leischner Sicherheit in Netzen Folie 10

11 Layer-n Tunneling Einteilung nach OSI-Schicht des Tunneling-Protokolls. Definition Man spricht von Layer n-tunneling, wenn das Tunneling-Protokoll auf OSI- Schicht n anzusiedeln ist. Beispiele: Layer-2-Tunnelingprotokolle: PPP (RFC 1661), L2F (RFC 2341), PPTP (RFC 2637), L2TP (RFC 2661), L2Sec (RFC 2716) Layer-"2,5" : MPLS (Multiprotokoll Layer Switching) Layer-3-Tunnelingprotokolle: sec Layer-4-Tunnelingprotokolle: SSL, TLS (z.b. OpenVPN, Hamachi) :28:55 M. Leischner Sicherheit in Netzen Folie 11

12 Beispielszenario - Tunneling ISDN PC L2TP-Access Concentrator (LAC) L2TP-Network Server (LNS) Host L2TP-Tunnel PPP-Verbindung PPP-Verbindung :46:21 M. Leischner Sicherheit in Netzen Folie 12

13 Beispielszenario - Protokollschichtung Ethernet PPP H3 Daten L3 PC LAN L1 L2 UDP L2TP PPP H3 Daten L3 Ethernet H3 Daten L3 ISDN PC ISDN PPP H3 Daten L3 L2TP-Access Concentrator (LAC) L2TP-Network Server (LNS) Host :15:29 M. Leischner Sicherheit in Netzen Folie 13

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