Aufbau eines virtuellen privaten Netzes mit Peer-to-Peer-Technologie

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1 Aufbau eines virtuellen privaten Netzes mit Peer-to-Peer-Technologie Wolfgang Ginolas Fachhochschule Wedel 21. September 2009 Wolfgang Ginolas (Fachhochschule Wedel) 21. September / 14

2 Einleitung Virtuelles Privates Netzwerk A Netz B Netz C Netz Wolfgang Ginolas (Fachhochschule Wedel) 21. September / 14

3 Einleitung Virtuelles Privates Netzwerk A VPN B VPN C VPN Internet Wolfgang Ginolas (Fachhochschule Wedel) 21. September / 14

4 VPN - Firma Einleitung Externer Standort Firma Internet Außendienst- Mitarbeiter Wolfgang Ginolas (Fachhochschule Wedel) 21. September / 14

5 VPN - Firma Einleitung Externer Standort Firma Internet Außendienst- Mitarbeiter Server Administrator Wolfgang Ginolas (Fachhochschule Wedel) 21. September / 14

6 VPN - Privatpersonen Einleitung A D B C Wolfgang Ginolas (Fachhochschule Wedel) 21. September / 14

7 VPN - Privatpersonen Einleitung A D B C Kein Server Kein Administrator Wolfgang Ginolas (Fachhochschule Wedel) 21. September / 14

8 Ziele dieser Arbeit Einleitung Benutzerfreundlichkeit Sicherheit Wolfgang Ginolas (Fachhochschule Wedel) 21. September / 14

9 Ziele dieser Arbeit Einleitung Benutzerfreundlichkeit Konfiguration einfach und verständlich Server aufsetzen ist nicht nötig Grafische Oberfläche Sicherheit Wolfgang Ginolas (Fachhochschule Wedel) 21. September / 14

10 Ziele dieser Arbeit Einleitung Benutzerfreundlichkeit Konfiguration einfach und verständlich Server aufsetzen ist nicht nötig Grafische Oberfläche Sicherheit Zugang nur für autorisierte Personen Vertrauen darf nicht erzwungen werden In Implementierung In fremden Server Wolfgang Ginolas (Fachhochschule Wedel) 21. September / 14

11 Ziele dieser Arbeit Einleitung Benutzerfreundlichkeit Konfiguration einfach und verständlich Server aufsetzen ist nicht nötig Grafische Oberfläche Sicherheit Zugang nur für autorisierte Personen Vertrauen darf nicht erzwungen werden In Implementierung In fremden Server Also: Wolfgang Ginolas (Fachhochschule Wedel) 21. September / 14

12 Ziele dieser Arbeit Einleitung Benutzerfreundlichkeit Konfiguration einfach und verständlich Server aufsetzen ist nicht nötig Grafische Oberfläche Sicherheit Zugang nur für autorisierte Personen Vertrauen darf nicht erzwungen werden In Implementierung In fremden Server Also: Quelloffen Wolfgang Ginolas (Fachhochschule Wedel) 21. September / 14

13 Ziele dieser Arbeit Einleitung Benutzerfreundlichkeit Konfiguration einfach und verständlich Server aufsetzen ist nicht nötig Grafische Oberfläche Sicherheit Zugang nur für autorisierte Personen Vertrauen darf nicht erzwungen werden In Implementierung In fremden Server Also: Quelloffen (Möglichst) Dezentral Wolfgang Ginolas (Fachhochschule Wedel) 21. September / 14

14 Probleme Probleme durch dezentrale Topologie Wolfgang Ginolas (Fachhochschule Wedel) 21. September / 14

15 Probleme Probleme durch dezentrale Topologie Knoten finden?? Wolfgang Ginolas (Fachhochschule Wedel) 21. September / 14

16 Probleme Probleme durch dezentrale Topologie Knoten finden Bootstrap-Server?? Wolfgang Ginolas (Fachhochschule Wedel) 21. September / 14

17 Probleme Probleme durch dezentrale Topologie Knoten finden Bootstrap-Server NAT umgehen Wolfgang Ginolas (Fachhochschule Wedel) 21. September / 14

18 Probleme Probleme durch dezentrale Topologie Knoten finden Bootstrap-Server NAT umgehen Routen Wolfgang Ginolas (Fachhochschule Wedel) 21. September / 14

19 Probleme Probleme durch dezentrale Topologie Knoten finden Bootstrap-Server NAT umgehen Routen Zugangsberechtigung prüfen Wolfgang Ginolas (Fachhochschule Wedel) 21. September / 14

20 Schichten Entwurf Schichten Knoten A Knoten B Knoten C Wolfgang Ginolas (Fachhochschule Wedel) 21. September / 14

21 Schichten Entwurf Schichten Knoten A Knoten B Knoten C Physikalisches Netz Wolfgang Ginolas (Fachhochschule Wedel) 21. September / 14

22 Schichten Entwurf Schichten Knoten A Knoten B Knoten C VPN Software VPN Software VPN Software Physikalisches Netz Wolfgang Ginolas (Fachhochschule Wedel) 21. September / 14

23 Schichten Entwurf Schichten Knoten A Knoten B Knoten C Virtuelles Netz VPN Software VPN Software VPN Software Physikalisches Netz Wolfgang Ginolas (Fachhochschule Wedel) 21. September / 14

24 Schichten Entwurf Schichten Knoten A Knoten B Knoten C Virtuelles Netz Routing Routing Routing Autorisierung Autorisierung Autorisierung Verschlüsselung Verschlüsselung Verschlüsselung Physikalisches Netz Wolfgang Ginolas (Fachhochschule Wedel) 21. September / 14

25 Schichten Entwurf Schichten Knoten A Knoten B Knoten C Virtuelles Netz Routing Routing Routing Autorisierung Autorisierung Autorisierung Verschlüsselung Verschlüsselung Verschlüsselung Physikalisches Netz Wolfgang Ginolas (Fachhochschule Wedel) 21. September / 14

26 Entwurf Entwurf Schichten Dezentrale Datenbank Routing Autorisierung Verbindungen Aufbauen Verschlüsselung Wolfgang Ginolas (Fachhochschule Wedel) 21. September / 14

27 Dezentrale Datenbank Entwurf Dezentrale Datenbank Wolfgang Ginolas (Fachhochschule Wedel) 21. September / 14

28 Dezentrale Datenbank Entwurf Dezentrale Datenbank Dezentrale Datenbank Jeder Knoten kann Daten über sich veröffentlichen Diese Daten werden verteilt und synchronisiert Jeder Knoten hat eine aktuelle Kopie aller Daten Wolfgang Ginolas (Fachhochschule Wedel) 21. September / 14

29 Dezentrale Datenbank Entwurf Dezentrale Datenbank Dezentrale Datenbank Jeder Knoten kann Daten über sich veröffentlichen Diese Daten werden verteilt und synchronisiert Jeder Knoten hat eine aktuelle Kopie aller Daten Jeder Knoten veröffentlicht: Routinginformationen Seine virtuelle MAC-Adresse Liste der Nachbarn Sonstiges Seine virtuelle IP-Adresse Seine physikalischen IP-Adressen... Wolfgang Ginolas (Fachhochschule Wedel) 21. September / 14

30 Routing Entwurf Routing Wolfgang Ginolas (Fachhochschule Wedel) 21. September / 14

31 Routing Entwurf Routing Voraussetzungen Jeder Knoten kennt den kompletten Verbindungsgraphen Es wird versucht, alle möglichen Verbindungen aufzubauen Die Distanz zweier Knoten im Verbindungsgraphen ist meist 2 Wolfgang Ginolas (Fachhochschule Wedel) 21. September / 14

32 Routing Entwurf Routing Voraussetzungen Jeder Knoten kennt den kompletten Verbindungsgraphen Es wird versucht, alle möglichen Verbindungen aufzubauen Die Distanz zweier Knoten im Verbindungsgraphen ist meist 2 Algorithmus 1 Sende das Paket zu dem Nachbarn, der dem Ziel am nächsten ist 2 Falls mehrere Möglichkeiten existieren: Wähle den Nachbarn, der zu mir die geringste Latenz hat Wolfgang Ginolas (Fachhochschule Wedel) 21. September / 14

33 Sicherheit Entwurf Sicherheit Wolfgang Ginolas (Fachhochschule Wedel) 21. September / 14

34 Sicherheit Entwurf Sicherheit Ziel: Zugriff nur für autorisierte Personen Wolfgang Ginolas (Fachhochschule Wedel) 21. September / 14

35 Sicherheit Entwurf Sicherheit Ziel: Zugriff nur für autorisierte Personen Verschlüsselungsschicht Abhören verhindern Autorisierungsschicht Zugang kontrollieren Wolfgang Ginolas (Fachhochschule Wedel) 21. September / 14

36 Autorisierung Entwurf Sicherheit Wolfgang Ginolas (Fachhochschule Wedel) 21. September / 14

37 Autorisierung Entwurf Sicherheit Problem Entscheidung, wer teilnehmen darf: Zentral Überprüfung/Autorisierung: Dezentral Wolfgang Ginolas (Fachhochschule Wedel) 21. September / 14

38 Autorisierung Entwurf Sicherheit Problem Entscheidung, wer teilnehmen darf: Zentral Überprüfung/Autorisierung: Dezentral Lösung Es werden Zugangsberechtigungen verteilt Knoten können sich mit diesen gegenseitig autorisieren Wolfgang Ginolas (Fachhochschule Wedel) 21. September / 14

39 Entwurf Sicherheit Autorisierung Problem Entscheidung, wer teilnehmen darf: Zentral Überprüfung/Autorisierung: Dezentral Lösung Es werden Zugangsberechtigungen verteilt Knoten können sich mit diesen gegenseitig autorisieren Schlüssel Ein Schlüsselpaar pro Netzwerk Zum Signieren der Zugangsberechtigungen Ein Schlüsselpaar pro Zugangsberechtigung Zum Autorisieren Wolfgang Ginolas (Fachhochschule Wedel) 21. September / 14

40 Entwurf Sicherheit Autorisierung Problem Entscheidung, wer teilnehmen darf: Zentral Überprüfung/Autorisierung: Dezentral Lösung Es werden Zugangsberechtigungen verteilt Knoten können sich mit diesen gegenseitig autorisieren Schlüssel Ein Schlüsselpaar pro Netzwerk Zum Signieren der Zugangsberechtigungen Ein Schlüsselpaar pro Zugangsberechtigung Zum Autorisieren Zusätzlich Jeder Knoten hat eine Kennung, die er nicht ändern kann Zugangsberechtigungen können ein Verfallsdatum haben Der Netzwerkschlüssel kann weitergegeben werden Wolfgang Ginolas (Fachhochschule Wedel) 21. September / 14

41 Implementierung Implementierung P2PVPN Programmiersprache Java C für die Schnittstelle zum virtuellen Netz Plattformen Linux 32Bit Windows 32Bit Wolfgang Ginolas (Fachhochschule Wedel) 21. September / 14

42 Erreichte Ziele Ergebnis Benutzerfreundlichkeit Sicherheit Wolfgang Ginolas (Fachhochschule Wedel) 21. September / 14

43 Erreichte Ziele Ergebnis Benutzerfreundlichkeit Konfiguration weitgehend automatisch Autorisierung verständlich Knoten finden durch BitTorrent-Tracker Grafische Oberfläche Sicherheit Wolfgang Ginolas (Fachhochschule Wedel) 21. September / 14

44 Erreichte Ziele Ergebnis Benutzerfreundlichkeit Konfiguration weitgehend automatisch Autorisierung verständlich Knoten finden durch BitTorrent-Tracker Grafische Oberfläche Sicherheit Implementierung und Protokoll sind offen Zugriff von außen nicht möglich Knoten finden durch eigenen Server Wolfgang Ginolas (Fachhochschule Wedel) 21. September / 14

45 Erreichte Ziele Ergebnis Benutzerfreundlichkeit Konfiguration weitgehend automatisch Autorisierung verständlich Knoten finden durch BitTorrent-Tracker Grafische Oberfläche Sicherheit Implementierung und Protokoll sind offen Zugriff von außen nicht möglich Knoten finden durch eigenen Server Rückmeldungen Konstruktive Kritik Mehr als 4000 Downloads Wolfgang Ginolas (Fachhochschule Wedel) 21. September / 14

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