Información general sobre IPsec

Junos VPN Site Secure es un conjunto de funciones IPsec compatibles con tarjetas de línea multiservicios (MS-DPC, MS-MPC y MS-MIC) y a las que se hacía referencia como servicios IPsec en versiones anteriores a la 13.2 de Junos. En Junos OS versión 13.2 y posteriores, el término características IPsec se utiliza exclusivamente para referirse a la implementación de IPsec en las PIC de Adaptive Services y Encryption Services. En este tema se proporciona información general sobre Junos VPN Site Secure y se incluyen las siguientes secciones:

• Ipsec
• Asociaciones de seguridad
• IKE
• No compatible con NAT-T
• Comparación de IPsec en PIC de ES y sitio seguro de Junos VPN en tarjetas LIne multiservicios

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proposal {...}

[edit services ipsec-vpn ipsec]
proposal {...}

[edit security ipsec]
policy {...}

[edit services ipsec-vpn ipsec]
policy {...}

[edit security ipsec]
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[edit services ipsec-vpn rule rule-name]
term term-name match-conditions {...}
then dynamic {...}]

[edit security ipsec]
security-association sa-manual {...}

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then manual {...}]

[edit security ike]
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[edit services ipsec-vpn ike]
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[edit services ipsec-vpn]
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tunnel source address

[edit services ipsec-vpn service-set set-name ipsec-vpn local-gateway address]

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tunnel destination address

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remote-gateway address

La autenticación es el proceso de verificar la identidad del remitente. Los algoritmos de autenticación utilizan una clave compartida para comprobar la autenticidad de los dispositivos IPsec. Junos OS utiliza los siguientes algoritmos de autenticación:

• Message Digest 5 (MD5) utiliza una función hash unidireccional para convertir un mensaje de longitud arbitraria en un resumen de mensaje de longitud fija de 128 bits. Debido al proceso de conversión, es matemáticamente inviable calcular el mensaje original calculándolo hacia atrás a partir del resumen del mensaje resultante. Del mismo modo, un cambio a un solo carácter en el mensaje hará que genere un número de resumen del mensaje muy diferente.

  Para comprobar que el mensaje no ha sido manipulado, Junos OS compara el resumen del mensaje calculado con un resumen del mensaje que se descifra con una clave compartida. Junos OS utiliza la variante de código de autenticación de mensajes hash (HMAC) MD5 que proporciona un nivel adicional de hash. MD5 se puede usar con encabezado de autenticación (AH), carga de seguridad encapsuladora (ESP) e intercambio de claves por Internet (IKE).

• El algoritmo de hash seguro 1 (SHA-1) utiliza un algoritmo más sólido que MD5. SHA-1 toma un mensaje de menos de 264 bits de longitud y produce un resumen de mensaje de 160 bits. El resumen de mensaje grande garantiza que los datos no se hayan modificado y que se originen en la fuente correcta. Junos OS utiliza la variante HMAC SHA-1 que proporciona un nivel adicional de hash. SHA-1 se puede usar con AH, ESP e IKE.

• SHA-256, SHA-384 y SHA-512 (a veces agrupados bajo el nombre SHA-2) son variantes de SHA-1 y usan resúmenes de mensajes más largos. Junos OS es compatible con la versión SHA-256 de SHA-2, que puede procesar todas las versiones del cifrado Estándar de cifrado avanzado (AES), Estándar de cifrado de datos (DES) y Triple DES (3DES).

El cifrado codifica los datos en un formato seguro para que no puedan ser descifrados por usuarios no autorizados. Al igual que los algoritmos de autenticación, una clave compartida se usa con algoritmos de cifrado para comprobar la autenticidad de los dispositivos IPsec. Junos OS utiliza los siguientes algoritmos de cifrado:

• El encadenamiento de bloques de cifrado estándar de cifrado de datos (DES-CBC) es un algoritmo simétrico de bloques de clave secreta. DES utiliza un tamaño de clave de 64 bits, donde se utilizan 8 bits para la detección de errores y los 56 bits restantes proporcionan cifrado. DES realiza una serie de operaciones lógicas simples en la clave compartida, incluidas permutaciones y sustituciones. CBC toma el primer bloque de 64 bits de salida de DES, combina este bloque con el segundo bloque, lo devuelve al algoritmo DES y repite este proceso para todos los bloques posteriores.

• Triple DES-CBC (3DES-CBC) es un algoritmo de cifrado que es similar a DES-CBC, pero proporciona un resultado de cifrado mucho más fuerte porque utiliza tres claves para el cifrado de 168 bits (3 x 56 bits). 3DES funciona utilizando la primera clave para cifrar los bloques, la segunda clave para descifrar los bloques y la tercera clave para volver a cifrar los bloques.

• Advanced Encryption Standard (AES) es un método de cifrado de próxima generación basado en el algoritmo Rijndael desarrollado por los criptógrafos belgas Dr. Joan Daemen y Dr. Vincent Rijmen. Utiliza un bloque de 128 bits y tres tamaños de clave diferentes (128, 192 y 256 bits). Según el tamaño de la clave, el algoritmo realiza una serie de cálculos (10, 12 o 14 rondas) que incluyen sustitución de bytes, mezcla de columnas, desplazamiento de filas y adición de claves. El uso de AES junto con IPsec se define en RFC 3602, El algoritmo de cifrado AES-CBC y su uso con IPsec.

• A partir de Junos OS versión 17.3R1, se admite el estándar de cifrado avanzado en modo Galois/Counter (AES-GCM) para MS-MPC y MS-MIC. Sin embargo, en el modo FIPS de Junos, AES-GCM no se admite en Junos OS versión 17.3R1. A partir de Junos OS versión 17.4R1, AES-GCM se admite en el modo FIPS de Junos. AES-GCM es un algoritmo de cifrado autenticado diseñado para proporcionar autenticación y privacidad. AES-GCM utiliza hashing universal sobre un campo binario de Galois para proporcionar cifrado autenticado y permite el cifrado autenticado a velocidades de datos de decenas de Gbps.

Los protocolos IPsec determinan el tipo de autenticación y cifrado que se aplica a los paquetes protegidos por el enrutador. Junos OS admite los siguientes protocolos IPsec:

• AH: definido en RFC 2402, AH proporciona integridad sin conexión y autenticación de origen de datos para paquetes IPv4 e IPv6. También proporciona protección contra repeticiones. AH autentica la mayor cantidad posible del encabezado IP, así como los datos de protocolo de nivel superior. Sin embargo, algunos campos de encabezado IP pueden cambiar durante el tránsito. Dado que el valor de estos campos puede no ser predecible para el remitente, no se pueden proteger mediante AH. En un encabezado IP, AH se puede identificar con un valor de en el campo de un paquete IPv4 y el Protocol Next Header campo de 51 un paquete IPv6. En la figura 1 se muestra un ejemplo de la protección IPsec que ofrece AH.

  Nota:

  AH no es compatible con los enrutadores serie T, M120 y M320.

Figura 1: Protocolo AH

• ESP: definido en RFC 2406, ESP puede proporcionar cifrado y confidencialidad de flujo de tráfico limitado, o integridad sin conexión, autenticación de origen de datos y un servicio antireproducción. En un encabezado IP, ESP se puede identificar un valor de en el campo de un paquete IPv4 y el Protocol Next Header campo de 50 un paquete IPv6. En la figura 2 se muestra un ejemplo de la protección IPsec que ofrece ESP.

Figura 2: Protocolo ESP

• Paquete: cuando se compara AH con ESP, hay algunos beneficios y deficiencias en ambos protocolos. ESP proporciona un nivel decente de autenticación y cifrado, pero lo hace solo para parte del paquete IP. Por el contrario, aunque AH no proporciona cifrado, sí proporciona autenticación para todo el paquete IP. Debido a esto, Junos OS ofrece una tercera forma de protocolo IPsec llamado paquete de protocolos. La opción de paquete ofrece una combinación híbrida de autenticación AH con cifrado ESP.

IPsec proporciona túneles seguros entre dos pares y los paquetes encapsulados IPsec tienen encabezados IP que contienen IP de extremo de túnel que no cambian. Esto da como resultado la selección de una única ruta de reenvío entre los pares, como se muestra en la figura 3. Cuando el tráfico IPsec fluye entre centros de datos con miles de hosts, esta selección de ruta única limita el rendimiento.

Figura 3: IPsec con una ruta de reenvío

Puede superar este problema habilitando la encapsulación UDP de los paquetes IPsec, que anexa un encabezado UDP después del encabezado ESP, como se muestra en la figura 4. Esto proporciona información de las capas 3 y 4 a los enrutadores intermedios, y los paquetes IPsec se reenvían a través de varias rutas, como se muestra en la figura 5. Habilitar la encapsulación UDP para el conjunto de servicios.

Figura 4: Encabezado UDP anexado

Figura 5: IPsec con varias rutas de reenvío

Puede configurar el puerto de destino UDP o utilizar el valor predeterminado 4565. No puede configurar el 4500 como puerto de destino porque es un puerto conocido para los recorridos NAT.

Junos OS genera el puerto UDP de origen mediante una función hash que funciona con los siguientes datos:

• Dirección IP de origen

• Dirección IP de destino

• Protocolo de transporte

• Puerto de origen de transporte

• Puerto de destino de transporte

• Un número aleatorio

Solo se utilizan los dos últimos bytes del hash resultante, por lo que se ocultan los detalles del encabezado IP interno.

Cuando se detecta NAT-T, solo se produce la encapsulación UDP de NAT-T, no la encapsulación UDP para paquetes IPsec.

En los enrutadores equipados con una o más MS-MPC, MS-MIC o DPC, la versión para Canadá y Estados Unidos de Junos OS admite sustancialmente las siguientes RFC, que definen estándares para la seguridad IP (IPsec) y el intercambio de claves por Internet (IKE).

• RFC 2085, Autenticación IP HMAC-MD5 con prevención de reproducción

• RFC 2401, Arquitectura de seguridad para el protocolo de Internet (obsoleto por RFC 4301)

• RFC 2402, encabezado de autenticación IP (obsoleto por RFC 4302)

• RFC 2403, El uso de HMAC-MD5-96 dentro de ESP y AH

• RFC 2404, El uso de HMAC-SHA-1-96 dentro de ESP y AH (obsoleto por RFC 4305)

• RFC 2405, El algoritmo de cifrado ESP DES-CBC con IV explícito

• RFC 2406, Carga de seguridad de encapsulación IP (ESP) ( obsoleta por RFC 4303 y RFC 4305)

• RFC 2407, El dominio de interpretación de seguridad IP de Internet para ISAKMP (obsoleto por RFC 4306)

• RFC 2408, Protocolo de administración de claves y asociaciones de seguridad de Internet (ISAKMP) ( obsoleto por RFC 4306)

• RFC 2409, El intercambio de claves por Internet (IKE) (obsoleto por RFC 4306)

• RFC 2410, El algoritmo de cifrado NULL y su uso con IPsec

• RFC 2451, Los algoritmos de cifrado ESP en modo CBC

• RFC 2560, Protocolo de estado de certificado en línea de infraestructura de clave pública de Internet X.509 (OCSP)

• RFC 3193, Proteger L2TP mediante IPsec

• RFC 3280, Perfil de lista de revocación de certificados (CRL) y certificado de infraestructura de clave pública X.509 de Internet

• RFC 3602, El algoritmo de cifrado AES-CBC y su uso con IPsec

• RFC 3948, Encapsulación UDP de paquetes ESP IPsec

• RFC 4106, El uso del modo Galois/Counter (GCM) en la carga de seguridad de encapsulación (ESP) IPsec

• RFC 4210, Protocolo de administración de certificados (CMP) de infraestructura de clave pública X.509 de Internet

• RFC 4211, Formato de mensajes de solicitud de certificados (CRMF) de infraestructura de clave pública X.509 de Internet

• RFC 4301, Arquitectura de seguridad para el protocolo de Internet

• RFC 4302, Encabezado de autenticación IP

• RFC 4303, Carga de seguridad de encapsulación (ESP) de IP

• RFC 4305, Requisitos de implementación de algoritmos criptográficos para encapsular la carga de seguridad (ESP) y el encabezado de autenticación (AH)

• RFC 4306, Protocolo de intercambio de claves por Internet (IKEv2)

• RFC 4307, Algoritmos criptográficos para uso en el intercambio de claves por Internet versión 2 (IKEv2)

• RFC 4308, Conjuntos criptográficos para IPsec

  Solo se admite el conjunto VPN-A en Junos OS.

• RFC 4754, Autenticación IKE e IKEv2 mediante el algoritmo de firma digital de curva elíptica (ECDSA)

• RFC 4835, Requisitos de implementación de algoritmos criptográficos para encapsular la carga de seguridad (ESP) y el encabezado de autenticación (AH)

• RFC 5996, Protocolo de intercambio de claves por Internet versión 2 (IKEv2) (obsoleto por RFC 7296)

• RFC 7296, Protocolo de intercambio de claves por Internet versión 2 (IKEv2)

• RFC 8200, protocolo de Internet, versión 6 (IPv6) Especificación

Junos OS admite parcialmente las siguientes RFC para IPsec e IKE:

• RFC 3526, Grupos Diffie-Hellman exponenciales más modulares (MODP) para intercambio de claves por Internet (IKE)

• RFC 5114, Grupos Diffie-Hellman adicionales para su uso con los estándares IETF

• RFC 5903, Grupos de curva elíptica módulo A Prime (grupos ECP) para IKE e IKEv2

Los siguientes RFC y borradores de Internet no definen estándares, sino que proporcionan información acerca de IPsec, IKE y tecnologías relacionadas. El IETF los clasifica como "informativos".

• RFC 2104, HMAC: Keyed-hashing para la autenticación de mensajes

• RFC 2412, El protocolo de determinación de claves de OAKLEY

• RFC 3706, Un método basado en el tráfico para detectar pares inactivos de intercambio de claves por Internet (IKE)

• Borrador de draft-eastlake-sha2-02.txt de Internet, US Secure Hash Algorithms (SHA y HMAC-SHA) ( expira en julio de 2006)

El sistema operativo Junos de Juniper Networks (Junos OS) admite IPsec. En este tema se incluyen las siguientes secciones, en las que se proporciona información general acerca de la configuración de IPsec en enrutadores metropolitanos universales serie ACX.

Para obtener una lista de los estándares IPsec e IKE compatibles con Junos OS, consulte Jerarquía de Junos OS y referencia de RFC.

• Ipsec
• Asociaciones de seguridad
• IKE