Протокол АН

Протокол АН позволяет приемной стороне убедиться, что:

□ пакет был отправлен стороной, с которой установлена безопасная ассоциация;

□ содержимое пакета не было искажено в процессе его передачи по сети;

□ пакет не является дубликатом уже полученного пакета.

Две первые функции обязательны для протокола АН, а последняя выбирается при установлении ассоциации по желанию. Для выполнения этих функций про­токол АН использует специальный заголовок (рис. 24.9).

О 8 16 31

Полезная нагрузка

Следующий заголовок

Резерв

Индекс параметров безопасности (SPI)

Порядковый номер (SN)

Данные аутентификации

Рис. 24.9. Структура заголовка протокола АН

В поле следующего заголовка (next header) указывается код протокола более вы­сокого уровня, то есть протокола, сообщение которого размещено в поле данных IP-пакета. Скорее всего, им будет один из протоколов транспортного уровня (TCP или UDP) или протокол ICMP, но может встретиться и протокол ESP, если он используется в комбинации с АН.

В поле длины полезной нагрузки (payload length) содержится длина заголовка АН.

Индекс параметров безопасности (Security Parameters Index, SPI) используется для связи пакета с предусмотренной для него безопасной ассоциацией. Немного позже мы обсудим его более подробно.

Поле порядкового номера (Sequence Number, SN) указывает на порядковый но­мер пакета и применяется для защиты от его ложного воспроизведения (когда третья сторона пытается повторно использовать перехваченные защищенные па­кеты, отправленные реально аутентифицированным отправителем). Отправляю­щая сторона последовательно увеличивает значение этого поля в каждом новом пакете, передаваемом в рамках данной ассоциации, так что приход дубликата об­наружится принимающей стороной (если, конечно, в рамках ассоциации будет активизирована функция защиты от ложного воспроизведения). Однако в любом случае в функции протокола АН не входит восстановление утерянных и упоря­дочивание прибывающих пакетов — он просто отбрасывает пакет в том случае, когда обнаруживает, что аналогичный пакет уже был получен. Чтобы сократить требуемую для работы протокола буферную память, используется механизм сколь­зящего окна — на предмет дублирования проверяются только те пакеты, чей но­мер находится в пределах окна. Окно обычно выбирается размером в 32 или 64 пакета.

Поле данных аутентификации (authentication data), которое содержит так назы­ваемое значение проверки целостности (Integrity Check Value, ICV), использу­ется для аутентификации и проверки целостности пакета. Это значение, назы­ваемое также дайджестом, вычисляется с помощью одной из двух обязательно поддерживаемых протоколом АН вычислительно необратимых функций MD5 или SAH-1, но может использоваться и любая другая функция, о которой сторо­ны договорились в ходе установления ассоциации. При вычислении дайджеста
пакета в качестве параметра функции OWF выступает симметричный секрет­ный ключ, который был задан для данной ассоциации вручную или автоматиче­ски с помощью протокола IKE. Так как длина дайджеста зависит от выбранной функции, то это поле имеет в общем случае переменный размер.

Протокол АН старается охватить при вычислении дайджеста как можно боль­шее число полей исходного IP-пакета, но некоторые из них в процессе передачи пакета по сети меняются непредсказуемым образом, поэтому не могут быть включены в аутентифицируемую часть пакета. Например, целостность значения поля времени жизни (TTL) в приемной точке канала оценить нельзя, так как оно уменьшается на единицу каждым промежуточным маршрутизатором и никак не может совпадать с исходным.

Местоположение заголовка АН в пакете зависит от того, в каком режиме — транс­портном или туннельном — сконфигурирован защищенный канал. Результирую­щий пакет в транспортном режиме выглядит так, как показано на рис. 24.10.

Заголовок исходного IP-пакета	Заголовок аутентификации	Пакет протокола верхнего уровня
Аутентифицируемая информация

Рис. 24.10. Структура IP-пакета, обработанного протоколом АН в транспортном режиме

При использовании туннельного режима, когда шлюз IPSec принимает проходя­щий через него транзитом исходящий пакет и создает для него внешний IP-па­кет, протокол АН защищает все поля исходного пакета, а также неизменяемые поля нового заголовка внешнего пакета (рис. 24.11).

Заголовок внешнего IP-пакета	Заголовок аутентификации	Заголовок исходного IP-пакета	Пакет протокола верхнего уровня
Аутентифицируемая информация ^

Рис. 24.11. Структура IP-пакета, обработанного протоколом АН в туннельном режиме