Программно-аппаратные средства ЗИ. VipNet РФ. Речного транспорта федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего
 Скачать 40.05 Kb.
|
Институт водного транспорта Кафедра комплексного обеспечения информационной безопасности Курс: «Специальный семинар» Доклад Концепция технических каналов защиты информации в РФ на примере сертифицированного крипто-шлюза VipNet. Выполнили: студенты группы ИБ-51, Громов К.Г. Проверил: старший преподаватель кафедры КОИБ, Глебов Н.Б. Санкт-Петербург 2021 VPN VPN – Virtual Private Network – виртуальная частная сеть. Это совокупность технологий, позволяющих обеспечить одно или несколько сетевых соединений (логическую сеть) поверх другой сети (например, Интернет). Расшифровка названия: сеть – объединение нескольких устройств каким-либо видом связи, позволяющее обмениваться информацией. Виртуальная – неосязаемая, не физическая, то есть не важно, по каким именно каналам связи она проложена. Физическая и логическая топологии могут как совпадать, так и отличаться. Частная – в эту сеть не может войти посторонний пользователь, там находятся только те, кому разрешили доступ. В частной сети надо маркировать участников и их трафик, чтобы отличить его от остальной, чужой информации. Также в такой сети обеспечивается защита данных криптографическими средствами, попросту говоря, шифруется. Приведем еще одно определение: VPN – это сервис, позволяющий защитить приватные данные при пользовании Интернетом. Зачем нужен VPN? Для удаленной работы. Например, вы работаете из дома. По VPN вы можете получить доступ к сервисам и документации своей организации, при этом соединение будет более безопасным, данные будет сложно перехватить и расшифровать. Чтобы объединить разные части одной компании. Офисы могут быть удалены друг от друга на любое расстояние. Внутри компаний – для объединения и изоляции отделов. При подключении к Wi-fi в кафе, метро и т.д., чтобы хакеры не могли украсть ваши данные. При пользовании публичной сетью безопасно, разве что просматривать сайты в браузере. А вот если использовать соц.сети, злоумышленник может не только перехватить вашу конфиденциальную информацию, но и использовать ее в своих целях, авторизовавшись в этой самой соц.сети от Вашего имени. Еще хуже, если ему удастся взломать почту. Тогда атаке подвергнутся все приложения, привязанные к этому почтовому ящику. Но самой неприятной может оказаться утечка данных вашей банковской карты, если вы решили перевести кому-то деньги, подключившись к бесплатному Wi-fi. Для получения доступа к сайтам, которые заблокированы на определенной территории. Приведем пример: Teen Spirit снимает передачу “Орёл и Решка” и продает ее двум телеканалам: российской “Пятнице” и украинскому “Интеру”. Обычно телеканалы на следующий день после выхода премьеры по телевидению, выкладывают выпуск на свой ютуб-канал, чтобы те, кто не успел посмотреть передачу по телевизору, имели возможность сделать это в интернете и, конечно же, для того, чтобы заработать дополнительно на встроенной в ютуб рекламе. На Украине выпуски выходят на день раньше, чем в России. Соответственно, “Интер” выкладывает видео на ютуб, когда по “Пятнице” передачу еще не показали. Поэтому в России в этот день запрещен доступ к этому видео. Для обеспечения анонимности. Нельзя вычислить, какие сайты вы посещали, каким браузером пользуетесь, где находитесь и т.д. Надобность скрыть свою геолокацию может может возникнуть в путешествиях. Например, в Турции запрещен YouTube и WhatsApp. Значит, просто так зайти в привычные соц.сети не получится, а с VPN это сделать вполне возможно. Чтобы в браузере оставалась история поиска, на основе которой создается таргетированная реклама Чтобы сэкономить, например, при покупке авиабилетов. Авиакомпании устанавливают разные цены на одни и те же билеты для покупателей из разных регионов. А VPN позволяет изменить информацию о геолокации. Технология VipNet ля начала разберемся, как это все работает. Итак, координатор ViPNet выполняет несколько функций. Во-первых, это криптошлюз (КШ), который позволяет реализовать как Site-to-site, так и RA VPN. Во-вторых, он является сервером-маршрутизатором конвертов, содержащих зашифрованные служебные данные (справочники и ключи) или данные клиентских приложений (файловый обмен, деловая почта). Кстати, именно в справочниках хранятся файлы, содержащие информацию об объектах сети ViPNet, в том числе об их именах, идентификаторах, адресах, связях. Координатор также является источником служебной информации для своих клиентов. Помимо этого, он может туннелировать трафик от компьютеров сети, где не установлено ПО ViPNet. Кстати, специалисты, работающие с этим решением, часто называют открытые хосты не «туннелируемыми узлами», а просто «туннелями». Это может сбить с толку инженеров, которые привыкли к другим VPN-решениям, где под туннелем подразумевают PtP-соединение между КШ. В качестве протокола шифрования в ViPNet используется IPlir, также разработанный «Инфотексом». Для инкапсуляции трафика применяются транспортные протоколы IP/241 (если трафик не покидает широковещательный домен), UDP/55777 и TCP/80 (при недоступности UDP). В концепции построения защищенных соединений лежат так называемые «связи», которые бывают двух типов. Первые (на уровне узлов) нужны для построения защищенного соединения между узлами, вторые (на уровне пользователей) необходимы для работы клиентских приложений. Но есть исключение: узлы администратора сети ViPNet требуют обоих типов связи. Что же может в этой схеме пойти не так? Как показывает практика, особенностей работы действительно много, и далеко не все проблемы можно решить интуитивно, без «помощи зала», а что-то нужно просто принять как данность. Технология ViPNet включает в себя следующие компоненты: · ПО ViPNet Клиент - устанавливается на рабочем месте абонента, обеспечивает защиту передаваемых данных и рабочего места; · ПО ViPNet Координатор - устанавливается на серверы сети, обеспечивает обмен данными между участниками сети и защиту сегмента сети; · ПО ViPNet Администратор - устанавливается на рабочем месте администратора сети и используется для генерации справочников, ключей шифрования и электронно-цифровой подписи, выпуска сертификатов открытого ключа ЭЦП. ViPNet предоставляет абонентам следующие прикладные сервисы: · Защищенный обмен сообщениями - передача сообщений в зашифрованном виде; · Защищенный файловый обмен - передача файлов в зашифрованном виде; · Деловая почта - обмен сообщениями электронной почты с использованием шифрования и ЭЦП; · Файловый автопроцессинг - автоматическое преобразование файлов в письма и передача по Деловой почте; · Почтовый автопроцессинг - автоматическая обработка писем Деловой почты с возможностью выгрузки вложений в папки. Технология ViPNet позволяет построить безопасные каналы связи между филиалами корпоративной сети. На «границе» сетей филиалов устанавливаются компьютеры с ПО ViPNet Координатор, которые зашифровывают все исходящие пакеты корпоративной сети при передаче их через открытую сеть. Так же Координаторы выполняют функции межсетевого экрана для всей сети филиала. ViPNet АдминистраторViPNet Administrator (Администратор) -- это базовый программный комплекс для настройки и управления защищенной сетью, включающий в себя: · ViPNet NCC (Центр Управления Сетью, ЦУС) -- программное обеспечение, предназначенное для конфигурирования и управления виртуальной защищенной сетью ViPNet. · ViPNet KC & CA (Удостоверяющий и Ключевой Центр, УКЦ) -- программное обеспечение, которое выполняет функции центра формирования ключей шифрования и персональных ключей пользователей -- Ключевого Центра, а также функции Удостоверяющего Центра. ViPNet NCC решает следующие задачи: · Создание узлов защищенной сети, пользователей и допустимых связей между ними путем формирования необходимых баз данных для работы Удостоверяющего и Ключевого Центров; · Определение политики безопасности на каждом узле и формирование списка прикладных задач, которые должны выполняться на каждом узле (шифрование трафика, ЭЦП, Деловая Почта и т.д.); · Автоматическая рассылка всем узлам сети разнообразной справочно-ключевой информации (справочников связей узлов, корневых и отозванных сертификатов, новых ключей шифрования, информации о связях с другими сетями ViPNet и др.); · Проведение автоматического централизованного обновления ПО ViPNet на узлах защищенной сети, включая программно-аппаратные комплексы ViPNet Coordinator HW; · Удаленный доступ к журналам событий на узлах защищенной сети; · Организация межсетевого взаимодействия с целью установления защищенных связей между объектами нескольких сетей ViPNet; · Управление лицензиями, включая иерархическое распределение лицензий по подчиненным сетям. Основными функциями Ключевого Центра являются: · Формирование и хранение первичной ключевой информации (мастер-ключи шифрования и межсетевые мастер-ключи); · Формирование ключей шифрования для узлов защищенной сети и ключей шифрования между пользователями защищенной сети (двухуровневая схема); · Выполнение процедур смены мастер-ключей и компрометации ключей шифрования; · Выработка персональных ключей защиты пользователей и криптографически надежных парольных фраз (паролей); · Запись персональных ключей пользователей на аппаратные носители ключей -- электронные идентификаторы (eToken, ruToken, Smartcard, touch memory). Все ключи шифрования, формируемые Ключевым Центром, -- симметричные, длиной 256 бит, используются при шифровании прикладных данных и IP-трафика по ГОСТ 28147-89. Основными функциями Удостоверяющего Центра являются: · Создание ключей подписи и издание сертификатов Уполномоченных лиц УЦ, формирование запроса на издание сертификата Уполномоченного лица к головному УЦ; · Импорт сертификатов Уполномоченных лиц УЦ смежных сетей и головного УЦ; · Создание ключей подписи пользователей и издание соответствующих сертификатов, рассмотрение запросов на издание сертификатов от пользователей сети; · Взаимодействие с Центрами Регистрации; · Выполнение операций по отзыву, приостановлению и возобновлению сертификатов, рассылка списков отозванных сертификатов; · Ведение журналов работы и хранение списков изданных сертификатов; · Запись сертификатов и секретных ключей пользователей на аппаратные носители ключей; · Кросс-сертификация с УЦ других производителей (УЦ «Крипто-Про», УЦ «Сигнал-КОМ», «Стандарт УЦ» и др.) УЦ обеспечивает возможность формирования ключей подписи и их сертификацию на основе алгоритма ГОСТ Р 34.10-2001. Сертификаты формируются в формате X.509 v3 и могут быть сохранены по стандартам PKCS. Программное обеспечение, входящее в состав набора ViPNet Administrator, устанавливается на компьютеры вместе с программным обеспечением ViPNet Client. Это делается с целью сетевой защиты составляющих ViPNet Administrator и их включения в единую защищенную сеть ViPNet. Программное обеспечение ViPNet NCC и ViPNet KC&CA можно установить как единый программный комплекс на один компьютер, так и на разные, поручив работу с данными программами разным сотрудникам. Это позволяет разграничивать сферы ответственности администраторов защищенной сети и решать проблему «суперпользователя». Интересные моменты из опыта работы с VipNet и пояснение возможностей Координатор недоступен«У нас недоступен координатор/клиент/туннель. Что делать?» – самый частый вопрос, с которым приходят новички при настройке ViPNet. Единственно верное действие в такой ситуации – включать регистрацию всего трафика на координаторах и смотреть в журнал IP-пакетов, который является важнейшим инструментом траблшутинга всевозможных сетевых проблем. Этот способ спасает в 80% случаев. Работа с журналом IP-пакетов также помогает лучше усвоить механизмы работы узлов ViPNet-сети. Конверт не доставленНо журнал IP-пакетов, увы, бесполезен, когда речь заходит о конвертах. Они доставляются с помощью транспортного модуля (mftp), у которого есть свой журнал и своя очередь. Конверты по умолчанию передаются на «свой» координатор клиента (то есть тот, на котором зарегистрирован узел), и далее по межсерверным каналам, которые настроены между координаторами (то есть не напрямую по защищенному каналу). Значит, если вы захотите отправить письмо по деловой почте, то клиент упакует его в конверт и отправит сначала на свой координатор. Далее на пути могут быть еще несколько координаторов, и только после этого конверт попадет на узел адресата. Из этого следуют два вывода. Во-первых, между клиентами не обязательно должна проверяться связь (по нажатию на F5 и соответствующей иконки в меню) для доставки конвертов. Во-вторых, если связь межу ними все-таки проверяется, это не гарантирует доставку, так как проблема может быть в одном из межсерверных каналов. Диагностировать прохождение конвертов межсерверным каналам или между клиентом и координатором в неочевидных случаях можно с помощью журнала и очереди конвертов, а также логов на координаторе. Также транспортный модуль ViPNet-клиента можно настроить на прямую доставку конвертов, доставку через общую папку или SMTP/POP3 (но это совсем экзотичный вариант). Погружаться в эти настройки мы не будем. Последствия перепрошивкиПроблемной может оказаться перепрошивка на актуальную версию старых железок, которые долго лежали, например, в качестве ЗИП. В процессе может появиться ошибка «unsupported hardware», которая сообщает либо о том, что у вас действительно неподдерживаемая аппаратная платформа устаревшей линейки G1 (это HW100 E1/E2 и HW1000 Q1), либо о проблемах в настройке BIOS или в некорректной информации, зашитой в DMI. Править ли самостоятельно DMI, каждый решает для себя сам, поскольку есть риск превратить оборудование в бесполезный «кирпич». С BIOS чуть проще: неверные настройки системы заключаются в выключенной функции HT (Hyper Threading) или выключенном режиме ACHI (Advanced Host Controller Interface) для HDD. Чтобы не гадать, в чем конкретно проблема, можно обратиться к флешке, с которой производится прошивка. На ней создаются файлы с диагностической информацией, в частности, в файле verbose.txt перечислены все поддерживаемые платформы с результатом сверки с вашей. Например, ошибка cpu::Vendor(#3)=='GenuineIntel' 24 times => [Failed], скорее всего, сообщает о выключенном HT. Кстати, перепрошивку часто путают с обновлением, но это разные процессы. При обновлении сохраняются все настройки, а параметры, о которых было написано выше, не проверяются. А при перепрошивке вы возвращаетесь к заводским параметрам. Неинформативные конфигиОсновным конфигурационным файлом HW является «iplir.conf», однако он не всегда отражает текущие параметры. Дело в том, что в момент загрузки драйвера IPlir происходит интерпретация этого конфига в соответствии с заложенной логикой, и не вся информация может быть загружена в драйвер (например, при наличии конфликтов IP-адресов). Инженеры, работавшие с программным координатором для Linux, наверняка знают о существовании команды «iplirdiag», которая отображает текущие настройки узлов, прогруженные в драйвер. В HW эта команда также присутствует в режиме «admin escape». Самые популярные выводы это: iplirdiag -s ipsettings --node-info <идентификатор узла> ##отображение информации об узле iplirdiag -s ipsettings --v-tun-table ##отображение всех загруженных в драйвер туннелей Немного остановимся на режиме «admin escape». По сути это выход из ViPNet shell в bash. Тут я солидарен с вендором, который рекомендует использовать данный режим только для диагностики и вносить какие-либо модификации только под присмотром техподдержки вендора. Это вам не обычный Debian, здесь любое неосторожное движение может вывести из строя ОС, защитные механизмы которой воспримут вашу «самодеятельность» как потенциальную угрозу. В связке с заблокированным по умолчанию BIOS это обрекает вас на негарантийный (читай «дорогой») ремонт. (Un)split tunnelingЕще один факт, который знают далеко не все: по умолчанию ViPNet-клиент работает в режиме split tunnel (когда можно указать, какой трафик заворачивать в туннель, а какой нет). У ViPNet существует технология «Открытого Интернета» (позже переименована в «Защищенный интернет-шлюз»). Многие ошибочно приписывают этот функционал координатору, а не клиенту. На клиенте, который зарегистрирован за координатором с такой функцией, создается два набора предустановленных фильтров. Первый разрешает взаимодействие только с самим координатором и его туннелями, второй – с остальными объектами, но запрещает доступ к координатору ОИ и его туннелям. Причем, согласно концепции вендора, в первом случае координатор должен либо туннелировать прокси-сервер, либо сам являться прокси-сервером. Служебный трафик, а также прием и передача конвертов (как служебных, так и приложений), работают в любой конфигурации. Служебные порты и TCP-туннельОднажды я столкнулся с приложением, которое ни в какую не хотело работать через координатор. Так я узнал, что у координатора есть служебные порты, по которым незашифрованный трафик блокируется без возможности какой-либо настройки. К ним относятся UDP/2046,2048,2050 (базовые службы ViPNet), TCP/2047,5100,10092 (для работы ViPNet Statewatcher) и TCP/5000-5003 (MFTP). Тут подвела функции TCP-туннеля. Не секрет, что провайдеры любят фильтровать высокие порты UDP, поэтому администраторы, стремясь улучшить доступность своих КШ, включают функцию TCP-туннеля. Ресурсы в зоне DMZ (по порту TCP-туннеля) при этом становятся недоступны. Это происходит из-за того, что порт TCP-туннеля также становится служебным, и никакие правила межсетевых экранов и NAT (Network Address Translation) на него уже не действуют. Затрудняет диагностику тот факт, что данный трафик не регистрируется в журнале IP-пакетов, как будто его вовсе нет. Замена координатораРано или поздно встает вопрос о замене координатора на более производительный или временный вариант. Например, замена HW1000 на HW2000 или программного координатора – на ПАК и наоборот. Сложность заключается в том, что у каждого исполнения своя «роль» в ЦУС (Центре управления сетью). Как правильно изменить роль, не потеряв связность? Сначала в ЦУС меняем роль на новую, формируем справочники, но не отправляем(!) их. Затем в УКЦ выпускаем новый DST-файл и проводим инициализацию нового Координатора. После производим замену и, убедившись, что все взаимодействия работоспособны, отправляем справочники. Кластеризация и сбой нодыГорячий резерв – это must have для любой крупной площадки, поэтому на них всегда закупался кластер старших моделей (HW1000, HW2000, HW5000). Однако создание кластера из более компактных криптошлюзов (HW50 и HW100) было невозможно из-за лицензионной политики вендора. В итоге владельцам небольших площадок приходилось серьезно переплачивать и покупать HW1000 (ну, или никакой отказоустойчивости). В этом году вендор, наконец, сделал дополнительные лицензии и для младших моделей координаторов. Так что с выходом версий 4.2.x появилась возможность собирать в кластер и их. При первичной настройке кластера можно серьезно сэкономить время, не настраивая интерфейсы в режиме мастера или командами CLI. Можно сразу вписывать необходимые адреса в конфигурационный файл кластера (failover config edit), только не забудьте указать маски. При запуске демона failover в кластерном режиме он сам назначит адреса на соответствующие интерфейсы. Многие при этом боятся останавливать демон, предполагая, что адреса сменяются на пассивные или адреса сингл-режима. Не волнуйтесь: на интерфейсах останутся те адреса, которые были на момент остановки демона. В кластерном исполнении существует две распространенные проблемы: циклическая перезагрузка пассивной ноды и ее непереключение в активный режим. Для того чтобы понять суть этих явлений, разберемся в механизме работы кластера. Итак, активная нода считает пакеты на интерфейсе и в случае, если за отведенное время пакетов нет, отправляет пинг на testip. Если пинг проходит, то счетчик запускается заново, если не проходит, то регистрируется отказ интерфейса и активная нода уходит в перезагрузку. Пассивная нода при этом отправляет регулярные ARP-запросы на всех интерфейсах, описанных в failover.ini (конфигурационный файл кластера, где указаны адреса, которые принимает активная и пассивная ноды). Если ARP-запись хоть одного адреса пропадает, то пассивная нода переключается в активный режим. Вернемся к кластерным проблемам. Начну с простого – неперключение в активный режим. В случае если активная нода отсутствует, но на пассивной в ARP-таблице (inet show mac-address-table) ее mac-адрес все еще присутствует, необходимо идти к администраторам коммутаторов (либо так настроен ARP-кэш, либо это какой-то сбой). С циклической перезагрузкой пассивной ноды немного сложнее. Происходит это из-за того, что пассивная не видит ARP-записи активной, переходит в активный режим и (внимание!) по HB-линку опрашивает соседа. Но сосед-то у нас в активном режиме и аптайм у него больше. В этот момент пассивная нода понимает, что что-то не так, раз возник конфликт состояний, и уходит в перезагрузку. Так продолжается до бесконечности. В случае возникновения данной проблемы необходимо проверить настройки IP-адресов в failover.ini и коммутацию. Если все настройки на координаторе верны, то пришло время подключить к вопросу сетевых инженеров. Пересечения адресовВ нашей практике нередко встречается пересечение туннелируемых адресов за разными координаторами. Именно для таких случаев в продуктах ViPNet существует виртуализация адресов. Виртуализация – это своеобразный NAT без контроля состояния соединения один к одному или диапазон в диапазон. По умолчанию на координаторах эта функция выключена, хотя потенциальные виртуальные адреса вы можете найти в iplir.conf в строке «tunnel» после «to» в секциях соседних координаторов. Для того, чтобы включить виртуализацию глобально для всего списка, необходимо в секции [visibility] изменить параметр «tunneldefault» на «virtual». Если же хотите включить для конкретного соседа, то необходимо в его секцию [id] добавить параметр «tunnelvisibility=virtual». Также стоит убедиться, что параметр tunnel_local_networks находится в значении «on». Для редактирования виртуальных адресов параметр tunnel_virt_assignment необходимо перевести в режим «manual». На противоположной стороне нужно выполнить аналогичные действия. За настройки туннелей также отвечают параметры «usetunnel» и «exclude_from_tunnels». Результат выполненной работы можно проверить с помощью утилиты «iplirdiag», о которой я говорил выше. Конечно, виртуальные адреса приносят некоторые неудобства, поэтому администраторы инфраструктуры предпочитают минимизировать их использование. Например, при подключении организаций к информационным системам (ИС) некоторых госорганов этим организациям выдается DST-файл c фиксированным диапазоном туннелей из адресного плана ИС. Как мы видим, пожелания подключающегося при этом не учитываются. Как вписываться в этот пул, каждый решает для себя сам. Кто-то мигрирует рабочие станции на новую адресацию, а кто-то использует SNAT на пути от хостов к координатору. Не секрет, что некоторые администраторы применяют SNAT для обхода лицензионных ограничений младших платформ. Не беремся оценивать этичность такого «лайфхака», однако не стоит забывать, что производительность самих платформ все-таки имеет предел, и при перегрузке начнется деградация качества канала связи. |