Протоколы туннелирования и шифрования

Туннель VPN создаётся с помощью определённых протоколов, которые задают правила инкапсуляции, шифрования и аутентификации трафика. Разные протоколы подходят для разных задач, обеспечивая баланс между безопасностью, скоростью и совместимостью.

Два главных направления в технологии VPN — IPsec и SSL/TLS. Понимание их ролей помогает разобраться, как на самом деле устроено большинство встречающихся вам VPN.

IPsec (безопасность интернет-протокола) — это набор протоколов, защищающих трафик на сетевом уровне (уровень 3). Он может шифровать и аутентифицировать каждый пакет между двумя конечными точками и служит основой большинства VPN между сайтами.

Поскольку IPsec работает на уровне 3, он прозрачно защищает весь трафик независимо от приложения, которое его отправляет, поэтому идеально подходит для объединения целых сетей.

IPsec использует несколько компонентов:

• AH (заголовок аутентификации): обеспечивает целостность и аутентификацию, но не шифрование.
• ESP (защищённая инкапсулированная нагрузка): обеспечивает шифрование и целостность и используется чаще всего.
• IKE (обмен ключами через интернет): согласовывает ключи и устанавливает защищённую ассоциацию.

ESP в сочетании с IKE — распространённая комбинация, обеспечивающая полную конфиденциальность и целостность.

IPsec работает в двух режимах. Транспортный режим шифрует только полезную нагрузку пакета, оставляя исходный заголовок IP; он используется для соединений между узлами. Туннельный режим шифрует весь исходный пакет и помещает его в новый пакет.

Именно туннельный режим используется VPN между сайтами: он скрывает внутреннюю адресацию и защищает исходный пакет целиком между двумя шлюзами.

VPN на основе SSL/TLS (уровень защищённых сокетов / безопасность транспортного уровня) защищают трафик на более высоком уровне и часто работают прямо в веб-браузере или через лёгкий клиент. TLS — это тот же протокол, который защищает веб-сайты HTTPS.

VPN на основе SSL популярен для клиентского удалённого доступа, поскольку его легко развёртывать, он без проблем работает через межсетевые экраны и NAT и может не требовать специального программного обеспечения помимо браузера.

Эти технологии особенно хорошо подходят для разных задач:

• IPsec: отлично подходит для VPN между сайтами и доступа ко всей сети, но может испытывать трудности с NAT и межсетевыми экранами и требует более сложной настройки.
• SSL/TLS: отлично подходит для клиентского доступа к отдельным приложениям и хорошо работает в браузерах и через межсетевые экраны.

Многие организации используют IPsec между офисами, а SSL/TLS — для удалённых пользователей.

Новые протоколы совершенствуют классические решения. WireGuard — современный быстрый и лёгкий протокол с небольшой кодовой базой, которую проще проверять, и высокой эффективностью.

OpenVPN — гибкий широко используемый вариант с открытым исходным кодом, построенный на TLS. IKEv2/IPsec популярен на мобильных устройствах, поскольку быстро восстанавливает соединение при смене сети, например при переходе с Wi-Fi на мобильную связь.

Некоторые старые протоколы VPN теперь небезопасны и не должны использоваться. PPTP (протокол туннелирования «точка-точка») имеет известные уязвимости и ненадёжное шифрование. Обычный L2TP (протокол туннелирования уровня 2) сам по себе не обеспечивает шифрование и должен использоваться в сочетании с IPsec.

Важно распознавать устаревшие протоколы: их использование создаёт ложное ощущение безопасности, оставляя трафик открытым.

Все эти протоколы опираются на криптографию. Для больших объёмов данных они используют симметричное шифрование (один общий ключ), поскольку оно быстрое, а также асимметричное шифрование (пары ключей) и алгоритмы обмена ключами, чтобы безопасно согласовать общий ключ.

Именно современные стойкие шифры и правильный обмен ключами делают туннель действительно защищённым; слабая или устаревшая криптография подрывает безопасность даже хорошо спроектированного VPN.

Конфигурация VPN сосредоточена на конечных точках, ключах и разрешённом трафике. Этот упрощённый фрагмент показывает, какие настройки использует узел WireGuard.

IPsec защищает трафик на уровне 3 с помощью ESP и IKE, используя туннельный режим для соединений между сайтами. VPN на основе SSL/TLS защищают клиентский доступ и удобны для браузеров и межсетевых экранов. Современные варианты, такие как WireGuard, OpenVPN и IKEv2, повышают скорость и удобство при смене сетей, а устаревшего PPTP следует избегать.

Проверьте свои знания о протоколах VPN.

IPsec защищает трафик на сетевом уровне с помощью AH, ESP и IKE, используя туннельный режим для VPN между сайтами. VPN на основе SSL/TLS подходят для клиентского доступа через браузер. К современным протоколам относятся WireGuard, OpenVPN и IKEv2, а небезопасные устаревшие варианты, такие как PPTP, следует вывести из эксплуатации.