27. Протокол инкапсулирующей защиты содержимого (EncapsulatingSecurityPayload, esp).

Протокол аутентифицирующего заголовка АН и протокол инкапсулирующей защиты содержимого ESP. Как упоминалось выше, при формировании защищенного виртуального канала взаимодействующие стороны должны разработать общий контекст безопасности SA и только затем использовать элементы этого контекста, такие как алгоритмы и ключи. Для семейства IPsec такими контекстами безопасности являются ESP SA и AH SA (общее название этих контекстов безопасности - IPsec SA).

Протокол инкапсуляции содержимого ESP обеспечивает криптографическое закрытие пакетов передаваемых сообщений, а также выполняет все функции протокола AS. ESP может поддерживать функции шифрования и аутентификации/целостности в любой комбинации, то есть либо группу функций, только аутентификацию/целостность, либо только шифрование.

Протоколы АН и ESP не зависят от кон¬кретных криптографических алгоритмов. Могут использоваться любые методы аутентификации, типы ключей (симметричные или несимметричные), алгоритмы шифрования и выделения ключей. Например, каждая страна может использовать свой собственный алгоритм, соответствующий национальным стандартам.

В настоящее время регистрируются два значения аутентификации для протоколов AS и ESP - HMAC-MD5 (Hashed Message Authentication Code - Message Digest версии 5) и HMAC-SHA1 (Hashed Message Authentication Code - Secure Hash Algorithm версии 1). Эти алгоритмы являются алгоритмами аутентификации секретного ключа. Если секретный ключ известен только передающей и принимающей сторонам, он обеспечивает аутентификацию источника данных, а также целостность пакетов, передаваемых между двумя сторонами. Алгоритм по умолчанию определяет алгоритм HMAC-MD5.

Для ESP зарегистрировано семь алгоритмов шифрования. Стандарт шифрования данных, как и алгоритм НМАС-MD5, является стандартом по умолчанию для совместимости с IPsec. В качестве альтернативы DES определены алгоритмы Triple DES, CAST-128, RC5, IDEA, Blowfish и ARCFour.

Протоколы AH и ESP поддерживают два режима:

а) туннельный режим. IP-пакеты защищены полностью, включая заголовки. Это главный режим. В этом режиме каждый обычный IP-пакет помещается полностью в криптографически защищенную форму в конверте IPsec, который, в свою очередь, инкапсулируется в другой IP-пакет. Туннельный режим обычно реализуется на выделенных шлюзах безопасности, которые могут быть маршрутизаторами или брандмауэрами. Между этими шлюзами формируются безопасные туннели IPsec. Туннелирование IP-пакетов полностью прозрачно для конечных пользователей. В оконечных системах туннельный режим может использоваться для поддержки удаленных и мобильных пользователей. В этом случае компьютеры этих пользователей должны иметь программное обеспечение, реализующее туннель IPsec. Протокол заголовка аутентификации AN [RFC1826], [RFC1827] обеспечивает аутентификацию источника данных, проверку его целостности и подлинности после приема и защиту от навязывания повторяющихся сообщений. В основе обеспечения целостности и аутентификации данных лежит шифрование с помощью односторонней функции (one-way function), называемой также хэш-функцией (hash function);

б) транспортный режим. Только содержимое исходного IP-пакета помещается в конверт IPsec в криптографически защищенной форме, и исходный IP-заголовок добавляется к принятому конверту. Соответственно, в транспортном режиме заголовок IPsec помещается между заголовками сети (IP) и транспорта (TCP или UDP) обычного IP-пакета. Транспортный режим быстрее туннельного и предназначен для использования на терминальных системах. Это может использоваться для поддержки удаленных и мобильных пользователей и защиты информационных потоков в локальных сетях. В транспортном режиме IPsec помещает только содержимое защищаемого IP-пакета и добавляет исходный IP-заголовок к полученному конверту.

Заголовки блоков протоколов AN и ESP расположены в транспортном режиме после заголовка IP-пакета источника и перед заголовками протокола верхнего уровня, а в туннельном режиме - после заголовка внешнего IP-пакета и перед заголовком исходного IP-пакета

Протоколы АН и ESP могут комбинироваться разными способами. Если используется транспортный режим, то аналогично тому, как в рамках ESP аутентификация идет следом за шифрованием, протокол АН должен применяться после протокола ESP. В туннельном режиме протоколы АН и ESP применяются к разным вложенным пакетам и, кроме того, в данном режиме допускается многократная вложенность туннелей с различными начальными и/или конечными точками. Поэтому в случае туннельного режима число возможных комбинаций по совместному использованию протоколов АН и ESP существенно больше.