Bezpečně? Tunelem!

Internet | 01.03.05

Virtuální privátní sítě (VPN) jsou dnes v oblasti síťových technologií jižsamozřejmým pojmem. Nejde o speciální hračku pro administrátory, jak by se mohlo zdát na první pohled, al...





Virtuální privátní sítě (VPN) jsou dnes v oblasti síťových technologií již
samozřejmým pojmem. Nejde o speciální hračku pro administrátory, jak by se
mohlo zdát na první pohled, ale pro mnoho uživatelů je to dávno běžný
prostředek pro každodenní práci. Seznámíme vás s tím, jak vlastně pracují a co
je jejich podstatou.
Pokud nejste na internetu, na nejrozšířenější počítačové síti, úplnými
začátečníky, zřejmě máte alespoň rámcovou představu o tom, jak je momentálně
(ne)přátelský a (ne)bezpečný. Vedle toho si také snadno dovedete představit
některý z následujících scénářů: firemní obchodní cestující či doma pracující
zaměstnanec potřebuje ze svého počítače přístup na dálku k firemní síti;
společnost má kromě centrální sítě ještě malé počítačové sítě v mnoha
geografických lokalitách a ty spolu potřebují komunikovat; domácí uživatel se
chce přes permanentní internetové připojení při pobytu na cestách vzdáleně
dostat na svůj domácí počítač či do malé domácí sítě. Všechny popsané situace
mají poměrně zřejmý společný požadavek: využít dostupnou síťovou
infrastrukturu, často na vzdálenost stovek či tisíců kilometrů, a s její pomocí
bezpečně proplout všemi nástrahami až do vzdálené sítě tak, jako bychom seděli
přímo v domovské kanceláři u svého pracovního PC.

Proč VPN?
Virtuální privátní sítě jsou řešení, jak toto zajistit co možná nejlevněji,
nejbezpečněji a navíc cestou nejmenšího (technologického) odporu. Na důvod
nasazování VPN se můžeme podívat i z jiné strany - mnoho nám napoví již samotný
název či používaná zkratka. Označení "Private Networks", tedy soukromé
(privátní) sítě, naznačuje, že se jedná o síťové propojení pro jakési výhradní
použití, především na delší vzdálenost, tedy v prostředí rozlehlých sítí (běžně
označovaných jako WAN). Před masivním nástupem technologií VPN se takové
privátní spojení skutečně rovnalo fyzickému propojení pomocí stávajících
komunikačních linek. Pobočky velkých, tedy často i náročnějších a movitějších
společností byly a stále jsou propojovány například digitálními okruhy
(linkami) ISDN. Spojením mnohem více kanálů než oněch dvou v "domácí" variantě
EuroISDN může vzniknout pořádný "svazek" přenosových cest, jejichž výhradní
pronájem je možné u telekomunikačních společností dojednat. Fakticky tak
získáte pravou privátní síť v podobě vyhrazených telekomunikačních cest,
vedoucích z centrály na všechny pobočky. Problémy s tímto řešením jsou nasnadě:
takové řešení je nesmírně drahé a často nerentabilní, neboť za výhradní využití
platíte stále, přestože po většinu doby nedokážete kapacitu linek vytížit.
Ve stejné situaci se s tradičním řešením vyhrazené komunikační cesty ocitá i
domácí uživatel či vzdáleně pracující zaměstnanec, jenž do centrály přistupuje
třeba z přenosného počítače na cestách. V klasickém provedení naváže uživatel
pomocí telefonní linky a dial-up modemu přímé spojení s přístupovým serverem ve
své firmě (tato služba se často označuje jako RAS) a poté pracuje, jako by byl
se svým počítačem přímo připojen k interní firemní síti. I zde je hlavní potíž
nasnadě: telefonní poplatky se při delších vzdálenostech razantně zvyšují a
navíc je potřeba podobným klientům vyhradit dostatečný počet exkluzivně
používaných telefonních linek.
Kromě finančních potíží a problémů s budováním dostatečné infrastruktury
fyzických datových okruhů narážíme u tradičních modelů soukromých sítí
samozřejmě také na problém se zabezpečením. Ačkoliv si linku můžete pronajmout
či momentálně obsadit tím, že zahájíte telefonní hovor, nemáte absolutně žádnou
možnost ovlivnit, že vaše data cestou někdo neodposlouchává či nemodifikuje. A
právě s tímto nebezpečím je potřeba stále více počítat.

VPN: hlavní koncepce
Překlenutí výše uvedených překážek nabízí koncepce virtuálních privátních sítí,
k jejichž plošnému nasazení již doba dozrála. Hlavním posunem od klasických
soukromých sítí je samozřejmě ono přetvoření do "virtuální" podoby - nejde o
zásadně nový koncept, ale především o skutečnost, že vývoj na trhu internetové
konektivity a také pokrok výrobců aplikací a operačních systémů již dovoluje
běžný, rutinní provoz.
VPN se vyznačuje především tím, že při svém provozu nepotřebuje vyhrazený
spojovací okruh, tedy třeba ISDN či telefonní linku. Hlavní myšlenka spočívá v
tom, že k propojení dvou firemních poboček nebo přenosného počítače a hlavního
sídla společnosti je použita síť, jež je veřejně dostupná více zákazníkům, tedy
v zásadě sdílená. Bez bližšího zkoumání můžeme v tuto chvíli říci, že se jedná
jako o nejrozšířenější variantu především o internet, ale v úvahu připadají i
varianty méně časté jako ATM či Frame Relay (netrapte se, pokud nevíte, o jaké
technologie jde, zřejmě to vůbec nebudete potřebovat). Stručně řečeno: VPN
vyžaduje, aby mezi cílovými body (pobočkami, domácím uživatelem a firemním
serverem) ležela společně sdílená, nejlépe paketová síť, čemuž vyhovuje hlavně
internet. Zda bude přístup komunikujících stran k internetu zajištěn pevnou
linkou, "bezdrátem", dial-upem či kabelovým modemem, není vůbec důležité. Právě
ono využití sdílené sítě, za které spousta dalších zákazníků společně platí,
může přinést výrazné zlevnění.
Protože VPN protlačuje soukromou komunikaci přes naprosto nedůvěryhodné
prostředí (třeba internet takový prostě je), nastává zvýšená potřeba zajistit
ono soukromí. Na tomto místě vstupují do hry další prvky, jako je ochrana
přenášených dat šifrováním či digitálním podepisováním a ověření připojovaného
uživatele - autentizace. Obě protistrany se totiž musí před zahájením přenosů
ujistit, že na druhém konci virtuální sítě není nežádoucí útočník, a posléze
zajistit ukrytí citlivých informací před čmuchaly a podvodnými živly, kteří by
se mohli pokusit o modifikaci dat na trase.
Protože označení VPN a klasické, výše popsané pojetí privátních sítí může být
stále zavádějící, pokusíme se použití VPN v paketové síti (typicky internetu)
přiblížit ještě jiným způsobem. Představte si internetovou konektivitu -
sdílené médium - jako proudící řečiště, do nějž mohou všichni uživatelé vkládat
svá data. Potřebuji-li něco poslat, prostě to zabalím, vhodím do proudu a
příjemce si zboží na konci cesty vyloví. Celá komunikace bude složena z tisíců
balíčků, jež budu postupně proplouvat řečištěm, spolu s tisíci balíčky jiných
uživatelů sdílené sítě. Koncept VPN zajišťuje následující: mé jednotlivé
balíčky budou chráněny šifrou proti falešnému rybáři, jenž by je vylovil a
chtěl rozbalit; mnou odeslané balíčky budou správným příjemcem rozpoznány jako
originální a nepoškozené; díky využití sdíleného řečiště nebudu muset platit za
pronájem celého, protože mi stačí balíček občas pohodit mezi tisíce jiných,
cizích, jež unáší stejný proud.
Když ještě připomeneme, že internetové řečiště dnes již poměrně spolehlivě
proudí jak mezi firmami, tak do domácností, je zřejmé, proč se VPN utěšeně
prosazují.

Rozdělení VPN
Roztřídit virtuální privátní sítě, což se nám pro jejich podrobnější popis bude
hodit, je možné několika způsoby. Jedním z často využívaných hledisek je typ
komunikujících protistran, a toho se rovněž budeme držet. Pokud se vrátíme k
modelové situaci propojení dvou poboček jedné firmy, dostáváme se k modelu
označovanému často jako site-to-site či gateway-to-gateway, tedy propojení dvou
vzdálených síťových bran. Pro tuto situaci je typické, že onou bránou je
zařízení, do nějž z jedné strany proudí síťová spojení ode všech lokálních
počítačů, ukrytých ve vnitřní síti, a z druhé strany vychází pouze ona chráněná
podoba VPN. Jakmile tato virtuální linka dorazí k protější bráně, "svazek" je
opět převeden do podoby původních síťových spojení. Ta pokračují k lokálním
strojům ve vzdálené síti. Výhody tohoto řešení, jemuž se často říká tunelování,
spočívají především v tom, že pro počítače v lokálních síťových segmentech na
obou stranách je systém v podstatě neviditelný. Ochranu - tedy hlavně šifrování
- a ostatní režijní služby zajišťuje hraniční zařízení, tedy brána, a ta vše
schová. Klientské počítače v lokálních sítích mají dojem, že jejich protějšky
"za tunelem" jsou vlastně ve stejném místním segmentu. V praxi se to projevuje
hlavně tím, že na ně nemáme žádné dodatečné nároky.
Odlišnou filozofii využívá připojení jednotlivého vzdáleného uživatele, třeba
pomocí přenosného počítače. Zde narážíme na první zásadní rozdíl na straně
onoho vzdáleného počítače, neboť ten musí sám zajišťovat jeden konec tunelu,
tedy přihlásit se vzdálené bráně, šifrovat, digitálně podepisovat atd. Naopak
pro počítače ve vzdálené firemní síti se tento stroj jeví, jako by byl "někde
poblíž", tedy ve stejném soukromém segmentu. Tento typ spoje bývá též označován
jako client-to-gateway a vyžaduje klíčovou softwarovou komponentu, tzv. VPN
klienta. Takovou aplikaci je možné získat od různých dodavatelů (Cisco,
Checkpoint...), ale najdete ji také jako nedělitelnou součást operačního
systému Windows.
Třetím modelem, o němž jste možná vůbec nepřemýšleli, je nasazení VPN v síti,
kde potřebuje chránit komunikaci doslova každý s každým. Tento postup se
uplatňuje třeba ve vysoce citlivých vnitrofiremních sítích, kde je nepřípustné,
aby si klientské počítače navzájem "povídaly" s rizikem odposlechu. V takovém
případě se lokální firemní síť může hemžit stovkami virtuálních sítí, které
mezi sebou sestavují jednotlivé počítače, což se samozřejmě negativně projevuje
na jejich výkonnosti: stručně řečeno, každý musí šifrovat. Bezpečnost zkrátka
něco stojí.
Předchozí případy zahrnovaly prakticky jen situace, kdy k tvorbě VPN používáme
nějakou metodu zabezpečení. Ne vždy je to však zapotřebí možná se budete divit,
ale existují VPN, jež nemusíme tak důkladně chránit. Většinou nám pak jde spíše
o to, aby vzniklý tunel pomohl datovým tokům, které by se jinak ve sdíleném
médiu mohly poztrácet nebo by jejich roztříštěný přenos způsobil časové ztráty.
O těchto variantách nicméně tentokráte hovořit nebudeme, takže jen naznačme, že
reprezentantem těchto řešení je například velmi propracovaný protokol MPLS,
jenž "balíčky v řečišti" opatřuje speciálními nálepkami s údaji o cestě a
přednostním odbavení. Jeho primárním úkolem však není jejich utajení a ochrana.

Protokol: IPSec
Standard označovaný jako IPSec(urity) v současné době patří mezi
nejpopulárnější způsoby realizace VPN, takže se s ním seznámíme blíže. Jde o
řešení, popsané veřejnými internetovými dokumenty z dílny IETF, a to především
normami RFC 2401-2409. Zajímavá je historie jeho vzniku: původně byl vyvinut
jako závazná součást nově chystaného internetového síťového protokolu IPv6, ale
protože "šestka" se nakonec dosti opozdila, byl IPSec přednostně adoptován do
stávajících internetových i lokálních síťových prostředí, neboť jeho potenciál
byl velmi slibný. Realita tyto odhady plně potvrdila.
Standard IPSec je určen pro tvorbu zabezpečených VPN tunelů jak v modelu
gateway-to-gateway pro kompletní ochranu komunikace mezi pobočkami, kde je
velmi populární, tak v situacích client-to-gateway, v nichž se již také zdárně
prosazuje. Dříve byla zásadní brzdou při jeho nasazování poměrně obtížná
implementace, neboť se jedná o dosti komplikované řešení, avšak plné zabudování
tohoto standardu do všech operačních systémů firmy Microsoft od Windows 2000
výše jeho prosazení dosti napomohlo.
IPSec je jedna z nejbezpečnějších metod pro sestavení VPN, jaké vůbec máme k
dispozici. Všechny fáze komunikace jsou velmi dobře propracovány: vzájemné
ověření protistran při navázání spojení, šifrování dat či jejich digitální
podepisování. Jak již bylo řečeno a jak též vyplývá z názvu, k ochraně dochází
tím, že původní datová jednotka mezisíťového protokolu IP (běžně nazývaná jako
paket) je digitálně podepsána či zašifrována a poté vhozena do internetového
"řečiště". Změna tedy probíhá na úrovni modifikace původního IP záhlaví.
Použití protokolu IP je v tomto případě nutností, což však není problém: jedná
se o základní internetový protokol a většina lokálních sítí jej rovněž využívá.
Technologie IPSec dokáže pracovat ve dvou základních režimech, jež dokáží
postihnout odlišné nároky. V režimu tunelovacím pracuje tak, že umí "pravým"
tunelem propojit hraniční zařízení různých sítí (gateway-to-gateway) a přesně
tak se také hojně využívá. Pro lokální sítě je pak především určen režim
transportní, jenž sestavuje bezpečné spojení mezi jednotlivými koncovými
počítači a žádný další provoz netuneluje. Využívá se pro ochranu citlivých
lokálních sítí. Nejrozšířenější klientský OS Windows zvládá obě varianty od
verze 2000 výše, především tunelovací režim pak podporuje nespočet hardwarových
zařízení typů firewall, zabezpečený router apod. Některé z těchto produktů byly
zmíněny např. v přehledu v minulém čísle PC WORLDu. Faktický rozdíl mezi oběma
režimy je jasně dán tím, co IPSec provede s původním IP paketem. V případě
transportního módu je hlavička IP jen mírně modifikována tak, aby původní
informace o cestě paketu v lokální síti zůstala zachována. Naopak tunelovací
mód to bere z gruntu: na hraničním zařízení je původní IP paket zcela zabalen,
opatřen novým IP záhlavím pro cestu ve "venkovní" nepřátelské síti, po dosažení
cílové brány je posléze opět vybalen do původní podoby. Když se obzvláště nad
tunelovacím režimem zamyslíte a uvědomíte si, že každý IP paket projde poměrně
složitým přípravným procesem, je zřejmé, že spuštění této funkce na hraniční
bráně značně sníží strojový výkon.
Při první fázi sestavování IPSec spojení dochází k velmi důležité operaci, a to
vzájemnému ověření komunikujících stran. Oba zúčastnění musí předložit
potvrzení své totožnosti, jinak VPN nevznikne. Provádí se to několika možnými
způsoby: nejprimitivnější, ovšem častou metodou je použití tzv. pre-shared key,
neboli sdíleného tajemství. Stručně řečeno: oba účastníci si vymění stejnou
textovou frázi, kterou administrátoři předem ručně nastavili na obou koncích.
Nastane-li shoda, je vše v pořádku. Ze silnějších metod se zmiňme o ověření
pomocí digitálních certifikátů (velmi podobných těm pro digitální podpis či
šifru e-mailu) nebo o protokolu Kerberos, což je již dosti složitý mechanismus,
jehož popis přesahuje rámec tohoto článku.
Pokud se protistrany ověří navzájem, začne vyjednávání o způsobu, jak bude
tunel sestaven. Oba stroje si vymění přehled svých možností a vyberou to
nejlepší, co oba dovedou. Co je k dostání? Jednotlivé pakety mohou být
šifrovány třeba pomocí algoritmů DES, 3DES či AES, jejich pravost pak může být
ověřena hašovacími funkcemi SHA-1 či MD5. Použité algoritmy jsou věcí dohody, a
protože parametry vyjednávání je potřeba uchovat, spravuje každý počítač svou
databázi, v níž se ukládají tzv. bezpečnostní vazby (SA). Jde vlastně o záznam
o tom, s kým a na čem jsem se dohodl a jak po určitou dobu budeme svou VPN
realizovat. Mimochodem, asi vám neušlo, že pokud se protistrany nikdy předtím
"neviděly", budou si muset pro šifrovací postupy vyměnit nějaké tajné klíče
tak, aby tajemství při přenosu nebylo vyzrazeno. Využívá se k tomu geniální
postup Diffie-Hellman, jenž doslova pronese tajemství špionům "pod nosem" tak,
že se nic kloudného nedá zachytit. Jedná se o velmi bezpečný mechanismus z
oblasti tzv. asymetrické kryptografie.
Tato úvodní fáze vzájemného vyjednávání je označována jako IKE neboli Internet
Key Exchange a může být nahrazena též statickým sestavením záznamu SA. Pak
ovšem musí administrátor všechny technické specifikace definovat na obou
stranách VPN ručně. Pro praktickou realizaci dynamické fáze IKE se využívá
protokol ISAKMP. Pokud jste správci síťového zabezpečení, pak nezapomeňte, že
právě pro tuto fázi vyjednávání je potřeba na zařízeních typu firewall otevřít
komunikační port 500/udp.
Už jsme se zmínili o přípravě na ochranu paketů a o tom, jak se protistrany
ověřují, takže nastala chvíle říci, co přesně IPSec vlastně s původními IP
pakety provádí. Můžeme jej totiž nasadit ve dvou různých úrovních, které
zajišťují odlišné nároky na zabezpečení. Varianta skromnější, ale také
rychlejší se označuje jako AH (authenticated headers), tedy "ověřená záhlaví".
Název dobře vystihuje, že cílem je opatřit celý paket speciální digitální
pečetí, aby si příjemce mohl ověřit, že data nebyla cestou pozměněna nebo že
nepocházejí z falešného, podvrženého zdroje. Takže jde (přibližně řečeno)
vlastně o jakousi variantu digitálního podpisu. Varianta druhá pak provádí
ochranu paketů se vším všudy: obsah je chráněn jak proti změně a podvrhu, tak
proti odposlechu, a to samozřejmě kompletním šifrováním obsahu. Postup je
označován jako ESP (encapsulated security payload) a pochopitelně vyžaduje
větší část procesorového času, neboť jde o velké množství výpočtů. Zde je třeba
upozornit, že volba jedné z úrovní ochrany (AH či ESP) nijak nepředurčuje, v
jakém režimu IPSec nasadíte - transportní mód pro lokální sítě tedy může jak
šifrovat, tak pouze chránit proti změně. Fakt, že se v případě tunelování ve
valné většině případů nasazuje ESP, je věcí praktické nezbytnosti, nikoliv
technologické nutnosti.
Protože většina z nás pracuje s operačním systémem Windows, zmíníme se zde i o
implementaci na této platformě. Windows podporují standard IPSec od své verze
2000, a to prakticky se všemi základními možnostmi. Je možné jej nasadit jak v
transportním, tak tunelovacím režimu, takže počítač se může chovat jako
zabezpečený klient v nebezpečné lokální síti, ale také jako koncový bod pro
sestavení internetového tunelu. Konfiguraci parametrů IPSecu lze definovat jak
z grafického rozhraní přes konzolu MMC pomocí snap-inu Politika IPSecurity, tak
z příkazové konzoly pomocí nástroje Ipsecpol.exe (Windows 2000), Netsh ipsec
(Windows 2003) a Ipseccmd.
exe (Windows XP). V novějších verzích XP a 2003 navíc přibyl výrazně vylepšený
grafický nástroj IP Security Monitor, s jehož pomocí lze velmi dobře
monitorovat, jak se nasazené politiky skutečně projevují a případně tak hledat
chyby. Z ověřovacích metod podporují Windows tři: protokol Kerberos je vhodný
pro větší lokální sítě se službou Active Directory, výměnu certifikátů pak lze
s úspěchem využít především při komunikaci se zařízením na jiné platformě,
preshared key je vhodný pro řadu situací, včetně testování.

Protokol: PPTP
Dávno předtím, než se výrazněji prosadil standard IPSec, se v oblasti VPN
poměrně rozšířil protokol, navazující na svého slavného předchůdce. Dodnes
velmi populární protokol PPP stále patří mezi důležité mechanismy propojení
počítačů především po sériových linkách, jejichž všem důvěrně známým zástupcem
je především klasický modem na vytáčené lince (dial-up). Když před časem
společnost Microsoft hledala cestu, jak osvědčený mechanismus využít a na jeho
základě vybudovat technologii pro VPN, sáhla právě k prověřenému PPP. Výsledkem
bylo řešení s názvem Point-to-Point Tunneling Protocol, jež k běžné výbavě
svého předchůdce přidávalo klíčovou možnost: šifrování obsahu. Přestože se
jedná o původní řešení z Redmondu, tvůrci časem o tomto protokolu zveřejnili
informace v dokumentu RFC 2637 a řada firem jej rovněž začala implementovat do
svých zařízení, takže se dnes jedná o poměrně populární a rozšířenou variantu.
Základem ochrany dat je u protokolu PPTP jejich speciální balení do rámců typu
PPP. Možná si právě teď, po bližším "ohledání" situace, říkáte, že tady něco
nehraje: PPP je přece protokol pro sériovou linku a pracuje na úplně jiné
"vrstvě" než síťové pakety IP! Tak jak to tedy je s VPN v internetovém řečišti,
když dial-up modem vždy obsadí celou linku (okruh), aby po ní PPP mohl běžet?
To je samozřejmě pravda a celá věc je provedena poněkud rafinovaněji. Původní
síťová data jsou nejdříve zabalena jako vždy, tedy jsou běžně opatřena záhlavím
protokolu IP. Zvolíme-li pro VPN řešení PPTP, nastane na rozdíl od technologie
IPSec poněkud odlišná situace: původní IP paket je zabalen do bezpečného
záhlaví PPTP, jako bychom jej chtěli poslat po telefonní lince, avšak nic
takového se samozřejmě nestane. Naopak: příslušné ovladače jej znovu (ještě
jednou!) opatří záhlavím IP (tedy vnějším) a takto zakuklenou formu pošlou
běžnou internetovou - IP sítí. Pokud bychom tedy hlavičky kontrolovali znovu od
vnějšího "obalu", narazíme na běžné veřejné IP záhlaví, pod ním bude PPTP
(resp. PPP), pak znovu IP (tentokráte to vnitřní, chráněné) a nakonec běžné
TCP/UDP a až pak užitečná data. Zdá se to možná podivné, ale má to své důvody,
jež vysvětlíme.
V první řadě původní protokol PPP, z něhož se vycházelo, dokáže krásně
zapouzdřit z vaší lokální sítě nejen provoz IP, ale i jiné varianty (třeba
starší NetBEUI), což se rozhodně hodí. Další výhodou je to, že protokol PPP a
upravený PPTP nabízejí mechanismus pro úvodní ověření klienta, jenž přistupuje
do vzdálené sítě a chce VPN tunel sestavit. V této fázi dojde nejen k samotné
autentizaci (tedy k prověření, s kým máme tu čest), ale také k výměně
šifrovacích klíčů, jež budou následně potřeba. Další nezanedbatelnou výhodu
představuje u mateřského PPP schopnost jisté komprese přenášených dat, čímž
také ušetříme na provozních nárocích.
Jedinou zásadně chybějící součástí bylo v případě původního protokolu PPP
šifrování. Zde Microsoft přistoupil k implementaci svého mechanismu s názvem
MPPE, který zdaleka není tak variabilní jako IPSec, neboť nabízí pouze jeden
šifrovací algoritmus a při konfiguraci lze v podstatě volit jen z několika
možností délky šifrovacího klíče.
Protože technologie PPTP pochází z dílen Microsoftu, asi nikoho nepřekvapí, že
jsou jí vybaveny především systémy Windows, a to včetně verzí 9x či NT 4.0. I
klientské stanice jsou schopny jako základní PPTP server přijmout příchozí VPN
volání a samozřejmě není problém sestavit spojení opačně, tedy v roli
volajícího klienta. Protokol PPTP se stále hojně používá, a to především tam,
kde není možné z nějakých důvodů nasadit IPSec. Pro správce firewallů opět
jedno důležité upozornění: protokol PPTP přenáší své pakety v síti TCP/IP na
portu 1723.

Protokol: L2TP over IPSec
Pokud standard IPSec představuje zavedenou cestu především v oblasti tunelování
mezi pobočkami či jinými sítěmi a protokol PPTP je hojně rozšířenou, byť mírně
zastarávající variantou při komunikaci mezi serverem a klientem
(client-to--gateway), nyní vám představíme řešení, jež spojuje výhody obou.
Společnou aktivitou firem Microsoft a Cisco vstoupil před časem do oblasti VPN
nový protokol, jenž by mohl časem nahradit právě PPTP. Název L2TP naznačuje, že
je jedná o koncepčně podobné řešení jako výše zmíněné PPTP, neboť jde opět o
tunelování na "druhé" vrstvě, kde běží i protokol PPP - Layer 2 Tunneling
Protocol tedy také balí původní pakety vnitřní sítě tak, jako by je chtěl
poslat pomocí hypotetické telefonní linky, a používá k tomu novější záhlaví
L2F, vyvinuté společností Cisco. Na rozdíl od PPTP však přichází zásadní změna,
a to v oblasti šifrování: L2TP sám o sobě žádný šifrovací mechanismus nemá, což
vypadá jako značný problém. Ve skutečnosti však tento protokol pro svou práci
využívá možností standardu IPSec, což jej činí velmi silným a odolným, a dává
mu dobrou naději do budoucna. Pokud se nad uvedeným prolnutím technologií
zamyslíme, zjistíme, že jeho síla nespočívá jen ve využití IPSecu, ale také ve
dvojím mechanismu autentizace. Jak je to možné? Stejně jako protokol PPP a PPTP
i L2F totiž provádí ověření vzdáleného klienta na úrovni uživatele, jenž je
nucen zadat jméno a heslo či předložit svou identitu nějakou jinou formou
(třeba na chytré čipové kartě nebo "kalkulačce typu eBanka"). Jenže pokud si
vzpomínáte, jak pracuje IPSec, tak tímto vše zdaleka nekončí, neboť je rovněž
potřeba ověřit identitu vzájemně se spojujících počítačů, což právě IPSec
striktně vyžaduje. Jinak řečeno, pokud se chcete třeba z notebooku přihlásit do
vzdálené sítě, bude nejen prověřeno, zda jste to vy, ale také zda se
připojujete z určeného, ověřeného počítače.
Právě ony zmíněné bezpečnostní důvody bezesporu vedly společnost Microsoft k
tomu, že od verze Windows 2000 je VPN typu L2TP over IPSec implementována jak v
podobě klientů, tak serveru, což umožňuje její plné nasazení.

Protokol: SSL/TLS
Výše popsané technologie pro sestavování VPN spojení jsou dnes v podstatě
zvládnuty, a proto se zdá, že jsme nalezli řešení problému cesty veřejnou,
nebezpečnou sítí. Vývoj však neustává a přináší další zajímavé možnosti, jež
odstraňují některé existující překážky.
Jednou z nejnovějších cest při budování VPN je využití protokolu SSL, případně
jeho velmi podobné varianty TLS. Ne že by se jednalo o nějakou převratnou
novinku: podpora SSL je dnes v každém pořádném internetovém prohlížeči
samozřejmá a obdobným způsobem lze chránit třeba přenos pošty nebo souborů
pomocí serverů FTP. Dalšího využití se protokoly SSL/TLS dočkaly právě díky
tomu, že začaly být používány i pro účely tunelování. Tvůrce podobných řešení k
tomu mimo jiné vedla jedna důležitá skutečnost: popularita a rozšíření SSL či
TLS jsou takové, že projdou prakticky všemi síťovými cestami, neboť většina
správců sítě je považuje za užitečné a jako takové je propouští. Dalším
důležitým "plusem" je to, že obzvláště protokol SSL je prověřen dlouhodobým
služebním nasazením a prokázala se vysoká kvalita jeho původního návrhu i
způsobu ochrany dat. Další nezanedbatelnou okolností je silná autentizace
komunikujících stran, pro niž je v případě SSL/TLS využívána výměna certifikátů.
Nasazení uvedených protokolů pro tvorbu VPN se stále více prosazuje a jeho
masivnější prosazení je zřejmě jen otázkou času. Z různých implementací můžeme
zmínit třeba produkt Kerio WinRoute Firewall, jenž dokáže tunel na bázi
protokolu SSL využít k propojení vnitřních sítí jednotlivých poboček přes
nechráněnou internetovou síť.

Související služby s VPN
Předchozí odstavce nám poskytly základní přehled, v němž bylo prozatím ukryto
několik úskalí. Naznačme si nyní některá z těch, jež jsou řešena souvisejícími
službami.
Připomeňme, co se vlastně stane při vzniku VPN: počítače, jež se dosud
"neviděly", se stanou součástí jediného virtuálního síťového prostředí. Vůbec
při tom nezáleží na faktu, zda jsme přiřadili ve scénáři client-to-gateway
jediného uživatele do zbytku sítě, nebo jsme při nasazení gateway-to-gatewy
propojili najednou desítky počítačů z různých poboček. Takto vzniklý společný
síťový "rybník" je však potřeba řídit. V první řadě je nutné dohlédnout na to,
aby všechny počítače měly odpovídající IP adresaci. Problémy mohou být jak rázu
konfliktního (ve stejné, náhle sestavené síti se vyskytnou duplicitní adresy),
tak charakteru "nedostupnosti", pokud se síťové segmenty nacházejí jakoby v
jiných IP adresovacích prostorech a nemáme zajištěno směrování (routing). V
případě vzdálených klientů, tedy třeba cestujících uživatelů s notebooky, bývá
problém řešen jednoduše: novému "příchozímu" přidělí VPN server při připojování
adresu ze své zásoby nebo prostřednictvím DHCP služby dynamicky, takže je
vystaráno.
Velmi podobně je třeba dohlédnout na práci služby DNS, která překládá
klientským počítačům internetová jména na IP adresy. Připojením pomocí VPN
totiž může dojít k přesměrování toku DNS dotazů, což může způsobit porušení
funkcionality. Právě proto je často VPN klientům zasílána, spolu s DHCP
konfigurací, i nová adresa služby DNS, aby byla zajištěna její dostupnost.
Poslední "drobnost", kterou předložíme zvídavému čtenáři k zamyšlení, je změna
nastavení výchozího směru odchozí komunikace po připojení klientského počítače
k VPN. Klientský software totiž většinou předpokládá, že tou nejdůležitější
sítí je VPN, a proto se snaží veškerý odchozí provoz "natlačit do tunelu".
Důsledkem je, že veškerou komunikaci směřující do internetu posílá klient třeba
z domova po trase: domácí počítač-VPN tunel-firemní VPN server-firemní brána-
výstupní proxy server (firewall)-veřejný internet a zpět. To může být žádoucí
stav, ale také nepříjemný druhotný důsledek: často chceme tunelem posílat jen
data pro interní služby ve firmě, ale internetové požadavky pak chceme posílat
přímo z domova. Problémem může být, že ne všechny klientské VPN aplikace takové
rozdvojení dovolují, což je potřeba blíže prozkoumat případ od případu.

Závěrem
Pevně věříme, že náš úvod do technologií virtuálních privátních sítí vám
přinesl alespoň základní pohled na principy jejich fungování. Pochopitelně jde
o téma tak rozsáhlé, že je nelze zpracovat v jediném článku. Protože dobře
víme, že předložený text přinesl zvídavému čtenáři řadu odpovědí a ještě více
otázek, k některým dílčím tématům se samozřejmě budeme na stránkách PC WORLDu v
budoucnu postupně vracet.












Komentáře

K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.