IPSec est un standard de l'IETF qui emploie des mécanismes de chiffrement de niveau 3 (réseau) afin d'assurer :
Il existe plusieurs modes :
Internet Key Exchange permet la négociation des paramètres de sécurité et l'établissement des clés authentifiées ; il utilise udp/500.
Il existe 2 modes pour la phase 1 : main mode (6 paquets) et agressive mode (3 paquets).
Il n'existe qu'un seul mode pour la phase 2 : le quick mode.
Lors de la négociation, le peer qui initie l'IKE envoie ses paramètres de sécurité et la machine d'en face doit chercher un matche parmi les siens. Il choisit par ordre de priorité les paramètres communs pour le chiffrement, le hash, l'authentification et les paramètres DH.
AH utilise HMAC, une fonction de hashage avec une clé secrète.
Une SA est une compilation des données de ces 2 databases.
Méthodes d'authentification :
Algorithmes de chiffrements symétriques : on utilise la même clé pour chiffrer et déchiffrer
Algorithmes de chiffrement asymétriques : paire de clés publique et privée
Méthodes de hashage :
PKI (Public Key Infrastructure) est un système servant à authentifier une clé publique d'une entité. Elle repose sur une relation de confiance entre une autorité de certification (CA pour Certificate Authority) et la personne qui cherche l'authenticité d'une clé publique.
IPSec est un protocole qui se base sur les adresses IPs de bout en bout ; il ne fonctionne donc pas si l'on modifie ces IPs. C'est le cas quand fait du NAT/PAT par exemple.
Le NAT Traversal est un mécanisme d'encapsulation d'IPSec dans un datagramme udp/4500 (par défaut). C'est une bidouille qui permet à l'IPSec de traverser les équipements qui font du NAT, mais augmente de ce fait l'overhead des paquets.
Mise en place d'un tunnel IPSec entre 2 routeurs R1 et R2.
(Phase 1)
Les politiques ISAKMP sont définies globalement et donc utilisables par tous les tunnels configurés sur le routeur. Leur utilisation se fait séquentiellement, par ordre croissant, en fonction de leur priorité (“1” dans l'exemple qui suit). Dès qu'une politique matche celle du peer, c'est elle qui est utilisée.
On y définit le type d'authentification, l'algorithme de hashage, l'algorithme de chiffrement et le groupe Diffie-Hellman.
crypto isakmp policy 1 authentication pre-shared hash sha encryption aes 128 group 2
Puis on indique la clé partagée ainsi que l'adresse du bout du tunnel (IP du peer).
crypto isakmp key LaCleSecrete address 172.16.171.2
Définition du transform-set qui spécifie la politique de sécurité d'IPsec (algorithme de chiffrement + d'authentification + autres paramètres facultatifs) :
crypto ipsec transform-set TS-aes_sha esp-aes 128 esp-sha-hmac ! ! paramètre facultatifs mode transport
Définition de la crypto map = associer un transform-set à un peer et à une ACL (cf plus bas) :
crypto map VPN_To_R2 10 ipsec-isakmp set peer 172.16.171.2 match address 101 set transform-set TS-aes_sha set pfs group2
Définition de l'access-list qui spécifie quel trafic sera envoyé dans le tunnel (= domaine de chiffrement).
access-list 101 permit ip 10.1.1.0 0.0.0.255 10.2.2.0 0.0.0.255
interface se0/0 ip address 172.16.171.1 255.255.255.0 crypto map VPN_To_R2
L'encapsulation GRE et celle employée par défaut pour les interfaces tunnel chez Cisco (équivaut à tunnel mode gre ip)
Soient R1 et R2 2 routeurs reliés par leur interface fa0/1 (10.2.4.1 et 10.2.4.2/24) ; on monte un tunnel GRE entre eux (10.1.4.1 et 10.1.4.2/24) et un tunnel IPSec par dessus.
Sur R1 :
crypto isakmp policy 1 encryption 3des authentication pre-share group 2 ! crypto isakmp key secretkey address 10.2.4.2 crypto ipsec transform-set ESP-3DES-SHA esp-3des esp-sha-hmac ! crypto map SDM_CMAP_1 1 ipsec-isakmp set peer 10.2.4.2 set transform-set ESP-3DES-SHA match address 101 ! interface Tunnel0 ip address 10.1.4.1 255.255.255.0 ip mtu 1420 tunnel source FastEthernet0/1 tunnel destination 10.2.4.2 tunnel path-mtu-discovery crypto map SDM_CMAP_1 ! interface FastEthernet0/1 description Vers R2 ip address 10.2.4.1 255.255.255.0 duplex full speed 100 crypto map SDM_CMAP_1 ! ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 Tunnel0 ip route 10.2.4.2 255.255.255.255 FastEthernet0/1 ! access-list 101 remark SDM_ACL Category=4 access-list 101 permit gre host 10.2.4.1 host 10.2.4.2
Il existe plusieurs méthodes pour mettre en place une redondance en cas de perte de lien, de défaillance matérielle ou de problème sur le réseau unsecure traversé par le tunnel.
On configure le DPD avec la commande suivante : crypto isakmp keepalive seconds [retries] [periodic | on-demand]
Les secondes vont de 10 à 3600 et indique l'intervalle d'envoi des keepalive ; les retries, en secondes aussi, définissent le temps entre 2 tentatives si la précédente à échoué (par défaut 2 secondes). periodic et on-demand (par défaut) définissent le comportement des keepalive : périodiques (régulièrement toutes les x secondes) ou en fonction du trafic émis (s'il n'y a pas de trafic, pas d'envoi de keepalive).
Quand le DPD détecte le peer IKE down, il va supprimer les SA IKE et IPSec de ce peer. S'il a un second peer déclaré dans la crypto map, il renégocie un tunnel avec ce dernier :
crypto isakmp keepalive 10 3
crypto map CM 10 ipsec-isakmp set peer 10.0.0.1 default set peer 10.0.1.1
Le DPD est configuré pour envoyer des keepalive toutes les 10 secondes avec 3 retries. Pour vérifier que le DPD est activé (dans cet exemple là ce n'est pas le cas) :
debug crypto isakmp [...] Jan 21 08:16:25: dpd enable: 0000, dpd periodic enable : 0000
Liens :
On peut mettre en place un tunnel IPsec sur une IP HSRP virtuelle ; pour cela on doit configurer le HSRP sur cette interface, et déclarer la crypto-map avec l'identifiant HSRP ainsi :
crypto map VPN_To_R2 redundancy idHSRP
idHSRP correspond à la directive name du HSRP, qui doit être appliquée sur l'interface de routage de cette façon :
standby 1 name idHSRP
Bien sur, c'est l'IP HSRP virtuelle qui doit être renseignée comme destination dans la conf du peer.
Le RRI consiste à l'injection, par le master HSRP, d'une route statique dans l'IGP afin de forcer les flux par lui. On le met en place dans la crypto map par l'utilisation d'une crypto dynamic-map :
crypto dynamic-map DM 10 reverse-route crypto map CM 10 ipsec-isakmp dynamic DM
Les méthodes précédentes de failover sont sans état (stateless) car quand un peer passe down, le tunnel doit être réétabli. Il existe des solutions dites statefull qui permettent de partager un tunnel dans un environnement virtuel, partagé entre 2 machines par site. Cela permet de ne pas réétablir le tunnel et de reprendre “à chaud” la transmission des données chiffrées.
SSO est un protocole de synchronisation d'associations de sécurité ISAKMP et IPsec entre des routeurs HSRP.
Déclaration de la crypto map sur l'interface de routage avec le paramètre stateful :
crypto map CM redundoncy idHSRP stateful
Définition de la crypto map :
crypto dynamic-map DM 10 set transform-set TS reverse-route ! crypto map CM 10 ipsec-isakmp dynamic DM ! redundancy inter-device scheme standby idHSRP
Configuration du SSO avec le protocole SCTP (Steam Control Transmission Protocol) :
ipc zone default association 1 protocol sctp local-port 12345 local-ip 10.1.1.1 retransmit-timeout 300 10000 path-retransmit 10 assoc-retransmit 20 remote-port 12345 remote-ip 10.1.1.2
Sur certains châssis on peut utiliser des modules d'accélération hardware ; c'est le cas des cartes AIM sur les châssis 3825 ou des carte SPA pour les châssis 650X. Dans ce dernier exemple si on utilise des tunnels GRE + IPsec il peut être intéressant dans certains cas de forcer la prise en charge des tunnels GRE chiffrés par la carte supervisor :
! prise en charge de la crypto par la carte SPA crypto engine gre vpnblade ! ! prise en charge par la carte supervisor crypto engine gre supervisor
show crypto isakmp key show crypto isakmp sa show crypto isakmp policy show crypto session detail show crypto engine connection active
show crypto session Crypto session current status Interface: Vlan80 Session status: UP-ACTIVE Peer: 192.168.0.78/500 IKE SA: local 192.168.0.75/500 remote 192.168.0.78/500 Active IPSEC FLOW: permit 47 host 192.168.0.75 host 192.168.0.78 Active SAs: 2, origin: crypto map
Session status (source : IP Security VPN Monitoring) :
| Tunnel Status | IKE SA | IPSec SA |
|---|---|---|
| UP-ACTIVE | Exist, active | Exist (flow exists) |
| UP-IDLE | Exist, active | None (flow exists) |
| UP-IDLE | Exist, active | None (no flow) |
| UP-NO-IKE | Exist, inactive | Exist (flow exists) |
| UP-NO-IKE | None | Exist (flow exists) |
| DOWN-NEGOTIATING | Exist, inactive | None (flow exists) |
| DOWN-NEGOTIATING | Exist, inactive | None (no flow) |
| DOWN | None | None (flow exists) |
| DOWN | None | None (no flow) |
Plus de détails : on précise l'adresse ip du peer pour n'afficher que son tunnel ; on récupère avec cette commande le mode IPSec (tunnel ou transport), les compteurs in/out, les SAs, etc.
Router1#show crypto ipsec sa peer 10.1.1.1 interface: Vlan2784 Crypto map tag: cm100, local addr 10.0.0.1 protected vrf: (none) local ident (addr/mask/prot/port): (10.0.0.1/255.255.255.255/47/0) remote ident (addr/mask/prot/port): (10.1.1.1/255.255.255.255/47/0) current_peer 10.1.1.1 port 500 PERMIT, flags={origin_is_acl,} #pkts encaps: 2949679701, #pkts encrypt: 2949679701, #pkts digest: 2949679701 #pkts decaps: 1599171374, #pkts decrypt: 1599171374, #pkts verify: 1599171374 #pkts compressed: 0, #pkts decompressed: 0 #pkts not compressed: 0, #pkts compr. failed: 0 #pkts not decompressed: 0, #pkts decompress failed: 0 #send errors 0, #recv errors 0 local crypto endpt.: 10.0.0.1, remote crypto endpt.: 10.1.1.1 path mtu 1500, ip mtu 1500 current outbound spi: 0xDA4B403D(3662364733) PFS (Y/N): Y, DH group: group5 inbound esp sas: spi: 0x3988518B(965235083) transform: esp-3des esp-sha-hmac , in use settings ={Tunnel, } conn id: 8079, flow_id: :6079, sibling flags 80000240, crypto map: cm100 sa timing: remaining key lifetime (k/sec): (911080/3215) IV size: 8 bytes replay detection support: N Status: ACTIVE inbound ah sas: inbound pcp sas: outbound esp sas: spi: 0xDA4B403D(3662364733) transform: esp-3des esp-sha-hmac , in use settings ={Tunnel, } conn id: 8080, flow_id: :6080, sibling flags 80000240, crypto map: cm100 sa timing: remaining key lifetime (k/sec): (3101942/3215) IV size: 8 bytes replay detection support: N Status: ACTIVE outbound ah sas: outbound pcp sas:
Autres commandes, en vrac :
show crypto engine accel stat slot x/y detail et/ou show crypto ipsec sa ! show crypto ace polo detail show int tunnel351 stats show crypto vlan show crypto engine accelerator statistic all show ip int tu351 ! clear crypto engine accelerator counter all clear crypto session local 10.4.101.97
sh ip arp vlan 80 Protocol Address Age (min) Hardware Addr Type Interface Internet 192.168.0.78 21 0013.c37c.e940 ARPA Vlan80 Internet 192.168.0.75 - 0000.0c07.d34d ARPA Vlan80 Internet 192.168.0.74 - 0007.ec74.d4f0 ARPA Vlan80
Les “Age” = “-” sont les @ MAC locales, ici une adresse logique (HSRP) et une physique (celle du routeur). Le peer est donc le 192.168.0.78.
clear crypto session remote 192.168.0.78
En vrac, des liens destinés à comprendre et debugger l'IPSec :