Virtual Private Networks

1. Virtual PrivateNetworks Seminar: Internet-Technologie Hans Christian Ohm Dozent: Prof. Dr. Lutz Wegner

2. Virtual Private Networks - Agenda • VPN – Was ist das? • Definition • Anforderungen • Funktionsweise • Anwendungsbereiche • Pro & Contra • VPN-Protokolle • Layer 2 Tunneling Protocol (L2TP) • Point-to-Point Tunneling Protocol (PPTP) • IPSec (IP Security Protocol) • Authentifizierung • Verschlüsselung • Betriebsmodi • Fazit Thema: “Virtual Private Networks” Hans Christian Ohm

3. VPN - Definition „Virtual Private Network“ – Virtuelles privates Netz • Virtual: virtuell, nicht physisch • Private: persönlich, vertraulich • Network: Zusammenschluss verschiedener technischer, selbstständiger und elektronischer Systeme Thema: “Virtual Private Networks” Hans Christian Ohm

4. VPN - Anforderungen • Sicherheit • Transparenz • Verfügbarkeit • Performance • Integration • Managebarkeit Thema: “Virtual Private Networks” Hans Christian Ohm

5. VPN - Funktionsweise • Aufbau eines Tunnels (privates logisches Netzwerk) • Sichere Datenkommunikation • Verbindung durch 2 Endpunkte(VPN-Software oder Gateways) • Verschiedene VPN-Arten kombinierbar Foto: iPad von Apple.de Thema: “Virtual Private Networks” Hans Christian Ohm

6. VPN - Funktionsweise • Authentifizierung • Client baut Verbindung auf • User gibt Passwort ein • User wird authentifiziert • Tunnelaufbau • Tunnel wird aufgebaut • User – PC bekommt IP-Adresse • Übertragung • Datenpakete werden in das Tunneling Protokoll eingepackt und zum Server geschickt • Pakete werden ausgepackt oder weitergeleitet Thema: “Virtual Private Networks” Hans Christian Ohm

7. VPN – Szenario Foto: iPad von Apple.de Thema: “Virtual Private Networks” Hans Christian Ohm

8. VPN - Anwendungsbereiche • Remote-ZugriffEnd-to-End • TelearbeitEnd-to-Site Foto: iPad von Apple.de Foto: iPad von Apple.de Thema: “Virtual Private Networks” Hans Christian Ohm

9. VPN - Anwendungsbereiche • Sicheres Verbindenvon mehrerenGeschäftsstellenbzw. derer NetzwerkeSite-to-Site • Zugriff einer Firmaauf den entferntenServerSite-to-End Thema: “Virtual Private Networks” Hans Christian Ohm

10. VPN – Pro & Contra Pro • Kostengünstig • Sicher • Flexibel Contra • Abhängig von der Verfügbarkeit anderer Netzwerke • Kompatibilitätsprobleme • Aufwand zu Erhaltung der Sicherheit Thema: “Virtual Private Networks” Hans Christian Ohm

11. Virtual Private Networks - Agenda • VPN – Was ist das? • Definition • Anforderungen • Funktionsweise • Anwendungsbereiche • Pro & Contra • VPN-Protokolle • Point-to-Point Tunneling Protocol (PPTP) • Layer 2 Tunneling Protocol (L2TP) • IPSec (IP Security Protocol) • Authentifizierung • Verschlüsselung • Betriebsmodi • Fazit Thema: “Virtual Private Networks” Hans Christian Ohm

12. VPN – Protokolle Point-to-Point-Tunneling Protocol (PPTP) • von Microsoft entwickelt(1996), in Windows implementiert • Tunneling auf Layer 2 • PPP-Protokoll • Pro Kommunikationspaar nur 1 Tunnel • Neben IP kann auch IPX benutzt werden • End-to-End Verbindungen • Kein Key-Management implementiert • Keine Paket-Integritätsprüfung Thema: “Virtual Private Networks” Hans Christian Ohm

13. VPN – Protokolle Layer 2 -Tunneling Protocol (L2TP) • Standardisiert 1999 • Tunneling auf Layer 2 • Mehrere Tunnel pro Kommunikationspaar • Kontroll- & Datenkanal • Keine Verschlüsselung der Daten, aber Authentifizierung • Kein Key-Management • Keine Paket-Integritätsprüfung • Kann mit IP Sec eingesetzt werden Thema: “Virtual Private Networks” Hans Christian Ohm

14. Virtual Private Networks - Gliederung • VPN – Was ist das? • Definition • Anforderungen • Funktionsweise • Anwendungsbereiche • Pro & Contra • VPN-Protokolle • Layer 2 Tunneling Protocol (L2TP) • Point-to-Point Tunneling Protocol (PPTP) • IPSec (IP Security Protocol) • Authentifizierung • Verschlüsselung • Betriebsmodi • Fazit Thema: “Virtual Private Networks” Hans Christian Ohm

15. VPN – IP Sec (IP Security Protocol) • IP Sec – „IP Security“ • Entwickelt in 1998 von derIETF (Internet Engineering Task Force) • Ursprünglich für IPv6 • Sicherheitsarchitektur für IP – Netze • Arbeitet auf OSI – Layer 3 • Gewährleistet Vertraulichkeit und Integrität Thema: “Virtual Private Networks” Hans Christian Ohm

16. VPN – IP Sec (IP Security Protocol) Authentifizierung • Manual Keying • IKE (Internet Key Exchange Protocol) • Diffie-Hellmann-Verfahren • Verwendung von Pre-Shared-Keys bzw. Zertifikaten • UDP Port 500 Thema: “Virtual Private Networks” Hans Christian Ohm

17. VPN – IP Sec (IP Security Protocol) Verschlüsselung • AH – Authentication Header • Datenintegrität • Datenauthenzität • Hashwertübergesamtes IP-Paket • KeineVerschlüsselung • ESP – Encapsulating Security Payload • Funktionalität des AH - Protokolls • Verschlüsselung der Pakete(z.B. DES, AES,…) Thema: “Virtual Private Networks” Hans Christian Ohm

18. VPN – IP Sec (IP Security Protocol) Betriebsmodi • Transport Modus • IP – Header nicht verschlüsselt • Tunnel Modus • IP – Header verschlüsselt Thema: “Virtual Private Networks” Hans Christian Ohm

19. VPN – IP Sec (IP Security Protocol) Verbindungsaufbau • Sender sendet Vorschläge für Authentisierungs- und Verschlüsselungsalgorithmen • Empfänger wählt den sichersten Algorithmus und teilt dies dem Sender mit • Sender sendet seinen öffentlichen Schlüssel • Empfänger sendet seinen öffentlichen Schlüssel • Beide berechnen den privaten Schlüssel • Mit privatem Schlüssel: Authentifizierung mit Zertifikat oder PSK Anschließend Wiederholung der Schritte (verschlüsselt), neue SA wird angelegt und alte verworfen Thema: “Virtual Private Networks” Hans Christian Ohm

20. VPN – IP Sec (IP Security Protocol) SA – Security Association Vereinbarung zwischen den kommunizierenden Partnern mit Inhalt: • Identifikation mit Zertifikat oder PSK • Verwendeter Schlüsselalgorithmus • Sender – IP • Empfänger – IP • TTL für Authentifizierung • TTL für IPSec – Schlüssel Thema: “Virtual Private Networks” Hans Christian Ohm

21. Virtual Private Networks - Agenda • VPN – Was ist das? • Definition • Anforderungen • Funktionsweise • Anwendungsbereiche • Pro & Contra • VPN-Protokolle • Layer 2 Tunneling Protocol (L2TP) • Point-to-Point Tunneling Protocol (PPTP) • IPSec (IP Security Protocol) • Authentifizierung • Verschlüsselung • Betriebsmodi • Fazit Thema: “Virtual Private Networks” Hans Christian Ohm

22. VPN – Fazit • VPN‘s sind sehr kostengünstig • Immer beliebter • Ermöglichen es, gesichert private Daten über unsichere Netzwerke, wie das Internet, zu übertragen • Die Sicherheit wird mittels Verschlüsselung und Authentifizierung erreicht • Besonders interessant für Firmen mit Außendienstmitarbeitern Thema: “Virtual Private Networks” Hans Christian Ohm

23. Quellen • http://www.tcp-ip-info.de/tcp_ip_und_internet/vpn.htm • http://de.wikipedia.org/wiki/Virtual_Private_Network • http://www.tcp-ip-info.de/tcp_ip_und_internet/vpn.htm • http://www.lrz-muenchen.de/services/netz/mobil/vpn-technik/ • http://de.wikipedia.org/wiki/VPN Thema: “Virtual Private Networks” Hans Christian Ohm

24. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Fragen? Thema: “Virtual Private Networks” Hans Christian Ohm

25. DEMO Thema: “Virtual Private Networks” Hans Christian Ohm

26. DEMO – Wireshark (ohne VPN-Verbindung) Thema: “Virtual Private Networks” Hans Christian Ohm

27. DEMO – Wireshark (mit VPN-Verbindung) Thema: “Virtual Private Networks” Hans Christian Ohm