Internet Key Exchange

IKE(Internet Key Exchange)는 두 디바이스 간에 인증된 안전한 통신 채널을 설정하는 데 사용되는 보안 키 관리 프로토콜입니다.

IKE(Internet Key Exchange)는 다음을 수행합니다.

• IKE 및 IPsec 매개 변수 협상 및 관리

• 보안 키 교환 인증

• 비밀번호가 아닌 공유 비밀번호 및 공용 키를 사용하여 상호 피어 인증 제공

• ID 보호 제공(기본 모드)

• Diffie-Hellman 메서드를 사용하며 IPsec에서 선택 사항(공유 키는 엔드포인트에서 수동으로 입력할 수 있음)

두 가지 버전의 IKE(Internet Key Exchange) 표준을 사용할 수 있습니다.

• IKE 버전 1 - RFC 2409에 정의된 IKE 프로토콜

• IKE 버전 2 - IKE 버전 2(IKEv2)는 RFC 7296에 정의된 IKE 프로토콜의 최신 버전

IKEv2(Internet Key Exchange version 2)는 RFC 7296에 정의된 IKE(Internet Key Exchange) 프로토콜의 최신 버전입니다. VPN 피어가 IKEv1 또는 IKEv2 중 하나로 구성되어 있습니다. 피어가 IKEv2로 구성된 경우 해당 원격 피어가 IKEv1 협상을 시작하면 피어가 IKEv1로 다시 이동할 수 없습니다.

IKEv1에 비해 IKEv2를 사용하면 다음과 같은 이점이 있습니다.

• 8개의 초기 교환을 단일 4개의 메시지 교환으로 대체합니다.

• IPsec SA 설정의 지연 시간을 줄이고 연결 설정 속도를 높입니다.

• DOS 공격에 대한 견고성을 향상합니다.

• 시퀀스 번호 사용, 승인 및 오류 수정을 통해 안정성이 향상됩니다.

• 모든 메시지가 요청 또는 응답이므로 신뢰성이 향상됩니다. 이니시에이터는 응답을 수신하지 않을 경우 재전송할 책임이 있습니다.

IPsec은 다음과 같은 방법으로 VPN을 설정할 수 있습니다.

• IKE(Internet Key Exchange) 프로토콜 - IPsec은 IKE 프로토콜을 사용하여 키 및 보안 연결의 자동 생성 및 협상을 지원합니다. IKE를 사용하여 두 엔드포인트 간에 VPN을 협상하면 수동 키 교환보다 더 많은 보안이 제공됩니다.

• 수동 키 교환—IPsec은 수동으로 키 사용 및 교환을 지원합니다(예: 전화 또는 이메일)을 사용하여 VPN을 설정할 수 있습니다.

IKE(Internet Key Exchange) 협상에는 두 가지 단계가 포함됩니다.

• 1단계: 채널을 인증하고 안전하게 보호하는 방법에 대해 제안 교환을 협상합니다.

• 2단계: 보안 연결(SA)을 협상하여 IPsec 터널을 통과하는 데이터를 보호합니다.

자동 키 IKE(Internet Key Exchange) 협상의 1단계는 채널의 인증 및 보안 방법에 대한 제안 교환으로 구성됩니다. 참가자는 다음과 같은 허용되는 보안 서비스에 대한 제안을 교환합니다.

• 암호화 알고리즘 - 데이터 암호화 표준(DES), 트리플 데이터 암호화 표준(3DES) 및 고급 암호화 표준(AES). (IPsec 개요을(를) 참조하십시오.)

• 인증 알고리즘 - 메시지 다이제스트 5(MD5) 및 보안 해시 알고리즘(SHA). (IPsec 개요을(를) 참조하십시오.)

• Difie-Hellman(DH) 그룹. (IPsec 개요을(를) 참조하십시오.)

• 사전 공유 키 또는 RSA/DSA 인증서. (IPsec 개요을(를) 참조하십시오.)

성공적인 1단계 협상은 터널의 양 끝이 한 개 이상의 제안된 1단계 보안 매개 변수 세트를 수락하고 처리하기로 동의할 때 끝납니다. 주니퍼 네트웍스 디바이스는 1단계 협상에 최대 4개의 제안을 지원하여, 허용할 핵심 협상에 대한 보안 매개 변수 범위를 얼마나 제한할지 정의할 수 있습니다. Junos OS는 사정 정의된 표준의 호환 가능한 기본 1단계 제안 세트를 제공합니다. 또한 사용자 정의 1단계 제안을 정의할 수 있습니다.

1단계 교환은 메인 모드 또는 적극적인 모드에서 발생할 수 있습니다. IKE(Internet Key Exchange) 정책 구성 중 모드를 선택할 수 있습니다.

이 주제는 다음 섹션을 포함합니다.

• 메인 모드
• 적극적인 모드

참가자가 안전하고 인증된 채널을 설립한 후 참가자는 IPsec 터널을 통해 전송할 데이터를 확보하기 위한 보안 연결(SA)를 협상하는 2단계를 통해 진행됩니다.

1단계의 프로세스와 마찬가지로 참가자는 SA에 사용할 보안 매개 변수 중 어느 하나를 결정하기 위해 제안을 교환합니다. 또한 2단계 제안은 암호화된 보안 페이로드(ESP) 또는 인증 헤더(AH) 중 하나인 보안 프로토콜과 선택된 암호화와 인증 알고리즘을 포함합니다. 또한 제안은 PFS(Perfect Forward Secrecy)이 원하는 경우 DH(Diffie-Hellman)그룹을 지정할 수 있습니다.

1단계에서 사용되는 모드에 관계없이 2단계는 항상 빠른 모드로 동작하며 세 개의 메시지를 교환하는 것과 연관됩니다.

이 주제는 다음 섹션을 포함합니다.

• 프록시 ID
• PFS(Perfect Forward Secrecy)
• 재생 보호

IKE 버전 2는 IKEv1 메서드의 후속 버전입니다. 피어 VPN 디바이스 간에 보안 VPN 통신 채널을 제공하고 보호된 방식으로 IPsec SA(Security Association)에 대한 협상 및 인증을 정의합니다.

IKEv2는 IKEv1과 유사한 1단계 및 2단계를 포함하지 않지만, IPsec 터널을 IKEv2와 협상하기 위해 4개의 메시지 교환이 발생합니다. IKEv2의 메시지 교환은 다음과 같습니다.

• IPsec 터널을 설정하기 위해 보안 특성을 협상합니다. 여기에는 사용된 프로토콜/파라미터와 Diffie-Hellman 그룹의 교환이 포함됩니다.

• 각 피어는 IPsec 터널이 설정되는 동안 자신의 ID를 설정하거나 인증합니다.

• 피어 - 서로 간에 추가 보안 연결을 만듭니다.

• 피어는 활성도 탐지, SA 관계 제거 및 오류 메시지 보고를 수행합니다.

• IKEv2 구성 페이로드
• IKEv2 키 재생성 및 재인증
• IKEv2 단편화
• IKEv2의 트래픽 선택기

프록시 ID는 IKE(Internet Key Exchange) Virtual Private Network(VPN) 협상의 2단계에서 사용됩니다. VPN 터널의 양쪽 끝에는 수동으로 구성된 프록시 ID(경로 기반 VPN)가 있거나 터널 정책에서 소스 IP, 대상 IP 및 서비스의 조합만 사용합니다. IKE의 2단계가 협상되면 각 엔드는 구성된 로컬 및 원격 프록시 ID를 실제 수신된 프록시 ID와 비교합니다.

프록시 ID는 경로 기반 VPN과 정책 기반 VPN 모두에서 지원됩니다. 그러나 다중 프록시 ID는 루트 기반 VPN에 대해서만 지원됩니다. 다중 프록시 ID는 트래픽 선택기로 알려져 있습니다. 트래픽 선택기는 트래픽이 로컬 및 원격 주소의 특정 한 쌍과 일치하는 경우 터널을 통과하는 트래픽을 허용하는 IKE(Internet Key Exchange) 피어 간의 계약입니다. 특정 경로 기반 VPN 내에서 트래픽 선택기를 정의하면 여러 단계 2 IPsec SA가 발생할 수 있습니다. 트래픽 선택기를 준수하는 트래픽만 SA를 통해 허용됩니다. 원격 게이트웨이 디바이스가 주니퍼 네트워크 디바이스가 아닌 경우 일반적으로 트래픽 선택기가 필요합니다.

IKE 협상은 두 당사자가 통신할 수 있는 보안 채널을 설정할 수 있는 기능을 제공합니다. 사전 공유 키 인증 또는 인증서 기반 인증을 사용하여 두 당사자가 서로 인증하는 방법을 정의할 수 있습니다.

NAT-T(네트워크 주소 변환-Traversal)는 IPsec에 의해 보호되는 데이터가 주소 변환을 위해 네트워크 주소 변환(NAT) 디바이스를 통과할 때 발생하는 IP 주소 변환 문제를 해결하는 방법입니다.

NAT의 기능인 네트워크 주소 변경으로 IKE(Internet Key Exchange)는 패킷을 삭제합니다. 1단계 교환 중 데이터 경로를 따라 하나 이상의 네트워크 주소 변환(NAT) 디바이스를 감지한 후, NAT-T는 IPsec 패킷에 UDP(User Datagram Protocol) 캡슐화의 레이어를 추가하므로 해당 패킷은 주소 변환 후 삭제되지 않습니다. NAT-T는 소스 및 대상 포트 모두로 사용되는 포트 4500과 함께 UDP 내에서 IKE와 ESP 트래픽 모두를 캡슐화합니다. 네트워크 주소 변환(NAT) 디바이스가 교착 UDP 변환을 만료시키므로 피어 간 keepalive 메시지가 필요합니다.

네트워크 주소 변환(NAT) 디바이스의 위치는 다음과 같을 수 있습니다.

• IKEv1 또는 IKEv2 개시자만이 네트워크 주소 변환(NAT) 디바이스 뒤에 있습니다. 여러 개시자가 분리된 네트워크 주소 변환(NAT) 디바이스 뒤에 있을 수 있습니다. 개시자는 또한 여러 네트워크 주소 변환(NAT) 디바이스를 통해 응답자와 연결할 수 있습니다.

• IKEv1 또는 IKEv2 응답자만이 네트워크 주소 변환(NAT) 디바이스 뒤에 있습니다.

• IKEv1 또는 IKEv2 개시자와 응답자가 모두 네트워크 주소 변환(NAT) 디바이스 뒤에 있습니다.

Suite B는 미국 국가안보국(NSA)이 지정한 암호화 알고리즘 세트로, 상업용 제품이 비밀 또는 극비 수준으로 분류되는 트래픽을 보호할 수 있습니다. Suite B 프로토콜은 RFC 637 IPsec을 위한 Suite B 암호화에 정의되어 있습니다. Suite B 암호화 제품군은 ESP(Encapsulating Security Payload) 무결성과 기밀성을 제공하며 ESP 무결성 보호와 암호화가 모두 필요한 경우 사용해야 합니다. 영국의 공공 부문 네트워크를 위해 정의된 IPsec 프로파일인 IP 모듈식 암호화를 위한 프로토콜 요구사항(PRIME)은 Suite B 암호화 제품군을 기반으로 하지만 IKEv2 협상을 위해 AES-CBC가 아닌 AES-GCM을 사용합니다.

지원되는 암호화 제품군은 다음과 같습니다.

• Suite-B-GCM-128

  • ESP: GCM(Galois Counter Mode)에서 128비트 키와 16옥텟 ICV(Integrity Check Value)를 사용하는 AES(Advanced Encryption Standard) 암호화입니다.

  • IKE(Internet Key Exchange): 암호 블록 체인(CBC) 모드에서 128비트 키를 사용한 AES 암호화, SHA-256 인증을 사용한 무결성, DH(Diffie-Hellman) 그룹 19를 사용한 키 설정, ECDSA(Elliptic Curve Digital Signature Algorithm) 256비트 타원 곡선 서명을 사용한 인증.

• Suite-B-GCM-256

  • ESP: ESP용 GCM에서 256비트 키와 16옥텟 ICV를 사용한 AES 암호화입니다.

  • IKE(Internet Key Exchange): CBC 모드에서 256비트 키를 사용한 AES 암호화, SHA-384 인증을 사용한 무결성, DH 그룹 20을 사용한 키 설정, ECDSA 384비트 타원곡선 서명을 사용한 인증입니다.

• PRIME-128

  • ESP: GCM에서 128비트 키와 16옥텟 ICV를 사용한 AES 암호화입니다.

  • IKE(Internet Key Exchange): GCM에서 128비트 키를 사용한 AES 암호화, DH 그룹 19를 사용한 키 설정 및 ECDSA 256비트 타원곡선 서명을 사용한 인증입니다.

• PRIME-256

  • ESP: ESP용 GCM에서 256비트 키와 16옥텟 ICV를 사용한 AES 암호화입니다.

  • IKE(Internet Key Exchange): GCM에서 256비트 키를 사용한 AES 암호화, DH 그룹 20을 사용한 키 설정 및 ECDSA 384비트 타원곡선 서명을 사용한 인증입니다.

Suite-B 암호화 제품군은 IKEv1 및 IKEv2를 지원합니다. PRIME 암호화 제품군은 IKEv2만 지원합니다.