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IPsec

10.9. IPsec

原作: 井上 良信 , 5 March 2000.

訳: 日野 浩志 , 14 March 2001.

IPsec 機構は, IP 層とソケット層の両方に対して安全な通 信を提供します. 実装の詳細に関しては The Developers' Handbook を参照してください.

現在の IPsec の実装は, トランスポートモードとトンネルモード の両方をサポートしています. しかし, トンネルモードにはいくつかの 制限事項があります. http://www.kame.net/newsletter/ にはより総合的な例が載っています.

ここで述べる機能を利用するには, 以下のオプションをカーネルコ ンパイル時に指定する必要があることにご注意ください.

options          IPSEC              #IP security
options          IPSEC_ESP          #IP security (crypto; define w/IPSEC)

10.9.1. IPv4 におけるトランスポートモードの例

ホスト A (10.2.3.4) とホスト B (10.6.7.8) との間に安全なチャ ネルを配置するために, セキュリティアソシエーションを設定しましょ う. ここでは, 少し込み入った例を示します. ホスト A からホストB へは old AH のみを使います. ホスト B からホスト A へは new AH と new ESP を組み合わせます.

ここで "AH"/"new AH"/"ESP"/"new ESP" に対応するアルゴリズ ムを決めないといけません. アルゴリズムの名前を知るには, setkey(8) マニュアルページをご覧ください. ここでは, AH に MD5 を, new AH には new-HMAC-SHA1 を, new ESP には 8 バイト IV の new-DES-expIV を選びました.

鍵長はそれぞれのアルゴリズムに大きく依存します. たとえば, MD5 では鍵長は 16 バイトでなければなりませんし, new-HMAC-SHA1 では 20 バイトでなければなりませんし, new-DES-expIV では 8 バ イトでなければなりません. ここではそれぞれ "MYSECRETMYSECRET", "KAMEKAMEKAMEKAMEKAME", "PASSWORD", とします.

次に, それぞれのプロトコルに対して SPI (セキュリティパラメー タインデックス: Security Parameter Index) を割り当てます. 三種 類のセキュリティヘッダ (ホスト A からホスト B に一つ, ホスト B から ホスト A に二つ) を生成するので, この安全なチャネルには三 つの SPI が必要になることに注意してください. さらに, SPI は 256 以上である必要があることにも注意してください. ここではそれ ぞれ 1000, 2000, 3000 を割り当てます.


             (1)
    ホスト A ------> ホスト B

    (1)PROTO=AH
        ALG=MD5(RFC1826)
        KEY=MYSECRETMYSECRET
        SPI=1000

               (2.1)
    ホスト A <------ ホスト B
             <------
               (2.2)

    (2.1)
    PROTO=AH
        ALG=new-HMAC-SHA1(new AH)
        KEY=KAMEKAMEKAMEKAMEKAME
        SPI=2000

    (2.2)
    PROTO=ESP
        ALG=new-DES-expIV(new ESP)
            IV length = 8
        KEY=PASSWORD
        SPI=3000

     

次に, セキュリティアソシエーションを設定しましょう. ホスト A とホスト B の両方で, setkey(8) を実行します:


# setkey -c
add 10.2.3.4 10.6.7.8 ah-old  1000 -m transport -A keyed-md5 "MYSECRETMYSECRET" ;
add 10.6.7.8 10.2.3.4 ah  2000 -m transport -A hmac-sha1 "KAMEKAMEKAMEKAMEKAME" ;
add 10.6.7.8 10.2.3.4 esp 3000 -m transport -E des-cbc "PASSWORD" ;
^D

    

実際には, セキュリティポリシのエントリが定義されるまでは IPsec による通信は行われません. この例の場合, 両方のホストを設 定する必要があります.


A で:

# setkey -c
spdadd 10.2.3.4 10.6.7.8 any -P out ipsec
    ah/transport/10.2.3.4-10.6.7.8/require ;
^D

B で:

# setkey -c
spdadd 10.6.7.8 10.2.3.4 any -P out ipsec
    esp/transport/10.6.7.8-10.2.3.4/require ;
spdadd 10.6.7.8 10.2.3.4 any -P out ipsec
    ah/transport/10.6.7.8-10.2.3.4/require ;
^D


  ホスト A -------------------------------------> ホスト B
  10.2.3.4                                       10.6.7.8
          |                                     |
          ========== old AH keyed-md5 ==========>

          <========= new AH hmac-sha1 ===========
          <========= new ESP des-cbc ============

    

10.9.2. IPv6 におけるトランスポートモードの例

IPv6 を使ったもう一つの例.

ホスト-A とホスト-B 間の TCP ポート番号 110 番の通信には, ESP トランスポートモードが推奨されます.


              ============ ESP ============
              |                           |
          ホスト-A                      ホスト-B
          fec0::10 -------------------- fec0::11

     

暗号化アルゴリズムは blowfish-cbc で, その鍵は "kamekame", 認証アルゴリズムは hmac-sha1 で, その鍵は "this is the test key" とします. ホスト-A の設定:


        # setkey -c <<EOF
        spdadd fec0::10[any] fec0::11[110] tcp -P out ipsec
                esp/transport/fec0::10-fec0::11/use ;
        spdadd fec0::11[110] fec0::10[any] tcp -P in ipsec
                esp/transport/fec0::11-fec0::10/use ;
        add fec0::10 fec0::11 esp 0x10001
                -m transport
                -E blowfish-cbc "kamekame"
                -A hmac-sha1 "this is the test key" ;
        add fec0::11 fec0::10 esp 0x10002
                -m transport
                -E blowfish-cbc "kamekame"
                -A hmac-sha1 "this is the test key" ;
        EOF

     

そしてホスト-B の設定:

        # setkey -c <<EOF
        spdadd fec0::11[110] fec0::10[any] tcp -P out ipsec
                esp/transport/fec0::11-fec0::10/use ;
        spdadd fec0::10[any] fec0::11[110] tcp -P in ipsec
                esp/transport/fec0::10-fec0::11/use ;
        add fec0::10 fec0::11 esp 0x10001 -m transport
                -E blowfish-cbc "kamekame"
                -A hmac-sha1 "this is the test key" ;
        add fec0::11 fec0::10 esp 0x10002 -m transport
                -E blowfish-cbc "kamekame"
                -A hmac-sha1 "this is the test key" ;
        EOF

     

SP の方向に注意してください.

10.9.3. IPv4 におけるトンネルモードの例

二台のセキュリティゲートウェイ間のトンネルモード

セキュリティプロトコルは old AH トンネルモード, すなわち RFC1826 で指定されるものです. 認証アルゴリズムは "this is the test" を鍵とする keyed-md5 です.


                             ======= AH =======
                             |                |
     ネットワーク-A   ゲートウェイ-A    ゲートウェイ-B   ネットワーク-B
        10.0.1.0/24 ---- 172.16.0.1 ----- 172.16.0.2 ---- 10.0.2.0/24

     

ゲートウェイ-A における設定:


        # setkey -c <<EOF
        spdadd 10.0.1.0/24 10.0.2.0/24 any -P out ipsec
                ah/tunnel/172.16.0.1-172.16.0.2/require ;
        spdadd 10.0.2.0/24 10.0.1.0/24 any -P in ipsec
                ah/tunnel/172.16.0.2-172.16.0.1/require ;
        add 172.16.0.1 172.16.0.2 ah-old 0x10003 -m any
                -A keyed-md5 "this is the test" ;
        add 172.16.0.2 172.16.0.1 ah-old 0x10004 -m any
                -A keyed-md5 "this is the test" ;

        EOF

     

上記の例のように, もしポート番号フィールドを書かないと, "[any]" と同じ意味になります. `-m' は使用される SA のモードを 指定します. "-m any" はセキュリティプロトコルのモードのワイル ドカードを意味します. この SA をトンネルモードとトランスポート モードの両方で使用できます.

そしてゲートウェイ-B では:


        # setkey -c <<EOF
        spdadd 10.0.2.0/24 10.0.1.0/24 any -P out ipsec
                ah/tunnel/172.16.0.2-172.16.0.1/require ;
        spdadd 10.0.1.0/24 10.0.2.0/24 any -P in ipsec
                ah/tunnel/172.16.0.1-172.16.0.2/require ;
        add 172.16.0.1 172.16.0.2 ah-old 0x10003 -m any
                -A keyed-md5 "this is the test" ;
        add 172.16.0.2 172.16.0.1 ah-old 0x10004 -m any
                -A keyed-md5 "this is the test" ;

        EOF

     

二台のセキュリティゲートウェイ間の SA の束を作ります

ゲートウェイ-A とゲートウェイ-B の間では, AH トランスポー トモードと ESP トンネルモードが要求されます. この例では, ESP ト ンネルモードが先に適用され, 次に AH トランスポートモードが適用さ れます.


                            ========== AH =========
                            |  ======= ESP =====  |
                            |  |               |  |
    ネットワーク-A     ゲートウェイ-A     ゲートウェイ-B     ネットワーク-B
    fec0:0:0:1::/64 --- fec0:0:0:1::1 ---- fec0:0:0:2::1 --- fec0:0:0:2::/64

     

10.9.4. IPv6 におけるトンネルモードの例

暗号化アルゴリズムは 3des-cbc, ESP の認証アルゴリズムは hmac-sha1 とします. AH の認証アルゴリズムは hmac-md5 とします. ゲートウェイ-A での設定は:


        # setkey -c <<EOF
        spdadd fec0:0:0:1::/64 fec0:0:0:2::/64 any -P out ipsec
                esp/tunnel/fec0:0:0:1::1-fec0:0:0:2::1/require
                ah/transport/fec0:0:0:1::1-fec0:0:0:2::1/require ;
        spdadd fec0:0:0:2::/64 fec0:0:0:1::/64 any -P in ipsec
                esp/tunnel/fec0:0:0:2::1-fec0:0:0:1::1/require
                ah/transport/fec0:0:0:2::1-fec0:0:0:1::1/require ;
        add fec0:0:0:1::1 fec0:0:0:2::1 esp 0x10001 -m tunnel
                -E 3des-cbc "kamekame12341234kame1234"
                -A hmac-sha1 "this is the test key" ;
        add fec0:0:0:1::1 fec0:0:0:2::1 ah 0x10001 -m transport
                -A hmac-md5 "this is the test" ;
        add fec0:0:0:2::1 fec0:0:0:1::1 esp 0x10001 -m tunnel
                -E 3des-cbc "kamekame12341234kame1234"
                -A hmac-sha1 "this is the test key" ;
        add fec0:0:0:2::1 fec0:0:0:1::1 ah 0x10001 -m transport
                -A hmac-md5 "this is the test" ;

        EOF

     

異なる通信端での SA を作る

ホスト-A とゲートウェイ-A の間では ESP トンネルモードが要 求されています. 暗号化アルゴリズムは cast128-cbc で, ESP の認 証アルゴリズムは hmac-sha1 です. ホスト-A とホスト-B との間で は ESP トランスポートモードが推奨されています. 暗号化アルゴリ ズムは rc5-cbc で, ESP の認証アルゴリズムは hmac-md5 です.


              ================== ESP =================
              |  ======= ESP =======                 |
              |  |                 |                 |
            ホスト-A        ゲートウェイ-A         ホスト-B
          fec0:0:0:1::1 ---- fec0:0:0:2::1 ---- fec0:0:0:2::2

     

ホスト-A での設定:


        # setkey -c <<EOF
        spdadd fec0:0:0:1::1[any] fec0:0:0:2::2[80] tcp -P out ipsec
                esp/transport/fec0:0:0:1::1-fec0:0:0:2::2/use
                esp/tunnel/fec0:0:0:1::1-fec0:0:0:2::1/require ;
        spdadd fec0:0:0:2::1[80] fec0:0:0:1::1[any] tcp -P in ipsec
                esp/transport/fec0:0:0:2::2-fec0:0:0:l::1/use
                esp/tunnel/fec0:0:0:2::1-fec0:0:0:1::1/require ;
        add fec0:0:0:1::1 fec0:0:0:2::2 esp 0x10001
                -m transport
                -E cast128-cbc "12341234"
                -A hmac-sha1 "this is the test key" ;
        add fec0:0:0:1::1 fec0:0:0:2::1 esp 0x10002
                -E rc5-cbc "kamekame"
                -A hmac-md5 "this is the test" ;
        add fec0:0:0:2::2 fec0:0:0:1::1 esp 0x10003
                -m transport
                -E cast128-cbc "12341234"
                -A hmac-sha1 "this is the test key" ;
        add fec0:0:0:2::1 fec0:0:0:1::1 esp 0x10004
                -E rc5-cbc "kamekame"
                -A hmac-md5 "this is the test" ;

        EOF