Diplomarbeit, 2003
133 Seiten, Note: 1,3
1 Vorwort
2 IP Security (IPSec)
2.1 Einführung
2.1.1 Internet
2.1.2 ISO/OSI - Referenzmodell
2.1.3 TCP/IP
2.2 Protokolle und Modi
2.2.1 Transportmode
2.2.2 Tunnelmode
2.2.3 Encapsulating Security Payload (ESP)
2.2.4 Authentication Header (AH)
2.2.5 Security Association (SA)
2.2.6 Security Policy Database (SPD)
2.2.7 Security Association Database (SAD)
2.3 Internet Key Exchange (IKE)
2.3.1 Domain of Interpretation (DOI)
2.3.2 Internet Security Association and Key Management Protocol (ISAKMP)
3 Sicherheitsaspekte
3.1 Bundesamt für Sicherheit in der Informationsverarbeitung (BSI) Empfehlungen
3.2 Sicherheitspolitik
3.2.1 Sicherheitspolitik für VPN
3.2.2 Firewall
3.2.3 IP Adressbereiche RFC 1918
3.3 Internet Provider
3.3.1 Mehrere Beteiligte Provider
3.3.2 Ein Beteiligter Provider
3.4 Aufbau der Einrichtungen
3.5 Risikoabschätzung
4 Ausgangssituation
4.1 Struktur
4.2 Anforderungen
4.3 Kosten
4.4 Erwartungen
5 Produktübersicht
5.1 Kriterien
5.2 Produkte
5.2.1 Software Lösungen
5.2.2 Hardware Lösungen
5.3 Auswertung
6 Kosten
6.1 Einrichtungs- und Anschaffungskosten
6.1.1 Allgemeine Kosten
6.1.2 DDV-Anbindungen
6.1.3 VPN-Anbindungen
6.2 Laufende Kosten (Betrieb)
6.2.1 Allgemeine laufende Kosten
6.2.2 DDV-Anbindungen
6.2.3 VPN-Anbindungen
6.3 Vergleich der Kosten
7 Zusammenfassung
Diese Arbeit untersucht, wie Virtual Private Networks (VPN) in einem Small-Office/Home-Office (SOHO) Umfeld sicher und wirtschaftlich betrieben werden können. Ziel ist es, anhand einer Fallstudie der Firma Electronic Data Interchange (EDI) zu evaluieren, ob ein Wechsel von traditionellen Datendirektverbindungen (DDV) auf VPN-Lösungen technisch realisierbar und wirtschaftlich vorteilhaft ist.
2.2.3 Encapsulating Security Payload (ESP)
Das ESP ist zuständig für die Verschlüsselung innerhalb IPSec. Das heißt nicht, dass in ESP die Verschlüsselungsverfahren definiert werden, sondern mit ESP wird ein Rahmen bereitgestellt mit dem unterschiedliche Verschlüsselungsverfahren in IPSec transportiert und integriert werden können. In Abb. 2.16 ist der Aufbau des ESP-Headers dargestellt. Der ESP-Header füllt das IP-Header Protokoll-Feld mit dem Wert ≫ 50 ≪. Der Security Parameter Index (SPI) verweist auf die Security Association (SA) in der Security Association Database (SAD), die für diese beiden Kommunikationspartner existieren muss. Die Seriennummer muss eine monoton steigende Zahl sein, die während der Dauer, in der ein Schlüssel gültig ist, eindeutig sein muss. Jeder Sender muss diesen Wert liefern, aber die Empfänger müssen ihn nicht auswerten. Er kann ausgewertet werden und dient dem Anti-Replay Service. Die Fülldaten werden bei Verschlüsselungsalgorithmen benutzt, die eine feste Blockgröße voraussetzen, um die Daten auf die gewünschte Blockgröße (0-255 Bytes) aufzufüllen. Die Fülldatenlänge beinhaltet die Größe der Fülldaten in Bytes. Im Next-Header-Field wird beschrieben welcher Datentyp (IP-Header: Protokoll s. a. Abb. 2.3 auf Seite 9) in den Fülldaten transportiert wird.
1 Vorwort: Einführende Darstellung der Marktsituation für Unternehmenskommunikation und der Motivation für den Einsatz von VPNs zur Kostensenkung.
2 IP Security (IPSec): Detaillierte Erläuterung der technischen Grundlagen, Protokolle und Modi von IPSec sowie deren Funktionsweise.
3 Sicherheitsaspekte: Analyse der Sicherheitsanforderungen gemäß BSI-Empfehlungen und Notwendigkeit einer unternehmensspezifischen Sicherheitspolitik.
4 Ausgangssituation: Beschreibung der bestehenden IT-Infrastruktur und der speziellen Anforderungen der Firma EDI als Fallbeispiel.
5 Produktübersicht: Vergleich verschiedener Software- und Hardware-Lösungen für VPN-Implementierungen in Kleinbetrieben.
6 Kosten: Umfassende wirtschaftliche Analyse, die Einrichtungs- und laufende Kosten von DDV- versus VPN-Anbindungen gegenüberstellt.
7 Zusammenfassung: Abschlussbetrachtung der technischen und wirtschaftlichen Ergebnisse unter Berücksichtigung der Praxiserfahrungen.
VPN, IPSec, SOHO, Netzwerksicherheit, Verschlüsselung, Firewall, Kostenanalyse, ISAKMP, Datendirektverbindungen, Internet-Provider, Sicherheitspolitik, 3DES, Authentifizierung
Die Arbeit analysiert den Einsatz von Virtual Private Networks (VPN) als kosteneffiziente Alternative zu klassischen Standleitungen in einem SOHO-Umfeld.
Die Themen umfassen die technischen Grundlagen (IPSec), Sicherheitsanforderungen, eine Marktübersicht von VPN-Appliances sowie eine detaillierte Kosten-Nutzen-Analyse.
Das Ziel ist es, zu ermitteln, ob VPN-Lösungen bei einem realen Unternehmen (EDI) wirtschaftlich betrieben werden können, ohne die notwendige Netzwerksicherheit zu gefährden.
Es wird eine anwendungsorientierte Analyse durchgeführt, basierend auf Literaturstudien zu Protokollen sowie einer praktischen Untersuchung und wirtschaftlichen Bewertung an einem real existierenden Beispielunternehmen.
Der Hauptteil gliedert sich in technische Grundlagen (IPSec-Protokolle), Sicherheitsaspekte, eine Bestandsaufnahme der Ausgangssituation bei EDI sowie eine detaillierte Produktbewertung und Kostenrechnung.
Zu den wichtigsten Begriffen gehören VPN, IPSec, Netzwerksicherheit, Verschlüsselung, Kostenanalyse und SOHO.
Die Sicherheit wird durch IPSec-konforme Verschlüsselung (z.B. 3DES oder AES) und Authentifizierungsverfahren gewährleistet, wobei die Stärke der Sicherheit maßgeblich von der Konfiguration und dem Einhalten einer Sicherheitspolitik abhängt.
Die Performance und Stabilität des Tunnels hängen von der Netzwerkauslastung, den Peering-Agreements und der allgemeinen Qualität des Providers ab, was sich direkt auf die Latenz und Verfügbarkeit auswirkt.
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