虚拟专用网VPN系列讲座(四)

安全是VPN至关重要的组成部分。下面分别就PPTP协议和基于IPSec的L2TP协议讨论VPN连接中的安全策略。

一、PPTP连接

PPTP协议提供的安全策略有用户认证和加密。

1）基于PPP的用户认证

PPTP连接采用基于PPP的用户认证协议，如EAP，MS-CHAP，CHAP，SPAP，和PAP。对于PPTP连接，智能卡支持的交易层安全协议EAP-TLS和MS-CHAPv2版，由于提供双向认证，被认为是两种最安全的信任状交换的验证方法，因此得到大力推广，使用最为广泛。

2）基于MPPE的加密措施

PPTP承继MPPE加密技术，MPPE采用RSA/RC4加密算法，这是一种流式加密器（stream cipher）。这里需要指出的是，仅当采用EAP-TLS或MS-CHAP认证协议时才能使用MPPE进行加密。

MPPE采用40位、56位、128位三种不同长度的密钥。40位密钥提供与非Windows 2000客户机的向后兼容性。缺省情况下，在连接建立过程中，VPN客户机和服务器自动协商采用最高位数的密钥。如果VPN服务器要求的密钥位数比VPN客户机所能支持的最大密钥位数还要高，则连接请求被拒绝。

最早MPPE是为点-点的连接加密设计的，在点-点连接中，数据包收发顺序相同，极少发生包丢失现象。因此针对这种环境而设计的MPPE加密法，每个数据包的解密有赖于前一数据包的解密结果。

然而，对VPN而言，IP数据包通过Internet传输，无法确保收发同序，且数据包丢失比例较高。因此，VPN连接中所使用的MPPE，其报头中包含了一个序列号，如果发生数据包丢失或到达时失序，MPPE则依据序列号对数据包密钥做修改，从而使得每个数据包的解密过程可以独立于前一数据包。

3）PPTP包过滤

一个典型的基于PPTP的VPN服务器有两个物理接口：其中一个接口在诸如Internet这样的公共或共享网络上，另一个接口在企业专用Intranet上。同时它还有一个面向所有VPN客户机连接的虚拟接口。当VPN服务器需要在VPN客户机之间进行数据流转发时，必须在所有接口之间允许IP转发。然而，允许两个物理接口之间的转发会导致VPN服务器将所有来自共享或公共网络上的IP数据包通过路由全部传送至内部Intranet。为了防止Intranet接收来自非特定VPN客户机以外的其他数据流，必须配置PPTP包过滤，使得VPN服务器仅在VPN客户机和企业专用Intranet之间进行路由转发，拒绝公共网络和Intranet之间所有其他用户，从而杜绝可能出现的的潜在恶意行为。

PPTP包过滤可以配置在VPN服务器上，也可以配置在中介防火墙上。有关包过滤和防火墙的详细内容，将在"VPN与防火墙"中做进一步介绍。

二、基于IPSec的L2TP连接

基于IPSec的L2TP提供的安全策略有用户认证、双向计算机认证、加密、数据验证和数据完整性。

1）基于IPSec的L2TP用户认证

VPN客户机认证分为两级：计算机认证和用户认证。

a．IPSec计算机认证

使用基于IPSec的L2TP协议，需要在VPN客户机和服务器之间建立IPSec ESP 安全联系SA（security association），这时要用到双向计算机认证。所谓IPSec SA，是经过IPSec第一和第二阶段的协商，两端的VPN客户机和VPN服务器在加密算法、hash运算规则、加密密钥等方面取得一致后，建立起来的客户机和服务器之间的IPSec 安全联系。

双向计算机认证，要求VPN客户机和服务器两端均安装有计算机认证书。有两种途径可以获得证书，一是配置Windows 2000组策略方案的自动注册，二是以手工方式使用证书插件（Certificates snap-in）。详细内容，可参考Windows 2000服务器帮助信息。

b．L2TP用户级认证

请求建立L2TP连接的用户由基于PPP的用户认证协议进行认证，此类认证协议主要有：EAP，MS-CHAP，CHAP，SPAP，和PAP。由于在L2TP连接建立过程中采用的是IPSec加密技术，因此可选择任意一种PPP认证协议进行用户认证，其中MS-CHAPv2版和EAP-TLS要求实现双向用户认证。

c．L2TP隧道认证

L2TP还提供在隧道建立过程中对L2TP隧道端点的认证。但在缺省情况下，Windows 2000并不要求对L2TP隧道进行认证。有关L2TP隧道认证的详细信息，可参阅微软网站相关资料。

2）基于IPSec的L2TP加密

L2TP加密取决于IPSec SA的建立。加密算法包括：

·基于56位密钥的数据加密标准DES

·3DES，使用3个56位密钥，适用于对安全要求更高的环境中。

由于在IP网络环境中，可能出现数据包丢失或数据包到达时失序等现象，因此在IP网络中，每个IPSec数据包都经过单独加密，加解密过程独立于其他IPSec数据包。

初始密钥在IPSec认证过程中获得。此后密钥的产生在不同类型的连接中有所不同，在DES加密连接中，每隔5分钟或每传输250兆字节产生一个新密钥；在3DES加密连接中，每隔1小时或每传输2千兆字节产生一个新密钥；在AH保护连接中，每隔1小时或每传输2千兆字节产生一个新hash密钥。

3）基于IPSec的L2TP数据验证和数据完整性

数据验证和数据完整性可由下述之一提供：

·Hash消息验证码HMAC的消息摘要MD5，该hash算法从需要验证的有效载荷中产生一个128位的消息摘要。

·HMAC 安全Hash算法SHA，该hash算法从需要验证的有效载荷中产生一个160位的hash散列。

4）基于IPSec的L2TP包过滤

正如在基于PPTP的VPN连接中一样，允许VPN服务器的两个物理接口即在公共网络上的接口和在Intranet上的接口之间进行转发，会导致VPN服务器将所有来自诸如Internet等公共网络上的IP数据包通过路由全部传送至内部Intranet。为了防止Intranet接收来自非特定VPN客户机以外的其他数据流，必须配置基于IPSec 的L2TP包过滤，使得VPN服务器仅在VPN客户机和Intranet之间进行路由转发，拒绝公共网络和Intranet之间所有其他用户，从而杜绝可能出现的的潜在恶意行为。

同样，基于IPSec 的L2TP包过滤既可以配置在VPN服务器上，也可以配置在中介防火墙上。详细内容，将?quot;VPN与防火墙"中做进一步介绍。