VPN<\/a> oder ohne sie.<\/p>\nNetzwerkverschl\u00fcsselung in einem verteilten Ethernet-Netzwerk<\/i><\/p>\n
Die Ger\u00e4te selbst k\u00f6nnen entweder spezialisiert<\/b> (ausschlie\u00dflich zur Verschl\u00fcsselung bestimmt), oder multifunktional (hybrid, konvergent) sein.<\/b>), das hei\u00dft, die auch andere Funktionen erf\u00fcllen (zum Beispiel als Firewall oder Router). Verschiedene Anbieter ordnen ihre Ger\u00e4te unterschiedlichen Klassen\/Kategorien zu, aber das ist nicht entscheidend \u2013 wichtig ist nur, ob sie in der Lage sind, den Datenverkehr zwischen Webseiten zu verschl\u00fcsseln und welche Eigenschaften sie dabei haben.<\/p>\n
Zur Erinnerung: \u201eNetzwerkschl\u00fcsselung\u201c, \u201eDatenverkehrverschl\u00fcsselung\u201c, \u201eVerschl\u00fcsseler\u201c \u2013 das sind informelle Begriffe, die allerdings h\u00e4ufig verwendet werden. In den russischen Rechtsvorschriften (einschlie\u00dflich der Vorschriften, die die GOSTs einf\u00fchren) werden Sie diese Begriffe wahrscheinlich nicht finden.<\/p>\n
Verschl\u00fcsselungsstufen und \u00dcbertragungsmodi<\/h4>\n \nBevor ich die spezifischen Eigenschaften beschreiben kann, die zur Bewertung herangezogen werden, muss ich zuerst einen wichtigen Aspekt kl\u00e4ren, und zwar den \u201eVerschl\u00fcsselungsgrad\u201c. Mir ist aufgefallen, dass dieser Begriff sowohl in den offiziellen Dokumenten der Anbieter (in Beschreibungen, Handb\u00fcchern usw.) als auch in informellen Diskussionen (bei Verhandlungen, in Schulungen) h\u00e4ufig erw\u00e4hnt wird. Es scheint, dass alle wissen, wovon die Rede ist, aber ich habe pers\u00f6nlich einige Verwirrung miterlebt.<\/p>\n
Was versteht man also unter einem \u201eVerschl\u00fcsselungsniveau\u201c? Klar ist, dass es sich um die Nummer des Schichtenmodells der OSI\/ISO-Norm handelt, auf der die Verschl\u00fcsselung erfolgt. Laut dem Dokument GOST R ISO 7498-2\u201399 \u201eInformationstechnologie. Beziehungen offener Systeme. Grundlegendes Referenzmodell. Teil 2. Architektur der Informationssicherheit\u201c l\u00e4sst sich erkennen, dass das Niveau des Datenschutzservices (einer der Mechanismen, die daf\u00fcr sorgen, dass die Verschl\u00fcsselung funktioniert) das Protokollniveau ist, dessen Datenserviceblock (\u201ePayload\u201c, Benutzerdaten) verschl\u00fcsselt wird. Wie im Standard angegeben, kann der Service sowohl auf demselben Niveau \u201ein eigener Verantwortung\u201c als auch durch das darunterliegende Niveau bereitgestellt werden (wie es beispielsweise h\u00e4ufig bei MACsec der Fall ist).<\/p>\n
In der Praxis sind zwei Modi f\u00fcr die \u00dcbertragung von verschl\u00fcsselten Informationen \u00fcber das Netzwerk m\u00f6glich (sofort f\u00e4llt einem IPsec ein, aber diese Modi finden sich auch in anderen Protokollen). Im Transportmodus<\/b> (manchmal auch als native bezeichnet) wird nur der Service<\/b> Der Datenblock bleibt \"offen\", unverschl\u00fcsselt, w\u00e4hrend manchmal zus\u00e4tzliche Felder mit Betriebsinformationen des Verschl\u00fcsselungsalgorithmus hinzugef\u00fcgt und andere Felder modifiziert oder neu berechnet werden. In Tunnelmodus<\/b> wird der gesamte Protokoll-<\/b> Datenblock (also das Paket selbst) verschl\u00fcsselt und in einen Service-Datenblock desselben oder eines h\u00f6heren Niveaus eingekapselt, das hei\u00dft, er wird mit neuen Headern umrandet.<\/p>\n
Das Verschl\u00fcsselungsniveau in Kombination mit einem \u00dcbertragungsmodus ist weder gut noch schlecht; man kann also nicht sagen, dass L3 im Transportmodus besser ist als L2 im Tunnelmodus. Viele Merkmale, nach denen Ger\u00e4te bewertet werden, h\u00e4ngen einfach von ihnen ab, wie z. B. Flexibilit\u00e4t und Kompatibilit\u00e4t. F\u00fcr den Betrieb im Netzwerk L1 (Bitstrom\u00fcbergabe), L2 (Frameswitching) und L3 (Paketweiterleitung) im Transportmodus sind L\u00f6sungen erforderlich, die auf demselben oder einem h\u00f6heren Niveau verschl\u00fcsseln (ansonsten werden Adressinformationen verschl\u00fcsselt und die Daten erreichen ihr Ziel nicht), w\u00e4hrend der Tunnelmodus diese Einschr\u00e4nkung \u00fcberwinden kann (wobei jedoch andere wichtige Eigenschaften geopfert werden).<\/p>\n
Transport- und Tunnelverschl\u00fcsselungsmodi L2<\/i><\/p>\n
Lassen Sie uns nun die Eigenschaften im Detail betrachten.<\/p>\n
Leistung<\/h4>\n \nBei der Netzverschl\u00fcsselung ist die Leistung ein komplexes, vielschichtiges Konzept. Es kann vorkommen, dass ein bestimmtes Modell in einer Leistungskennzahl \u00fcberlegen ist, aber in einer anderen nachteilig abschneidet. Daher ist es immer sinnvoll, alle Aspekte der Verschl\u00fcsselungsleistung und deren Einfluss auf die Netzwerkleistung und die Anwendungen, die sie nutzen, zu betrachten. Hier kann man eine Analogie zu einem Auto ziehen, f\u00fcr das nicht nur die H\u00f6chstgeschwindigkeit, sondern auch die Beschleunigungszeit bis zur \u201eHundert\u201c, der Kraftstoffverbrauch und \u00e4hnliche Faktoren wichtig sind. Die Leistungsmerkmale sind f\u00fcr die Anbieter und deren potenzielle Kunden von gro\u00dfer Bedeutung. In der Regel erfolgt die Einstufung in den Produktlinien von Verschl\u00fcsselungsanbietern haupts\u00e4chlich nach der Leistung.<\/p>\n
Es ist klar, dass die Leistung sowohl von der Komplexit\u00e4t der Netzwerk- und Kryptographieoperationen abh\u00e4ngt, die auf dem Ger\u00e4t durchgef\u00fchrt werden (einschlie\u00dflich der Frage, wie gut sich diese Aufgaben parallelisieren und in Pipelines umsetzen lassen), als auch von der Leistung der Hardware und der Qualit\u00e4t der Firmware. Daher kommen in den h\u00f6heren Modellen leistungsf\u00e4higere Komponenten zum Einsatz, und oft gibt es die M\u00f6glichkeit, diese mit zus\u00e4tzlichen Prozessoren und Speichermodulen auszur\u00fcsten. Es gibt mehrere Ans\u00e4tze zur Implementierung kryptographischer Funktionen: auf einem universellen Mikroprozessor (CPU), in speziellen ma\u00dfgeschneiderten integrierten Schaltungen (ASIC) oder auf programmierbaren logischen integrierten Schaltungen (FPGA). Jeder Ansatz hat seine Vor- und Nachteile. Zum Beispiel kann die CPU zum \u201eFlaschenhals\u201c bei der Verschl\u00fcsselung werden, besonders wenn im Prozessor keine speziellen Anweisungen zur Unterst\u00fctzung des Verschl\u00fcsselungsalgorithmus vorhanden sind (oder diese nicht genutzt werden). Spezialchips bieten nicht immer die Flexibilit\u00e4t, um sie f\u00fcr eine h\u00f6here Leistung, die Hinzuf\u00fcgung neuer Funktionen oder die Behebung von Sicherheitsanf\u00e4lligkeiten umzuprogrammieren. Zudem wird ihre Nutzung nur bei hohen Produktionsvolumina rentabel. Aus diesem Grund ist die \u201egoldene Mitte\u201c so beliebt geworden \u2013 die Verwendung von FPGAs. Gerade auf FPGAs basieren die sogenannten Krypto-Beschleuniger \u2013 integrierte oder anschlie\u00dfbare spezialisierte Hardwaremodule zur Unterst\u00fctzung kryptographischer Operationen.<\/p>\n
Da es um Netzwerk-<\/b> Verschl\u00fcsselung geht, ist es logisch, die Leistung der L\u00f6sungen in denselben Ma\u00dfeinheiten zu messen wie f\u00fcr andere Netzwerkger\u00e4te \u2013 Bandbreite, Paketverlust (frame loss) und Latenz (latency). Diese Gr\u00f6\u00dfen sind in RFC 1242 definiert. \u00dcbrigens wird in diesem RFC nichts \u00fcber die h\u00e4ufig erw\u00e4hnte Variation der Latenz (jitter) gesagt. Wie misst man diese Gr\u00f6\u00dfen? Ich habe keine in Standards (offiziell oder inoffiziell wie RFC) genehmigte Methodik speziell f\u00fcr die Netzwerkverschl\u00fcsselung gefunden. Es w\u00e4re sinnvoll, die Methodik f\u00fcr Netzwerkger\u00e4te zu verwenden, die im Standard RFC 2544 festgelegt ist. Viele Anbieter folgen dieser \u2013 viele, aber nicht alle. Zum Beispiel schicken sie Testverkehr nur in eine Richtung statt in beide, wie werden empfohlen<\/b> es der Standard vorsehen w\u00fcrde. Na ja.<\/p>\n
Die Messung der Leistung von Netzwerkverschl\u00fcsselungsger\u00e4ten weist ihre eigenen Besonderheiten auf. Erstens sollten alle Messungen f\u00fcr ein Paar von Ger\u00e4ten korrekt durchgef\u00fchrt werden: Obwohl die Verschl\u00fcsselungsalgorithmen symmetrisch sind, m\u00fcssen die Latenzen und Paketverluste bei der Verschl\u00fcsselung und Entschl\u00fcsselung nicht unbedingt gleich sein. Zweitens ist es sinnvoll, genau die Delta, den Einfluss der Netzwerkverschl\u00fcsselung auf die endg\u00fcltige Netzwerkleistung zu messen, indem man zwei Konfigurationen vergleicht: ohne Verschl\u00fcsselungsger\u00e4te und mit ihnen. Oder, wie im Fall von hybrid Ger\u00e4ten, die mehrere Funktionen zus\u00e4tzlich zur Netzwerkverschl\u00fcsselung kombinieren, mit deaktivierter und aktivierter Verschl\u00fcsselung. Dieser Einfluss kann unterschiedlich sein und h\u00e4ngt von der Anschlusskonfiguration der Verschl\u00fcsselungsger\u00e4te, von den Betriebsmodi und schlie\u00dflich vom Verkehrscharakter ab. Insbesondere h\u00e4ngen viele Leistungsparameter von der Paketl\u00e4nge ab, weshalb zur Leistungsmessung verschiedener L\u00f6sungen h\u00e4ufig Grafiken verwendet werden, die diese Parameter in Abh\u00e4ngigkeit von der Paketl\u00e4nge darstellen, oder IMIX \u2013 eine Verteilung des Verkehrs nach Paketl\u00e4ngen, die etwa das Reale widerspiegelt. Wenn wir zum Vergleich dieselbe Basiskonfiguration ohne Verschl\u00fcsselung verwenden, k\u00f6nnen wir die L\u00f6sungen f\u00fcr die Netzwerkverschl\u00fcsselung vergleichen, die unterschiedlich umgesetzt sind, ohne auf diese Unterschiede einzugehen: L2 mit L3, \u201eSpeichern-und-Weitergeben\u201c (store-and-forward) mit Durchleitung (cut-through), spezialisierte mit konvergenten, GOST mit AES usw.<\/p>\n
Anschlussdiagramm zur Leistungstestung<\/i><\/p>\n
Die erste Kennzahl, auf die geachtet wird, ist die \u201eGeschwindigkeit\u201c des Verschl\u00fcsselungsger\u00e4ts, das hei\u00dft die Bandbreite<\/b> (bandwidth) seiner Netzwerkinterfaces, die Bitrate. Diese wird durch die von den Interfaces unterst\u00fctzten Netzwerkstandards definiert. F\u00fcr Ethernet sind typische Werte 1 Gbit\/s und 10 Gbit\/s. Doch wie wir wissen, ist die maximale theoretische Durchsatzrate<\/b> (throughput) auf jeder Ebene immer geringer als die Bandbreite: Ein Teil der Bandbreite wird von Interframe-Spannen, Protokoll-Headern und so weiter \u201everbraucht\u201c. Wenn das Ger\u00e4t in der Lage ist, den Datenverkehr mit der vollen Geschwindigkeit des Netzwerkinterfaces zu empfangen, zu verarbeiten (in unserem Fall zu verschl\u00fcsseln oder zu entschl\u00fcsseln) und weiterzuleiten, das hei\u00dft, mit der maximalen theoretischen Durchsatzrate der jeweiligen Netzmodellebene, gilt es als mit Leitungsrate<\/b>. Daf\u00fcr muss das Ger\u00e4t sicherstellen, dass es keine Pakete verliert oder abweist, unabh\u00e4ngig von deren Gr\u00f6\u00dfe und H\u00e4ufigkeit. Wenn das Verschl\u00fcsselungsger\u00e4t nicht in der Lage ist, mit der Liniengeschwindigkeit zu arbeiten, wird in der Regel die maximale Durchsatzrate in Gigabit pro Sekunde angegeben (manchmal mit der Angabe der Paketl\u00e4ngen \u2013 je k\u00fcrzer die Pakete, desto geringer ist normalerweise die Durchsatzrate). Es ist sehr wichtig zu verstehen, dass die maximale Durchsatzrate das Maximum ist. verlustfrei<\/b> (auch wenn das Ger\u00e4t m\u00f6glicherweise in der Lage ist, den Verkehr mit h\u00f6herer Geschwindigkeit zu \u201eleiten\u201c, dabei jedoch Teile der Pakete verliert). Au\u00dferdem sollte man darauf achten, dass einige Anbieter die gesamte Durchsatzrate zwischen allen Portpaaren messen, sodass diese Zahlen oft wenig aussagen, wenn der gesamte verschl\u00fcsselte Verkehr \u00fcber einen einzigen Port geht.<\/p>\n
Wo ist die Arbeit mit hoher Liniengeschwindigkeit (oder anders gesagt, ohne Paketverluste) besonders wichtig? In Kan\u00e4len mit hoher Bandbreite und gro\u00dfen Latenzen (z.B. Satelliten), wo f\u00fcr die Aufrechterhaltung hoher \u00dcbertragungsgeschwindigkeiten eine gro\u00dfe TCP-Fenstergr\u00f6\u00dfe erforderlich ist und wo Paketverluste die Netzwerkleistung drastisch senken.<\/p>\n
Aber nicht die gesamte Bandbreite wird f\u00fcr die \u00dcbertragung n\u00fctzlicher Daten verwendet. Man muss sich mit den sogenannten Overhead-Kosten<\/b> (Overhead) Bandbreite. Dies ist der Teil der Bandbreite des Verschl\u00fcsselungsger\u00e4ts (in Prozent oder Bytes pro Paket), der tats\u00e4chlich verloren geht (nicht f\u00fcr die \u00dcbertragung von Anwendungsdaten verwendet werden kann). Overhead entsteht zuerst durch die Erh\u00f6hung der Gr\u00f6\u00dfe des Datenfeldes in den verschl\u00fcsselten Netzwerkpaketen (abh\u00e4ngig vom Verschl\u00fcsselungsalgorithmus und dessen Betriebsmodus). Zweitens durch die Erh\u00f6hung der L\u00e4nge der Paketheader (Tunnelmodus, Einf\u00fcgung von Verschl\u00fcsselungsprotokolldaten, Hash-Einf\u00fcgungen usw., abh\u00e4ngig von Protokoll und Betriebsmodus von Verschl\u00fcsselung und \u00dcbertragung). \u00dcblicherweise sind diese Overheads die entscheidendsten und werden zuerst beachtet. Drittens aufgrund der Fragmentierung von Paketen, wenn die maximale Gr\u00f6\u00dfe des Datenblocks (MTU) \u00fcberschritten wird (wenn das Netzwerk in der Lage ist, Pakete, die die MTU \u00fcberschreiten, in zwei Teile zu zerlegen, wobei die Header dupliziert werden). Viertens durch die Entstehung zus\u00e4tzlicher Kontroll- (\u00dcberwachungs-) Daten im Netzwerk zwischen den Verschl\u00fcsselungsger\u00e4ten (f\u00fcr den Schl\u00fcsselwechsel, die Tunnelinstallation usw.). Niedrige Overheads sind wichtig, wenn die Kanalbandbreite begrenzt ist. Dies zeigt sich besonders im Datenverkehr kleiner Pakete, wie z.B. bei Sprach\u00fcbertragungen \u2013 hier k\u00f6nnen die Overheads mehr als die H\u00e4lfte der Kanalgeschwindigkeit \u201eauffressen\u201c!<\/p>\n
Durchsatz<\/i><\/p>\n
Schlie\u00dflich gibt es auch eingebrachte Verz\u00f6gerung<\/b> \u2013 Der Unterschied (in Bruchteilen einer Sekunde) in der Netzwerklatenz (der Zeit, die ben\u00f6tigt wird, um Daten vom Eingang ins Netzwerk bis zum Ausgang zu \u00fcbermitteln) zwischen der Daten\u00fcbertragung ohne Netzverschl\u00fcsselung und mit dieser. Allgemein gilt: Je geringer die Latenz (\u201eLatency\u201c) des Netzwerks, desto kritischer wird die durch Verschl\u00fcsselungsger\u00e4te verursachte Verz\u00f6gerung. Die Verz\u00f6gerung entsteht sowohl durch den Verschl\u00fcsselungsvorgang selbst (abh\u00e4ngig vom Verschl\u00fcsselungsalgorithmus, der Blockgr\u00f6\u00dfe und dem Betriebsmodus des Chiffriers, sowie von der Qualit\u00e4t der Implementierung in der Software) als auch durch die Verarbeitung des Netzwerkpakets im Ger\u00e4t. Die hinzugef\u00fcgte Verz\u00f6gerung h\u00e4ngt sowohl vom Modus der Paketverarbeitung (durchgehend oder \u201espeichern-und-\u00fcbertragen\u201c) als auch von der Leistungsf\u00e4higkeit der Plattform ab (hardwarebasierte Implementierungen auf FPGA oder ASIC sind in der Regel schneller als softwarebasierte auf CPU). L2-Verschl\u00fcsselung weist fast immer eine geringere Verz\u00f6gerung auf im Vergleich zur L3- oder L4-Verschl\u00fcsselung: Dies liegt daran, dass Ger\u00e4te, die auf L3\/L4 verschl\u00fcsseln, h\u00e4ufig konvergente Systeme sind. Beispielsweise haben Hochgeschwindigkeits-Ethernet-Verschl\u00fcsseler, die auf FPGA implementiert sind und auf L2 verschl\u00fcsseln, eine verschwindend kleine Verz\u00f6gerung durch den Verschl\u00fcsselungsvorgang \u2013 manchmal verringert sich die summierte Verz\u00f6gerung sogar, wenn auf ein Paar Ger\u00e4ten die Verschl\u00fcsselung aktiviert wird! Eine geringe Verz\u00f6gerung ist wichtig, wenn sie mit den Gesamtlatenzen im Kanal vergleichbar ist, einschlie\u00dflich der Signalverbreitungsverz\u00f6gerung, die etwa 5 \u00b5s pro Kilometer betr\u00e4gt. Das bedeutet, dass man sagen kann, dass in st\u00e4dtischen Netzwerken (mit einem Durchmesser von mehreren Kilometern) Mikrosekunden entscheidend sein k\u00f6nnen. Zum Beispiel bei synchroner Datenbankreplikation, Hochfrequenzhandel und auch in der Blockchain.<\/p>\n
Einf\u00fcgebare Verz\u00f6gerung<\/i><\/p>\nSkalierbarkeit<\/h4>\n
\nGro\u00dfe verteilte Netzwerke k\u00f6nnen Tausende von Knoten und Netzwerkger\u00e4ten sowie Hunderte von Segmenten lokaler Netzwerke umfassen. Es ist wichtig, dass Verschl\u00fcsselungsl\u00f6sungen keine zus\u00e4tzlichen Einschr\u00e4nkungen hinsichtlich der Gr\u00f6\u00dfe und Topologie des verteilten Netzwerks auferlegen. Dies betrifft in erster Linie die maximale Anzahl von Knoten- und Netzwerkadressen. Mit solchen Einschr\u00e4nkungen kann man beispielsweise bei der Umsetzung einer Multipeer-Topologie eines durch Verschl\u00fcsselung gesch\u00fctzten Netzwerks (mit unabh\u00e4ngigen, gesch\u00fctzten Verbindungen oder Tunneln) oder selektiver Verschl\u00fcsselung (z. B. nach Protokollnummer oder VLAN) konfrontiert werden. Wenn dabei Netzwerkadressen (MAC, IP, VLAN-ID) als Schl\u00fcssel in einer Tabelle verwendet werden, die in der Anzahl der Zeilen begrenzt ist, treten diese Einschr\u00e4nkungen deutlicher zutage.<\/p>\n
Dar\u00fcber hinaus haben gro\u00dfe Netzwerke oft mehrere strukturelle Ebenen, einschlie\u00dflich des Backbone-Netzes, in denen jeweils ein eigenes Adressierungsschema und eine eigene Routing-Politik implementiert sind. F\u00fcr die Umsetzung eines solchen Ansatzes kommen h\u00e4ufig spezielle Rahmenformate (wie Q-in-Q oder MAC-in-MAC) sowie Routing-Protokolle zum Einsatz. Um den Aufbau solcher Netzwerke nicht zu behindern, m\u00fcssen Verschl\u00fcsselungsger\u00e4te mit diesen Rahmen korrekt umgehen \u2013 das bedeutet, dass Skalierbarkeit in diesem Zusammenhang Kompatibilit\u00e4t bedeutet, wie weiter unten erl\u00e4utert.<\/p>\n
Flexibilit\u00e4t<\/h4>\n \nHier geht es um die Unterst\u00fctzung verschiedener Konfigurationen, Anschlussschemata, Topologien und mehr. F\u00fcr gesteuerte Netzwerke, die auf Carrier-Ethernet-Technologien basieren, bedeutet dies beispielsweise die Unterst\u00fctzung verschiedener Typen virtueller Verbindungen (E-Line, E-LAN, E-Tree), verschiedener Dienste (sowohl nach Ports als auch nach VLAN) sowie unterschiedlicher Transporttechnologien (die bereits oben erw\u00e4hnt wurden). Das Ger\u00e4t muss sowohl im linearen (\u201ePoint-to-Point\u201c) als auch im Mehrpunktmodus arbeiten k\u00f6nnen, separate Tunnel f\u00fcr verschiedene VLANs einrichten und eine ungeordnete Paketlieferung innerhalb des gesch\u00fctzten Kanals zulassen. Die M\u00f6glichkeit, verschiedene Betriebsmodi des Verschl\u00fcsslers (einschlie\u00dflich mit oder ohne Inhaltsauthentifizierung) sowie verschiedene Paket\u00fcbertragungsmodi auszuw\u00e4hlen, erm\u00f6glicht es, ein Gleichgewicht zwischen Robustheit und Leistung je nach aktuellen Bedingungen zu gew\u00e4hrleisten.<\/p>\n
Auch die Unterst\u00fctzung privater Netzwerke ist wichtig, deren Hardware einer Organisation geh\u00f6rt (oder von dieser gemietet wird), sowie von Betreibernetzwerken, deren verschiedene Segmente von unterschiedlichen Unternehmen verwaltet werden. Es ist vorteilhaft, wenn die L\u00f6sung sowohl die Verwaltung durch eigene Kr\u00e4fte als auch durch einen externen Dienstleister (im Rahmen eines verwalteten Services) zul\u00e4sst. In Betreibernetzwerken ist eine weitere wichtige Funktion die Unterst\u00fctzung von Multitenancy (gemeinsame Nutzung durch verschiedene Kunden) in Form einer kryptografischen Isolierung einzelner Kunden (Abonnenten), deren Datenverkehr durch denselben Satz von Verschl\u00fcsselungsger\u00e4ten geleitet wird. In der Regel erfordert dies die Verwendung separater Schl\u00fcssel- und Zertifikatss\u00e4tze f\u00fcr jeden Kunden.<\/p>\n
Wenn das Ger\u00e4t f\u00fcr ein spezifisches Szenario angeschafft wird, sind all diese M\u00f6glichkeiten m\u00f6glicherweise nicht allzu wichtig \u2013 es muss lediglich sichergestellt werden, dass das Ger\u00e4t das unterst\u00fctzt, was momentan ben\u00f6tigt wird. Sollte die L\u00f6sung jedoch \"f\u00fcr die Zukunft\" gekauft werden, um auch zuk\u00fcnftige Szenarien zu unterst\u00fctzen, und als \"Unternehmensstandard\" gew\u00e4hlt werden, w\u00e4re Flexibilit\u00e4t von Vorteil \u2013 insbesondere angesichts der Interoperabilit\u00e4tsbeschr\u00e4nkungen zwischen Ger\u00e4ten verschiedener Anbieter (dar\u00fcber sp\u00e4ter mehr).<\/p>\n
Einfachheit und Benutzerfreundlichkeit<\/h4>\n \nDie Benutzerfreundlichkeit ist ebenfalls ein vielschichtiges Konzept. Man kann grob sagen, dass es sich um die Gesamtzeit handelt, die Fachkr\u00e4fte bestimmter Qualifikation ben\u00f6tigen, um die L\u00f6sung in verschiedenen Phasen ihres Lebenszyklus zu unterst\u00fctzen. Wenn es keine Kosten gibt und Installation, Konfiguration, Betrieb vollst\u00e4ndig automatisiert sind, sind die Kosten null und die Benutzerfreundlichkeit absolut. Nat\u00fcrlich gibt es im realen Leben so etwas nicht. Ein vern\u00fcnftiger Ansatz w\u00e4re das Modell \u201eKnoten in der Leitung\u201c<\/b> (bump-in-the-wire), oder eine transparente Verbindung, bei der das Hinzuf\u00fcgen und Trennen von Verschl\u00fcsselungsger\u00e4ten keine manuellen oder automatischen \u00c4nderungen an der Netzwerkconfiguration erfordert. Dies vereinfacht die Wartung der L\u00f6sung: Sie k\u00f6nnen die Verschl\u00fcsselungsfunktion problemlos ein- und ausschalten und das Ger\u00e4t bei Bedarf einfach mit einem Netzwerkkabel \u201eumgehen\u201c (das hei\u00dft, die Ports des Netzwerkausr\u00fcstungs direkt zu verbinden, an die es angeschlossen war). Allerdings gibt es einen Nachteil \u2013 dasselbe kann auch ein Angreifer tun. Um das Prinzip \u201eKnoten im Kabel\u201c umzusetzen, muss der Datenverkehr nicht nur ber\u00fccksichtigt werden der Datenschicht<\/b>, sondern auch der Steuerungs- und Verwaltungsschichten<\/b> \u2013 Ger\u00e4te m\u00fcssen f\u00fcr sie transparent sein. Daher kann dieser Datenverkehr nur dann verschl\u00fcsselt werden, wenn es im Netzwerk zwischen den Ger\u00e4ten keine Empf\u00e4nger f\u00fcr diese Arten von Datenverkehr gibt, da sich die Netzwerkkonfiguration bei aktivierter oder deaktivierter Verschl\u00fcsselung \u00e4ndern kann. Das Verschl\u00fcsselungsger\u00e4t kann auch auf physischer Ebene transparent f\u00fcr Signalisierung sein. Insbesondere bei Signalausfall muss es diesen Verlust (d. h. seine Sender deaktivieren) r\u00fcckw\u00e4rts und vorw\u00e4rts ('f\u00fcr sich selbst') in Richtung des Signals \u00fcbertragen.<\/p>\n
Ebenso wichtig ist die Unterst\u00fctzung bei der Aufteilung der Zust\u00e4ndigkeiten zwischen den Abteilungen f\u00fcr Informationssicherheit und IT, insbesondere der Netzwerkaabteilung. Die Verschl\u00fcsselungsl\u00f6sung muss das im Unternehmen akzeptierte Zugriffs- und Auditing-Modell unterst\u00fctzen. Der Bedarf an Interaktionen zwischen verschiedenen Abteilungen zur Durchf\u00fchrung routinez Aufgaben sollte minimiert werden. Daher haben spezialisierte Ger\u00e4te, die ausschlie\u00dflich Verschl\u00fcsselungsfunktionen unterst\u00fctzen und f\u00fcr Netzwerkoperationen maximal transparent sind, einen Vorteil in Bezug auf Benutzerfreundlichkeit. Einfach ausgedr\u00fcckt, sollten die Mitarbeiter der Informationssicherheitsabteilung keinen Anlass haben, mit den Netzwerkern in Kontakt zu treten, um Netzwerkeinstellungen zu \u00e4ndern. Und umgekehrt sollte es f\u00fcr diese keine Notwendigkeit geben, die Verschl\u00fcsselungseinstellungen w\u00e4hrend der Wartung des Netzwerks zu \u00e4ndern.<\/p>\n
Ein weiterer Faktor sind die M\u00f6glichkeiten und die Benutzerfreundlichkeit der Verwaltungswerkzeuge. Diese sollten \u00fcbersichtlich, logisch und in der Lage sein, die Einstellungen zu importieren und zu exportieren sowie Automatisierungen zu gew\u00e4hrleisten. Es ist sofort wichtig, darauf zu achten, welche Verwaltungsoptionen verf\u00fcgbar sind (gew\u00f6hnlich umfasst dies eine eigene Managementumgebung, eine Web-Oberfl\u00e4che und die Kommandozeile) und welche Funktionen in jedem Fall angeboten werden (es gibt h\u00e4ufig Einschr\u00e4nkungen). Eine wichtige Funktion ist die Unterst\u00fctzung von Out-of-Band<\/b> Management, das hei\u00dft \u00fcber ein dediziertes Managementnetzwerk, und In-Band<\/b> Management, das hei\u00dft \u00fcber das gemeinsame Netzwerk, das auch f\u00fcr den Nutzdatenverkehr genutzt wird. Die Verwaltungstools sollten alle nicht-standardm\u00e4\u00dfigen Situationen, einschlie\u00dflich Sicherheitsvorf\u00e4lle, signalisieren. Routinem\u00e4\u00dfige, sich wiederholende Aufgaben sollten automatisiert durchgef\u00fchrt werden. Dies gilt insbesondere f\u00fcr das Management von Schl\u00fcsseln. Diese sollten automatisch erstellt\/verteilt werden. Unterst\u00fctzung von PKI ist ein gro\u00dfer Vorteil.<\/p>\nKompatibilit\u00e4t<\/h4>\n
\nDas bedeutet die Kompatibilit\u00e4t des Ger\u00e4ts mit Netzwerkstandards. Dabei sind nicht nur branchenspezifische Standards gemeint, die von autoritativen Organisationen wie IEEE anerkannt werden, sondern auch propriet\u00e4re Protokolle f\u00fchrender Unternehmen der Branche, wie beispielsweise Cisco. Es gibt zwei grundlegende Ans\u00e4tze zur Gew\u00e4hrleistung der Kompatibilit\u00e4t: entweder durch Transparenz<\/b>, oder durch explizite Unterst\u00fctzung<\/b> von Protokollen (wenn ein Verschl\u00fcsselungsger\u00e4t f\u00fcr ein bestimmtes Protokoll zu einem Knoten im Netzwerk wird und den Kontrollverkehr dieses Protokolls verarbeitet). Die Vollst\u00e4ndigkeit und Richtigkeit der Implementierung der Kontrollprotokolle bestimmen die Kompatibilit\u00e4t mit den Netzwerken. Wichtig ist die Unterst\u00fctzung verschiedener Varianten der PHY-Ebene (Geschwindigkeiten, \u00dcbertragungsmedien, Kodierungsschemata), Ethernet-Frames unterschiedlicher Formate mit beliebigem MTU und verschiedener Steprotokolle L3 (vor allem der TCP\/IP-Familie).<\/p>\n
Die Transparenz wird durch Mechanismen der Mutation (vor\u00fcbergehende \u00c4nderung des Inhalts offener Header im Verkehr zwischen den Verschl\u00fcsselungsger\u00e4ten), Durchlass (wenn einzelne Pakete unverschl\u00fcsselt bleiben) und Versatz zu Beginn der Verschl\u00fcsselung (wenn normalerweise zu verschl\u00fcsselnde Felder von Paketen nicht verschl\u00fcsselt werden) gew\u00e4hrleistet.<\/p>\n
Wie wird Transparenz gew\u00e4hrleistet<\/i><\/p>\n
Deshalb sollten Sie stets kl\u00e4ren, wie die Unterst\u00fctzung f\u00fcr ein bestimmtes Protokoll gew\u00e4hrleistet wird. Oft ist die Unterst\u00fctzung im transparenten Modus bequemer und zuverl\u00e4ssiger.<\/p>\n
Interoperabilit\u00e4t<\/h4>\n \nDas ist ebenfalls Kompatibilit\u00e4t, jedoch in einem anderen Sinne. Es geht um die M\u00f6glichkeit der Zusammenarbeit mit anderen Modellen von Verschl\u00fcsselungsger\u00e4ten, einschlie\u00dflich anderer Hersteller. Hier h\u00e4ngt vieles vom Stand der Standardisierung der Verschl\u00fcsselungsprotokolle ab. F\u00fcr L1 gibt es einfach keine allgemein anerkannten Verschl\u00fcsselungsstandards.<\/p>\n
F\u00fcr die Verschl\u00fcsselung von L2 in Ethernet-Netzwerken existiert der Standard 802.1ae (MACsec), jedoch verwendet er nicht end-to-end<\/b> , sondern inter-port<\/b>, \u00abhop-by-hop\u00bb Verschl\u00fcsselung, und in seiner urspr\u00fcnglichen Version nicht f\u00fcr den Einsatz in verteilten Netzwerken geeignet, weshalb seine propriet\u00e4ren Erweiterungen entstanden sind, die diese Einschr\u00e4nkung \u00fcberwinden (nat\u00fcrlich auf Kosten der Interoperabilit\u00e4t mit Ger\u00e4ten anderer Hersteller). Allerdings wurde 2018 Unterst\u00fctzung f\u00fcr verteilte Netzwerke in den Standard 802.1ae aufgenommen, aber Unterst\u00fctzung f\u00fcr die GOST-Verschl\u00fcsselungsalgorithmen fehlt nach wie vor. Daher zeichnen sich propriet\u00e4re, nicht standardisierte L2-Verschl\u00fcsselungsprotokolle in der Regel durch h\u00f6here Effizienz (insbesondere geringere Bandbreitenkosten) und Flexibilit\u00e4t (M\u00f6glichkeit des Wechsels von Algorithmen und Verschl\u00fcsselungsmodi) aus.<\/p>\n
Auf h\u00f6heren Ebenen (L3 und L4) gibt es anerkannte Standards, vor allem IPsec und TLS, jedoch ist auch hier nicht alles so einfach. Jeder dieser Standards ist ein Protokollsatz, wobei jedes Protokoll unterschiedliche Versionen und optionale oder notwendige Erweiterungen aufweist. Dar\u00fcber hinaus ziehen es einige Hersteller vor, ihre eigenen propriet\u00e4ren Verschl\u00fcsselungsprotokolle f\u00fcr L3\/L4 anzuwenden. Daher sollte man in den meisten F\u00e4llen nicht auf vollst\u00e4ndige Interoperabilit\u00e4t hoffen, aber es ist wichtig, dass zumindest eine Interaktion zwischen verschiedenen Modellen und Generationen eines Herstellers gew\u00e4hrleistet ist.<\/p>\n
Zuverl\u00e4ssigkeit<\/h4>\n \nZum Vergleich verschiedener L\u00f6sungen kann entweder die mittlere Betriebszeit bis zum Ausfall oder die Verf\u00fcgbarkeitsquote herangezogen werden. Wenn es keine Zahlen gibt (oder kein Vertrauen in diese besteht), kann ein qualitatives Vergleich vorgenommen werden. Vorteile haben Ger\u00e4te mit benutzerfreundlichem Management (geringeres Fehlerrisiko bei der Konfiguration), spezialisierte Verschl\u00fcsselungsger\u00e4te (aus demselben Grund) sowie L\u00f6sungen mit minimaler Erkennungs- und Reparaturzeit bei Ausf\u00e4llen, einschlie\u00dflich Mitteln f\u00fcr das \u201eHot\u201c-Failover von Knoten und Ger\u00e4ten im Ganzen.<\/p>\n
Kosten<\/h4>\n \nWas die Kosten betrifft, so ist es, wie bei den meisten IT-L\u00f6sungen, ratsam, die Gesamtkosten des Eigentums zu vergleichen. F\u00fcr deren Berechnung muss man kein Rad neu erfinden, sondern kann jede geeignete Methode (zum Beispiel von Gartner) und jeden verf\u00fcgbaren Rechner (zum Beispiel den, der bereits in der Organisation zur Berechnung der TCO verwendet wird) nutzen. Es ist offensichtlich, dass die Gesamtkosten des Eigentums f\u00fcr L\u00f6sungen zur Netzverschl\u00fcsselung sich zusammensetzen aus direkten<\/b> Kosten f\u00fcr den Kauf oder die Miete der L\u00f6sung selbst, f\u00fcr die Infrastruktur zur Unterbringung der Ger\u00e4te sowie f\u00fcr die Ausgaben f\u00fcr Bereitstellung, Administration und Wartung (egal, ob in Eigenregie oder als Dienstleistung einer externen Organisation) und auch aus indirekten<\/b> Kosten durch Ausfallzeiten von L\u00f6sungen (verursacht durch Produktivit\u00e4tsverluste der Endbenutzer). Es gibt wohl nur einen kleinen Punkt zu beachten. Der Einfluss der L\u00f6sung auf die Leistung kann unterschiedlich bewertet werden: entweder als indirekte Kosten, die durch einen R\u00fcckgang der Produktivit\u00e4t entstehen, oder als \"virtuelle\" direkte Kosten f\u00fcr den Kauf\/Upgrade und die Wartung von Netzwerkinfrastrukturen, um die Leistungsabf\u00e4lle der Netzwerkgeschwindigkeit aufgrund von Verschl\u00fcsselung auszugleichen. In jedem Fall sollten Kosten, die sich nicht mit ausreichender Genauigkeit berechnen lassen, besser \"au\u00dferhalb der Klammern\" der Kalkulation belassen werden: das erh\u00f6ht das Vertrauen in die endg\u00fcltige Zahl. Und wie immer ist ein Vergleich verschiedener Ger\u00e4te anhand der TCO f\u00fcr spezifische Nutzungsszenarien - reale oder typisierte - sinnvoll.<\/p>\nRobustheit<\/h4>\n
\nUnd das letzte Merkmal ist die Widerstandsf\u00e4higkeit der L\u00f6sung. In den meisten F\u00e4llen kann die Widerstandsf\u00e4higkeit nur qualitativ bewertet werden, indem verschiedene L\u00f6sungen miteinander verglichen werden. Wir m\u00fcssen uns daran erinnern, dass Verschl\u00fcsselungsger\u00e4te nicht nur ein Mittel, sondern auch ein Schutzobjekt sind. Sie k\u00f6nnen verschiedenen Bedrohungen ausgesetzt sein. Im Vordergrund stehen die Bedrohungen der Vertraulichkeit, der Reproduktion und der Modifikation von Nachrichten. Diese Bedrohungen k\u00f6nnen durch Schwachstellen im Verschl\u00fcsselungsalgorithmus oder in dessen spezifischen Modi sowie durch Schwachstellen in den Verschl\u00fcsselungsprotokollen (einschlie\u00dflich w\u00e4hrend der Verbindungsherstellung und der Schl\u00fcsselgenerierung\/-verteilung) realisiert werden. Vorteile liegen bei L\u00f6sungen, die den Wechsel des Verschl\u00fcsselungsalgorithmus oder die Umstellung auf einen anderen Verschl\u00fcsselungsmodus (mindestens durch ein Update der Firmware) erm\u00f6glichen, bei L\u00f6sungen, die eine umfassende Verschl\u00fcsselung bieten, die nicht nur Benutzerdaten, sondern auch Adressen und andere Metainformationen vor Angreifern verbergen, sowie bei L\u00f6sungen, die nicht nur verschl\u00fcsseln, sondern auch Nachrichten vor Reproduktion und Modifikation sch\u00fctzen. F\u00fcr alle modernen Verschl\u00fcsselungsalgorithmen, digitale Signaturen, Schl\u00fcsselgenerierung und andere, die in den Standards verankert sind, kann die Widerstandsf\u00e4higkeit als gleich betrachtet werden (ansonsten k\u00f6nnte man sich einfach in den Tiefen der Kryptographie verlieren). M\u00fcssen es unbedingt GOST-Algorithmen sein? Hier ist alles einfach: Wenn das Anwendungsszenario eine Zertifizierung durch die FSB f\u00fcr SKZI erfordert (und in Russland ist dies meist der Fall), dann w\u00e4hlen wir ausschlie\u00dflich zertifizierte L\u00f6sungen. Wenn nicht, macht es keinen Sinn, Ger\u00e4te ohne Zertifikate aus der Betrachtung auszuschlie\u00dfen.<\/p>\n
Eine weitere Bedrohung ist die Bedrohung durch Hacking und unbefugten Zugriff auf Ger\u00e4te (einschlie\u00dflich physischem Zugang von au\u00dfen und innen zum Geh\u00e4use). Die Bedrohung kann \u00fcber
Schlie\u00dflich gibt es noch eine weitere Art von Bedrohungen \u2013 Fehler bei der Einrichtung und dem Betrieb, der menschliche Faktor in seiner reinsten Form. Hier zeigt sich ein weiterer Vorteil spezialisierter Verschl\u00fcsselungsl\u00f6sungen im Vergleich zu konvergenten L\u00f6sungen, die oft auf erfahrene \"Netzwerkprofis\" ausgerichtet sind und bei \"gew\u00f6hnlichen\", breit gef\u00e4cherten IT-Sicherheitsspezialisten Schwierigkeiten verursachen k\u00f6nnen.<\/p>\n
Zusammenfassung<\/h4>\n \nIm Prinzip k\u00f6nnte man hier einen gewissen integralen Indikator f\u00fcr den Vergleich verschiedener Ger\u00e4te vorschlagen, etwa so etwas wie<\/p>\n
$$display$$K_j=\u2211p_i r_{ij}$$display$$<\/p>\n
\nwobei p das Gewicht des Indikators und r den Rang des Ger\u00e4ts nach diesem Indikator ist, wobei jede der oben genannten Eigenschaften in \"atomare\" Indikatoren zerlegt werden kann. Eine solche Formel k\u00f6nnte beispielsweise n\u00fctzlich sein, wenn Angebote im Rahmen zuvor vereinbarter Regeln verglichen werden. Aber man kann auch mit einer einfachen Tabelle wie dieser auskommen:<\/p>\n
Merkmale
Durchsatz
+++<\/p>\n
\u00dcberheadskosten
+++<\/p>\n
Latenz
++<\/p>\n
Skalierbarkeit
+++<\/p>\n
Flexibilit\u00e4t
+<\/p>\n
Interoperabilit\u00e4t
+<\/p>\n
Kompatibilit\u00e4t
+++<\/p>\n
Einfachheit und Benutzerfreundlichkeit
++<\/p>\n
Ausfallsicherheit
++<\/p>\n
Kosten
+<\/p>\n
Robustheit
+++<\/p>\n
\nIch freue mich, Fragen und konstruktive kritische Anmerkungen zu beantworten.habr.com<\/a><\/p>","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"excerpt":{"rendered":"\u042d\u0442\u043e\u0442 \u043e\u0431\u0437\u043e\u0440 (\u0438\u043b\u0438, \u0435\u0441\u043b\u0438 \u0445\u043e\u0442\u0438\u0442\u0435, \u0440\u0443\u043a\u043e\u0432\u043e\u0434\u0441\u0442\u0432\u043e \u0434\u043b\u044f \u0441\u0440\u0430\u0432\u043d\u0435\u043d\u0438\u044f) \u044f \u043d\u0430\u043f\u0438\u0441\u0430\u043b, \u043a\u043e\u0433\u0434\u0430 \u043c\u043d\u0435 \u043f\u043e\u0440\u0443\u0447\u0438\u043b\u0438 \u0441\u0440\u0430\u0432\u043d\u0438\u0442\u044c \u043c\u0435\u0436\u0434\u0443 \u0441\u043e\u0431\u043e\u0439 \u043d\u0435\u0441\u043a\u043e\u043b\u044c\u043a\u043e \u0443\u0441\u0442\u0440\u043e\u0439\u0441\u0442\u0432 \u0440\u0430\u0437\u043d\u044b\u0445 \u0432\u0435\u043d\u0434\u043e\u0440\u043e\u0432. \u041a \u0442\u043e\u043c\u0443 \u0436\u0435 \u044d\u0442\u0438 \u0443\u0441\u0442\u0440\u043e\u0439\u0441\u0442\u0432\u0430 \u043f\u0440\u0438\u043d\u0430\u0434\u043b\u0435\u0436\u0430\u043b\u0438 \u043a \u0440\u0430\u0437\u043d\u044b\u043c \u043a\u043b\u0430\u0441\u0441\u0430\u043c. \u041f\u0440\u0438\u0448\u043b\u043e\u0441\u044c \u0440\u0430\u0437\u0431\u0438\u0440\u0430\u0442\u044c\u0441\u044f \u0432 \u0430\u0440\u0445\u0438\u0442\u0435\u043a\u0442\u0443\u0440\u0435 \u0438 \u0445\u0430\u0440\u0430\u043a\u0442\u0435\u0440\u0438\u0441\u0442\u0438\u043a\u0430\u0445 \u0432\u0441\u0435\u0445 \u044d\u0442\u0438\u0445 \u0443\u0441\u0442\u0440\u043e\u0439\u0441\u0442\u0432 \u0438 \u0441\u043e\u0441\u0442\u0430\u0432\u043b\u044f\u0442\u044c \u00ab\u0441\u0438\u0441\u0442\u0435\u043c\u0443 \u043a\u043e\u043e\u0440\u0434\u0438\u043d\u0430\u0442\u00bb \u0434\u043b\u044f \u0441\u0440\u0430\u0432\u043d\u0435\u043d\u0438\u044f. \u042f \u0431\u0443\u0434\u0443 \u0440\u0430\u0434, \u0435\u0441\u043b\u0438 \u043c\u043e\u0439 \u043e\u0431\u0437\u043e\u0440 \u043f\u043e\u043c\u043e\u0436\u0435\u0442 \u043a\u043e\u043c\u0443-\u0442\u043e: \u0420\u0430\u0437\u043e\u0431\u0440\u0430\u0442\u044c\u0441\u044f \u0432 \u043e\u043f\u0438\u0441\u0430\u043d\u0438\u044f\u0445 […]<\/p>\n","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[688],"tags":[],"class_list":["post-52834","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-administrirovanie"],"aioseo_notices":[],"aioseo_head":"\n\t\t\n\t