MOBIKE プロトコルの設計 に関する検討

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MOBIKE プロトコルの設計 に関する検討

渡邊研究室

063432019

2006/05/11

本資料について

本資料は下記文献を基にして作成されたものです。

この文書の内容の正確さは保障できないため、正 確な知識や情報を求める方は原文を参照してくださ い

著者：

T. Kivinen

H. Tschofenig

文献名：

Design of the MOBIKE Protocol

<draft-ietf-mobike-design-02.txt>

種類：

Internet Draft

発表日：

March 3, 2006

3

流れ

z はじめに

z シナリオ

z

MOBIKE

z プロトコル設計に関する考慮事項

z アドレスの選択

z

NAT Traversal

z

SA

z ゼロアドレスセットの機能

z 往復経路検査

z プロトコルの細部

z セキュリティに関する考慮事項

はじめに（１）

MOBKIE とは

z

MOBIKE(IKEv2 Mobility

Multihoming)

2(IKEv2)

z

IKEv2

IP

IP

Security Association

SA

5

はじめに（ 2 ）

Mobile IPv6 と異なるところ

z

Mobile IPv6

z

MOBIKE

z 例： 遠隔地からの固定したゲートウェイへリモートア クセスするようなケースで

MOBIKE

用語

z

Peer

z

Available address

z

Locally operational address

z

Operational address pair

z

Path

z

Current path

z

Preferred address

z

Peer address set

z

Bidirectional address pair

z

Unidirectional address pair

7

シナリオ

z

MOBIKE

3

z モビリティ シナリオ

Mobility Scenario

z マルチホーミング シナリオ

Multihoming Scenario

z マルチホーム ラップトップ シナリオ

Multihomed Laptop Scenario

モビリティ シナリオ

z このシナリオで

MOBIKE

GW

既存の

SAs

IKE SA

z

break-before-make

IP

MN

IP

z

make-before-break

MN

IP

IP

z

MOBIKE

ばならない

9

モビリティ シナリオの図

MN (mobile node)

OAR ("old" access router) NAR (new access router)

Figure 1: Mobility Scenario

マルチホーミング シナリオ

z

MOBIKE

IP

ス）を備えている。ペア

A

IP

IP_A1

IP_A2

2

B

IP

IP_B1

IP_B2

z 各々のペアは、その

IP

1

preferred address

z いろいろな理由（例えばハードウェアまたはネットワークリン ク失敗）は、

1

z

MOBIKE

IP

（

load balancing

available address pairs

11

マルチホーミング シナリオの図

Figure 2: Multihoming Scenario

マルチホーム ラップトップ シナリオ

z ラップトップは、複数のインタフェースカードを持っていて、

ネットワークに接続する方法がいくつか持っている。

z 例えば、固定イーサネットカード、WLANインタフェース、GPRS アダプター、ブルートゥースインタフェースまたはUSBハードウェ ア

z どのインターフェースがネットワークに接続するかについて決定 するポリシーはMOBIKEプロトコルの範囲外である

z しかしながら、ラップトップがネットワークへの接続のポ イントが変わるのに従って、 ラップトップにアクセスされ ることできる

IP

13

共通点

z 三つのシナリオの全てに、

IP

フェースの切り換えや移動のために変わるとして も、

IKE

IP

z

IKEv2

IP

IPsec

IP

z このように、アプリケーションはどんな変化でも 見つけないかもしれない

MOBIKE

z モビリティとマルチホームを実現するのは、多く の異なるコンポーネントが一緒に動くことを要求 する

z 例えば、異なる層、異なるモビリティメカニズムと

IPsec/IKE

z それらの面の大部分は

MOBIKE

z

MOBIKE

IKEv2

けに集中する

z トンネルモードに集中する

15

MOBIKE

z

MOBIKE

z 片方のペアに

peer address set

z 片方のペアに

preferred address

z 接続性をテストして、停止期間状況を検出 する

z

preferred address

z

peer address set

z

NAT

MOBIKE の例

Initialize

Node A

Node B

z

Node A and Node B have two interfaces.

z

Local configuration at the MOBIKE daemon

indicates that both addresses may be used (=peer

address set)

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Starting the exchange

Node A

Node B Initiator

Responder IKEv2 Exchange

z

Node A discovers node B somehow.

z

Initial message exchange with IKEv2 already performs connectivity test.

z

Node B returns message where it came from!

Node A switches interface

Node A

Node B Initiator

Responder

Peer Address Set (A1) Preferred Address (A2)

z

MOBIKE messages should use A2 instead of A1 as preferred address.

z

Node A needs to tell Node B that the preferred

address has changed.

19

Interface goes down (A2) Node A detects it

Node A

Node B Initiator

Responder

Peer Address Set (A1) Preferred Address (A2)

B1 A1

z

MOBIKE messages should use A1 instead of A2 as preferred address

z

Break-before-make scenario

Interface goes down (B1) Node B detects it

Node A

Node B

z

Node A should address MOBIKE messages to B2 instead of B1

Initiator

Responder

preferred address to B2 Peer Address Set (B1)

B2 A1

B1

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プロトコル設計に関する考慮事項 アドレスの選択

z MOBIKEプロトコルのコアの一つはIPsecパケットを送るためのアドレスの選 択

z 接続性

z MOBIKEは、双方向性アドレスペアだけに対処する

z IPv4とIPv6アドレスを同じIPヘッダに入れるのは働いていない

z 接続性検査

z MOBIKEペアが返事を受けるならば、働く（双方向性の）アドレスペアの存在が確 かである。

z MOBIKEペアが複数の転送の後に返事を見ないならば、テストされたアドレスペ アが壊れていると仮定するかもしれない

z 接続失敗が混雑で引き起こされるかもしれないので、接続性テストは、混雑問題 を考慮しなければならない

z 意思決定

z MOBIKEプロトコルを設計することにおける主な問題の1つは、失敗が検出される とき、誰がどのように状況を修理するかという決定すること。

z 意思決定における対称 vs. 非対称

Connectivity Tests

Node A

Node B Initiator

Responder

Continued connectivity test

Still ok!

NAT

z

Purpose of connectivity test:

z

Determine whether a given address pair offers bi- directional connectivity

z

IKEv2 provides support via the Dead Peer

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NAT Traversal （１） --- 背景と制約

z NAT TraversalはNATを越えて端末間 P2P 接続を実現する技術

z ＭＯＢＩＫＥのもう一つのコアは、異なるＮＡＴｓとＮＡＰＴｓの処理

z IKEv2では、IKEv2ペイロードの中にトンネルヘッダーIPアドレスを送 りない、このように、片側がセルフでアドレス修理する必要はない

z IKEパケットの外側のIPヘッダーからトンネルヘッダーIPアドレスを取 る、その結果、NATは既にそれらを処理する

z NAT検出ペイロードは、IPヘッダーのアドレスが経路に沿ったNATによっ て変更されたかどうか決定するのに使用される。

z NATを検出するのは、IPsec ＥＳＰパケットのUDPカプセル化に要求 する

z MOBIKEプロトコルは、MOBIKEとNAT-Tがどのように一緒に使用される かを定義する必要がある

z NAT-Tサポートはオプションである

NAT Traversal （２） --- 基本的な制限

z

MOBIKE

z 例えば：対称形の

NAT

(

)

z NATの後ろのパーティーが新しいIPアドレスを知らないの で、NAT状態を造ることができない

z

IKEv2

能

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NAT Traversal （３）

Moving to behind a NAT and back

z

MOBIKE

NAT

NAT

z 同様に、

MOBIKE

NATed

z

NAT-T

z

1

UDP

z もう一つは、

IKE SA

500

4500

NAT Traversal （４） ---NAT Prevention

z

MOBIKE

1

NAT

z すなわち、ペアの間の

NAT

z ノード(例えば、IPv6やsite-to-siteの固定VPN)の間に NATがない場合におけるIPアドレスを保護するに用いら れることができる

z ヘッダーのアドレスを変更する経路上の攻撃者のどんな 可能性でも避ける

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SA 変化の範囲（１）

z

preferred address

IPsec SA

z 基本的な問題は、新しいアドレスペア

(MOBIKE

signaling traffic

)

IPsec SAs

z 1つのオプションは、IKE SAアドレスを変えるとき、それと共に すべての関連するIPsec SAsを自動的に新しいアドレスペアに 移動する

z もう一つのオプションは、別々にIPsec SAsを移動するために 別々の交換をする

SA 変化の範囲（２）

z

IPsec S

s

Notify

z 他方、私たちが

IKE SA

IPsec SA

IKE SAs

z ワーキンググループは、

IKE SA

IPsec SAs

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ゼロアドレスセットの機能

z 役に立つ特徴のうちの

1

z 例えば、ラップトップはスタンバイモードになる場合

z この場合、それはzero new addressでアドレス通知を送 ることができる (有効なアドレスもうないことを意味する)

z 技術的な観点から、これは次の

2

z

IPsec

z

MOBIKE

往復経路検査（１）

Return Routability Check

z

Preferred address

---

?

z

2

z ペアが使用しているアドレスは証明書の一部である

z リモートペアはそのペアのＳＡＤ（Security Association

Database）でアドレスを更新する前に往復経路確認を実行す る

z 認可決定を取らないで、悪意のペアは第三者かブラック ホールにトラフィックをリダイレクトすることができる

z 往復経路確認の目標

:

31

往復経路検査（２）

z 往復経路検査の基本形式はＤＰＤ（

dead-peer detection

z

IKEv2 NAT-T

z テストされるアドレスが

MOBIKE

往復経路検査失敗

往復経路

z 往復経路検査を送るために

IKEv2

INFORMATIONAL

我々は

IKE SA

z 他方、攻撃がもう一方の端までにあるならば、

往 復経路

このように、

IKE SA

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プロトコルの細部（１）

MOBIKE 向けサポートを示す

z

MOBIKE

IKEv2

MOBIKE

z ペアがメッセージがもう片方のペアに理解される かどうかに関してフィードバックの受領を確保す る三つの方法

z

IKEv2

z 初期の

IKEv2

Vendor ID

z

Notify

プロトコルの細部（２）

経路テストとウインドーサイズ

z

IKEv2

z 即ち、ウインドウがいっぱいならば 、次に送付者はパ ケットを送ることができない

z

IKEv2

1

=

35

プロトコルの細部（３）

アドレスセットの更新

z

Initiator

z 応答者は

initiator

z

Working group

z

NAT-T

IP-

1

セキュリティに関する考慮事項

z すべてのパケットが

IKEv2

z 攻撃者はアドレスが働いていないペアを混乱さ せるための努力における

ICMP

non-preferred address

z

MOBIKE

1

37

終わり