Защита от прослушивания разговоров — строим безопасную SIP телефонию своими руками. Информационная безопасность в IP-сетях телефонии

IP-телефонии :

Прослушивание . В момент передачи конфиденциальной информации о пользователях (идентификаторов, паролей) или конфиденциальных данных по незащищенным каналам существует возможность прослушивания и злоупотребления ими в корыстных целях злоумышленником.
Манипулирование данными . Данные, которые передаются по каналам связи, в принципе можно изменить.
Подмена данных о пользователе происходит в случае попытки выдачи одного пользователя сети за другого. При этом возникает вероятность несанкционированного доступа к важным функциям системы.
Отказ в обслуживании (denial of service - DoS) является одной из разновидностей атак нарушителей, в результате которой происходит вывод из строя некоторых узлов или всей сети. Она осуществляется путем переполнения системы ненужным трафиком, на обработку которого уходят все системные ресурсы. Для предотвращения данной угрозы необходимо использовать средство для распознавания подобных атак и ограничения их воздействия на сеть.

Базовыми элементами в области безопасности являются:

аутентификация;
целостность;
активная проверка.

Применение расширенных средств аутентификации помогает сохранить в неприкосновенности вашу идентификационную информацию и данные. Такие средства могут основываться на информации, которую пользователь знает ( пароль ).

Целостность информации - это способность средств вычислительной техники или автоматизированной системы обеспечивать неизменность информации в условиях случайного и (или) преднамеренного искажения (разрушения). Под угрозой нарушения целостности понимается любое умышленное изменение информации, хранящейся в вычислительной системе или передаваемой из одной системы в другую. Когда злоумышленники преднамеренно изменяют информацию, говорится, что целостность информации нарушена. Целостность также будет нарушена, если к несанкционированному изменению приводит случайная ошибка программного или аппаратного обеспечения.

И, наконец, активная проверка означает проверку правильности реализации элементов технологии безопасности и помогает обнаруживать несанкционированное проникновение в сеть и атаки типа DоS. Активная проверка данных действует как система раннего оповещения о различных типах неполадок и, следовательно, позволяет принять упреждающие меры, пока не нанесен серьезный ущерб .

8.2. Методы криптографической защиты информации

Основой любой защищенной связи является криптография . Криптография - это набор методов защиты информационных взаимодействий, то есть отклонений от их нормального, штатного протекания, вызванных злоумышленными действиями различных субъектов, методов, базирующихся на секретных алгоритмах преобразования информации. Кроме того, криптография является важной составляющей для механизмов аутентификации, целостности и конфиденциальности. Аутентификация является средством подтверждения личности отправителя или получателя информации. Целостность означает, что данные не были изменены, а конфиденциальность создает ситуацию, при которой данные не может понять никто, кроме их отправителя и получателя. Обычно криптографические механизмы существуют в виде алгоритма (математической функции) и секретной величины (ключа ). Причем чем больше битов в таком ключе, тем менее он уязвим.

До сих пор не разработаны подходящие методики оценки эффективности кpиптогpафических систем.

Наиболее простой критерий такой эффективности - вероятность раскрытия ключа , или мощность множества ключей (М) . По сути это то же самое, что и кpиптостойкость . Для ее численной оценки можно использовать также и сложность раскрытия шифра путем перебора всех ключей.

Однако этот критерий не учитывает других важных требований к криптосистемам :

невозможность раскрытия или осмысленной модификации информации на основе анализа ее структуры;
совершенство используемых протоколов защиты;
минимальный объем используемой ключевой информации;
минимальная сложность реализации (в количестве машинных операций), ее стоимость;
высокая оперативность.

Желательно, конечно, использование некоторых интегральных показателей, учитывающих указанные факторы.

Три основных криптографических метода используются в системах обеспечения безопасности:

симметричное шифрование ;
асимметричное шифрование ;
односторонние хэш-функции .

Все существующие технологии аутентификации, целостности и конфиденциальности созданы на основе именно этих трех методов.

Технология шифрования с секретным ключом (симметричный алгоритм ) требует, чтобы оба участника зашифрованной переписки имели доступ к одному и тому же ключу. Это необходимо, так как отправитель использует ключ для зашифровки сообщения, а получатель применяет этот же ключ для расшифровки. Как следствие, возникает проблема безопасной передачи этого ключа. Алгоритмы симметричного шифрования используют ключи не очень большой длины и могут быстро шифровать большие объемы данных. Порядок использования систем с симметричными ключами выглядит следующим образом:

Безопасно создается, распространяется и сохраняется симметричный секретный ключ.
Отправитель использует симметричный алгоритм шифрования вместе с секретным симметричным ключом для получения зашифрованного текста.
Отправитель передает зашифрованный текст. Симметричный секретный ключ никогда не передается по незащищенным каналам связи.
Для восстановления исходного текста получатель применяет к зашифрованному тексту тот же самый симметричный алгоритм шифрования вместе с тем же самым симметричным ключом , который уже есть у получателя.

Наиболее широко распространенным шифром симметричного шифрования является DES ( Data Encryption Standard ), разработанный IBM в 1976 г. и рекомендованный Национальным бюро стандартов США к использованию в открытых секторах экономики.

Алгоритм DES работает следующим образом. Данные представляются в цифровом виде и разбиваются на блоки длинной 64 бита, затем поблочно шифруются. Блок разбивается на левую и правую части. На первом этапе шифрования вместо левой части блока записывается правая, а вместо правой - сумма по модулю 2 (операция XOR ) левой и правой частей. На втором этапе по определенной схеме выполняются побитовые замены и перестановки. Ключ DES имеет длину 64 бита, из которых 56 битов - случайные, а 8 - служебные, используемые для контроля ключа.

Рис. 8.1.

DES имеет два режима работы: ECB (Electronic Code Book ) и CBC ( Cipher Block Chaining ). Режим СВС отличается от обычного тем, что перед шифрованием очередного блока к нему применяется операция "исключающее ИЛИ" с предыдущем блоком. В ситуациях, когда надежность алгоритма DES кажется недостаточной, используется его модификация - Triple DES ( тройной DES ). Строго говоря, существует несколько вариантов Triple DES . Наиболее простой - перешифрование: открытый текст шифруется на первом ключе, полученный шифротекст - на втором, и, наконец, данные, полученные после второго шага, - на третьем. Все три ключа выбираются независимо друг от друга.

IDEA ( International Data Encryption Algorithm ) - еще один блочный шифр с длиной ключа 128 бит . Этот европейский стандарт (от ЕТН, Цюрих) предложен в 1990 г. Алгоритм IDEA по скорости и стойкости к анализу не уступает алгоритму DES .

CAST - это блочный шифр , использующий 128-битовый ключ в США и 40-битный - в экспортном варианте. CAST применяется компанией Northern Telecom (Nortel).

Шифр Skipjack, разработанный Агентством национальной безопасности США ( National Security Agency - NSA ), использует 80-битовые ключи. Это часть проекта Capstone , цель которого - разработка общедоступного криптографического стандарта, удовлетворяющего требованиям правительства США. Capstone включает четыре основных компонента: шифр Skipjack; алгоритм цифровой подписи на базе стандарта DSS ( Digital Signature Standard ); хэш-функцию на базе алгоритма SHA ( Secure Hash Algorithm ); микросхему, реализующую все вышеизложенное (например, Fortezza - PCMCIA -плата, основанная на этой микросхеме).

Шифры RC2 и RC4 разработаны Роном Рейвестом - одним из основателей компании RSA Data Security , и запатентованы этой компанией. Они применяют ключи разной длины, а в экспортируемых продуктах заменяют DES . Шифр RC2 - блочный, с длиной блока 64 бита; шифр RC4 - поточный. По замыслу разработчиков, производительность RC2 и RC4 должна быть не меньше, чем у алгоритма DES .

Всем системам открытого шифрования присущи следующие основные недостатки. Во-первых, принципиальной является надежность канала передачи ключа второму участнику секретных переговоров. Иначе говоря, ключ должен передаваться по секретному каналу. Во-вторых, к службе генерации ключей предъявляются повышенные требования, обусловленные тем, что для n абонентов при схеме взаимодействия "каждый с каждым" требуется n x (n-1)/2 ключей, то есть зависимость числа ключей от числа абонентов является квадратичной.

Для решения вышеперечисленных проблем симметричного шифрования предназначены системы с асимметричным шифрованием, или шифрованием с открытым ключом, которые используют свойства функций с секретом, разработанных Диффи и Хеллманом.

Эти системы характеризуются наличием у каждого абонента двух ключей: открытого и закрытого (секретного). При этом открытый ключ передается всем участникам секретных переговоров. Таким образом, решаются две проблемы: нет нужды в секретной доставке ключа (так как при помощи открытого ключа нельзя расшифровать сообщения, для этого же открытого ключа зашифрованные, и, следовательно, перехватывать открытый ключ нет смысла); отсутствует также квадратичная зависимость числа ключей от числа пользователей - для n пользователей требуется 2n ключей.

Первым шифром, разработанным на принципах асимметричного шифрования , является шифр RSA .

Шифр RSA назван так по первым буквам фамилий его изобретателей: Рона Райвеста (Ривеста), Ади Шамира и Леонарда Элдемана (Алдемана) - основателей компании RSA Data Secutity. RSA - не только самый популярный из асимметричных шифров, но, пожалуй, вообще самый известный шифр . Математическое обоснование RSA таково: поиск делителей очень большого натурального числа, являющегося произведением двух простых, - крайне трудоемкая процедура. По открытому ключу очень сложно вычислить парный ему личный ключ . Шифр RSA всесторонне изучен и признан стойким при достаточной длине ключей. Например, 512 битов для обеспечения стойкости не хватает, а 1024 битов считается приемлемым вариантом. Некоторые утверждают, что с ростом мощности процессоров RSA потеряет стойкость к атаке полным перебором. Однако же увеличение мощности процессоров позволит применить более длинные ключи, что повысит стойкость шифра.

Рис. 8.2.

Шифр действует по следующему алгоритму:

Первый шаг: случайно выбираются два простых очень больших числа р и q .
Второй шаг: вычисляются два произведения: n = pq , m = (p-1)(q-1) .
Третий шаг: выбирается случайное целое Е , не имеющее общих сомножителей с m .
Четвертый шаг: находится D , такое, что DE = 1 по модулю m .
Пятый шаг: исходный текст разбивается на блоки длиной Х не более n .
Шестой шаг: для шифрования сообщения необходимо вычислить С = ХE по модулю n .
Седьмой шаг: для дешифрования вычисляется Х = СD по модулю n .

Для шифрования необходимо знать пару чисел Е, n , для дешифрования - D, n . Первая пара - открытый ключ , вторая - закрытый. Зная открытый ключ , можно вычислить значение закрытого ключа . Необходимым промежуточным действием этого преобразования является нахождение сомножителей p и q , для чего нужно разложить n на сомножители; эта процедура занимает очень много времени. Именно с огромной вычислительной сложностью связана криптостойкость шифра RSA .

Другим шифром, применяющим асимметричное шифрование , является

В современном мире информация является одним из ценнейших ресурсов, поэтому ее защита - важная задача. Немалую роль в работе организации любого уровня играют телефонные переговоры. В силу возрастающей популярности IP-телефонии, все острее встает вопрос обеспечения ее безопасности в общем и конфиденциальности разговоров в частности.

Знание основных источников опасности для сетей IP-телефонии, а также понимание методов устранения этих угроз поможет сохранить репутацию и финансовые ресурсы компании. Не смотря на то, что в статье описаны решения под бесплатную платформу Asterisk, проблематика актуальна для любых других платформ IP-телефонии.

Основные виды угроз для VoIP-сетей:

Перехват и манипулирование данными

Наиболее часто встречаемая уязвимость телефонных сетей, особенно опасная для IP-телефонии. В случае применения IP-телефонии злоумышленнику не нужен физический доступ к линии передачи данных. Находящееся внутри корпоративной сети устройство перехвата, скорее всего, может быть обнаружено, внешнее прослушивание отследить практически невозможно. Кроме того, перехваченные данные или голос могут быть переданы далее с изменениями. В таких условиях весь незашифрованный голосовой поток необходимо считать небезопасным.

Подмена и взлом пользовательских данных

Отказ от использования или упрощение механизмов аутентификации и авторизации в IP-телефонии открывает для злоумышленника возможность не санкционированно получить доступ к системе, подменив данные о пользователе своими. Возможен также взлом учетных данных пользователей посредством перебора или прослушивания незащищенных каналов связи. Подобная уязвимость может быть использована для совершения дорогостоящих звонков за счет жертвы, сводя на нет всю возможную выгоду от использования IP-телефонии. Также эта брешь в безопасности может применяться для приема звонков, предназначенных взломанной либо записи перехваченных звонков на носители злоумышленника с целью применения данной информации в корыстных целях.

Ограничение доступности

Одной из разновидностей атак является «отказ в обслуживании» (Denial of Service, DoS). Эта атака нацелена на превышение предельной нагрузки на систему большим количеством коротких звонков или информационного мусора. Без постоянного отслеживания признаков подобных атак и применения пассивных средств защиты, это приводит к тому, что серверы IP-телефонии не справляются с возросшей нагрузкой и не в состоянии обслуживать подключенных абонентов.

Безопасность IP-телефонии – комплексный подход!

При проектировании любой коммуникационной системы важно понимать, что ни одно из самостоятельных технических решений безопасности не в состоянии обеспечить абсолютную защиту от всех возможных угроз.

Проанализировав основные источники угроз безопасности IP-телефонии, можно выделить ключевые критерии защищенности:

Конфиденциальность

Необходимость обеспечения защиты траффика IP-телефонии для предотвращения перехвата или прослушивания телефонных звонков, внесения изменений в передаваемую информацию, кражи учетных данных пользователей.

Целостность

Обеспечение уверенности, что передаваемая информация не подвергается правке со стороны неавторизованных пользователей, что запросы на выполнение определенных задач или функций (например, совершение звонка или внесение изменений в настройки системы IP-телефонии ) инициированы авторизованными пользователями или приложениями.

Доступность

Бесперебойное функционирование корпоративной системы IP-телефонии в условиях DoS-атак, различных «червей», «вирусов» и т.п.

Как защитить IP-телефонию?

Рассмотрим наименее защищенный и, при этом, один из самых распространенных примеров реализации IP-телефонии.

Рисунок 1 - Реализация IP-телефонии

Сервер телефонии на базе IP-АТС Asterisk имеет прямой выход в сеть интернет для обслуживания удаленных филиалов и связи с SIP-провайдером, предоставляющим доступ к внешним линиям связи. Аутентификация пользователей происходит по IP-адресам.

Решение задач информационной безопасности должно быть комплексным, поскольку каждый способ защиты не только закрывает свою часть информационного периметра, но и дополняет другие решения.

Настройка сервера телефонии

Последним рубежом защиты является сам сервер IP-телефонии. Существует несколько классических методов защиты сервера от атак.

Метод защиты	Описание
Применение политики сложных паролей	Получение учетных данных методом перебора (bruteforce) требует значительных затрат времени и вычислительных ресурсов, усложнение паролей позволит сделать данный метод атак нецелесообразным
Отключение гостевых звонков	Разрешение на совершение исходящих звонков имеют только пользователи системы. Этой настройкой можно отсечь попытки позвонить извне без предварительной авторизации
Отключение ответа о неверном пароле	По умолчанию Asterisk выдает одну ошибку о неверном пароле для существующего аккаунта и другую для несуществующего аккаунта. Существует множество программ для подбора паролей, поэтому злоумышленнику не составит труда проверить все короткие номера и собирать пароли лишь к существующим аккаунтам, которые ответили «неверный пароль»
Использование систем блокировки доступа после неудачных попыток регистрации	Просмотр отчетов системы на предмет обнаружения попыток взлома позволят выделить и блокировать IP-адрес атакующего. Таким образом, можно сократить количество мусорного SIP трафика и защититься от множественных попыток взлома
Ограничение направлений звонков, доступных абонентам, применение схемы «запрещено все, кроме разрешенного»	В случае получения злоумышленником учетных данных пользователя системы, он сможет совершать звонки только по определенным направлениям. Это позволит избежать несанкционированного совершения дорогостоящих международных звонков
Регулярные проверки системы на предмет попыток взлома, контроль параметров	Организация системы мониторинга состояния системы позволит улучшить качество IP-телефонии и отметить типовые для данной конфигурации параметры. Отклонения этих параметров от полученных типовых значений поможет выявить проблемы с оборудованием, каналами связи и выявить попытки вторжения злоумышленников

Применение межсетевых экранов

Межсетевой экран пропускает исходящий трафик от сервера телефонии к SIP-провайдеру и фильтрует входящий по определенным правилам. Рациональным решением можно считать закрытие на межсетевом экране всех сетевых портов для IP-телефонии, кроме необходимых для ее корректной работы и администрирования. Этот же метод защиты целесообразно применять на самом сервере телефонии, чтобы защитить его от внутренних атак.

Таким образом, сервер телефонии доступен из внешних сетей только по определенным служебным портам, подключение к которым, из соображений безопасности, будет выполняться с применением шифрования.

Шифрование телефонных разговоров

Для защиты конфиденциальных переговоров и минимизации возможности попадания конфиденциальной или коммерческой информации в руки злоумышленника необходимо защитить передаваемые по открытым каналам связи данные от перехвата и прослушивания.

Поскольку для совершения звонка клиент и сервер предварительно обмениваются служебными данными для установления соединения, данную проблему можно разделить на две составляющих – защиту служебных данных IP-телефонии и защиту голосового трафика. В качестве средства защиты могут быть использованы протокол TLS (Transport Layer Security) для защиты SIP сигналов и протокол SRTP (Secure Real Time Protocol) для защиты голосового трафика.

Рисунок 2 - Шифрование IP-телефонии

TLS — криптографический протокол, обеспечивающий защищённую передачу данных между узлами в сети, является стандартным методом для шифрования SIP-протокола. TLS обеспечивает конфиденциальность и целостность передаваемой информации, осуществляет аутентификацию.

После установления защищенного соединения начинается передача голосовых данных, обезопасить которые позволяет применение протокола SRTP.

Протокол SRTP считается одним из лучших способов защиты IP телефонии на базе IP-АТС Asterisk. Основное преимущество этого протокола – отсутствие какого-либо влияния на качество связи. Схема работы протокола SRTP выглядит так: каждому совершаемому вами звонку присваивается уникальный код, который делает подслушивание разговоров неавторизированными в системе пользователями практически невозможным. Благодаря этому протокол SRTP выбирают как для обычных, так и для конфиденциальных звонков.

Не следует забывать о необходимости защиты подключения сервера телефонии к внешним каналам связи (мобильная связь, телефонные сети общего пользования).

Применение шифрованных туннелей VPN

В случае необходимости организации систем с повышенными требованиями к защите IP-телефонии, возможно подключение удаленных пользователей посредством виртуальных частных сетей (VPN). Содержание перехваченных пакетов, отправленных по шифрованным VPN туннелям понятно только владельцам ключа шифрования. Этот же метод применим для защиты подключений к поставщикам услуг IP-телефонии. На текущий момент многие VoIP провайдеры предлагают возможность VPN-подключения.

Рисунок 3 - Схема работы IP-телефонии через VPN-туннель

Однако технология VPN имеет ряд недостатков, ограничивающих ее применение:

снижение качества связи из-за задержек, создаваемых шифрованием;
повышенная нагрузка на каналы связи и оборудование, вызванная необходимостью шифрования;
усложнение сетевой структуры.

Применение перечисленных методов защиты сервера позволит свести к минимуму вероятность взлома, а при успешном обходе системы безопасности минимизировать ущерб.

Рисунок 4 - Комплексная защита IP-телефонии

Абсолютную гарантию безопасности, к сожалению, не сможет дать ни один комплекс мер. Рассмотренные выше аспекты лишь частично решают задачу построения защищенной коммуникационной системы . На практике следует рассматривать всю инфраструктуру корпоративной сети, проводить глубокий анализ требуемого уровня защиты. Необходимо учитывать не только необходимость обеспечения безопасности IP-телефонии , но и выходов на внешние каналы связи (мобильная связь, телефонные сети общего пользования). Только такой подход, вместе с постоянным совершенствованием систем информационной безопасности , позволит создать надежную и защищенную систему.

Для создания полноценной защиты от прослушивания необходимо "спрятать" сервер IP-телефонии, для чего отлично подходит решение «Сервер в Израиле» .

Системная интеграция. Консалтинг

Очень интересную статью о безопасности в IP телефонии, опубликовали на сайте linkmeup.ru . Выкладываем ее без изменений, так сказать, от автора.

=======================

Здравствуйте, коллеги и друзья, я, Семенов Вадим, совместно с командой проектаnetwork-class.net представляем вниманию обзорную статью, которая затрагивает основные тенденции и угрозы в IP телефонии, и самое главное, те инструменты защиты, что на данный момент предлагает производитель в качестве защиты (если выражаться языком специалистов по безопасности, то рассмотрим какие инструменты предлагает производитель для уменьшения уязвимостей, которыми смогут воспользоваться нелегитимные лица). Итак, меньше слов– переходим к делу.
Для многих читающих термин IP телефония уже давно сформировался, а также и то, что данная телефония «лучше», дешевле по сравнению с телефонией общего пользования (ТФОП), богата различными дополнительными функциями и т.д. И это действительно так, однако… отчасти. По мере перехода от аналоговой (цифровой) телефонии со своими абонентскими линиями (от абонентского телефона до станции или станционного выноса) и соединительными линиями (меж станционная линия связи) ни много ни мало были только лишь в зоне доступа и управления провайдера телефонии. Иными словами, обычным обывателям туда доступа не было (ну или практически так, если не учитывать кабельную канализацию). Вспоминается один вопрос на старом добром форуме хакеров «Подскажите, как получить доступ к АТС? – ответ: «Ну как, берешь бульдозер – таранишь стену здания АТС и вуаля». И эта шутка имеет свою долю правды) Однако с переносом телефонии в дешевую IP среду мы получили в довесок и те угрозы, которые несет в себе открытая IP среда. Примером приобретенных угроз может служить следующее:

Сниффинг сигнальных портов с целью совершения платных вызовов за чужой счет
Подслушивание за счет перехвата голосовых IP пакетов
Перехват звонка, представление нелегитимным пользователем как легитимный пользователь, атака «человек по середине»
DDOS атаки на сигнальные сервера станции с целью вывода из строя всей телефонии
Спам-атаки, обрушение большого количества фантомных вызовов на станцию с целью занять все её свободные ресурсы

Несмотря на очевидность в необходимости устранять все возможные уязвимости дабы уменьшить вероятность реализации той или иной атаки - по факту внедрение тех или иных мер защиты необходимо начинать с составления графика, учитывающего стоимость внедрения защитных мер от конкретной угрозы и убытков предприятия от реализации злоумышленниками этой угрозы. Ведь глупо тратить денег на безопасность актива больше, чем стоит сам актив, который мы защищаем.
Определив бюджет на безопасность, начнем устранение именно тех угроз, которые наиболее вероятны для компании, например для малой организации больнее всего будет получить большой счет за несовершенные междугородние и международные звонки, в то время как для государственных компаний важнее всего сохранить конфиденциальность разговоров. Начнем же постепенное рассмотрение в текущей статье с базовых вещей – это обеспечение безопасного способа доставки служебных данных от станции к телефону. Далее рассмотрим аутентификацию телефонов перед подключением их к станции, аутентификацию станции со стороны телефонов ну и шифрование сигнального трафика (для скрытия информации кто и куда звонит) и шифрование разговорного трафика.
У многих производителей голосового оборудования (в том числе и у Cisco Systems) есть уже интегрированные инструменты безопасности от обычного ограничения диапазона ip адресов, с которых можно совершать вызовы, до аутентификации оконечных устройств по сертификату. Например, у производителя Cisco Systems с его голосовой линейкой продуктов CUCM (Cisco Unified CallManager) с версии продукта 8.0 (дата выхода в свет май 2010г.; на данный момент доступна версия 10.5 от мая 2014г.) стала интегрироваться функция «Безопасность по умолчанию». Что она в себя включает:

Аутентификация всех скачиваемых по/с TFTP файлов (конфигурационные файлы, файлы прошивки для телефонов т.д.)
Шифрование конфигурационных файлов
Проверка сертификата с инициализации телефоном HTTPS соединения

Давайте рассмотрим пример атаки «человека по середине», когда нелегитимное лицо перехватывает конфигурационный файлы для телефонов, из которого телефон узнает на какую станцию ему регистрироваться, на каком протоколе работать, какую прошивку скачивать и т.д. Перехватив файл, злоумышленник сможет вносить в него свои изменения либо полностью затереть файл конфигурации, тем самым не дав телефонам всего офиса (см. рисунок) зарегистрироваться на станции, а, следовательно, лишив офиса возможности совершать звонки.

Рис.1 Атака «человек посередине»

Для защиты от этого нам понадобятся знания по несимметричному шифрованию, инфраструктуре открытых ключей и представления о составляющих «Безопасности по умолчанию», с которыми мы сейчас познакомимся: Identity Trust List (ITL) и Trust Verification Service (TVS). TVS – сервис, предназначенный для обработки запросов с IP телефонов, у которых нет ITL или CTL файла во внутренней памяти. IP телефон обращается к TVS в случае необходимости удостовериться может ли он доверять тому или иному сервису перед тем, как начать обращаться к нему. Станция к тому же выступает в роли репозитория, хранящем сертификаты доверенных серверов. В свою очередь ITL представляет собой список из открытых ключей составляющих кластер станции элементов, но для нас важно, что там хранится открытый ключ TFTP сервера и открытый ключ TVS сервиса. При первоначальной загрузке телефона, когда телефон получил свой IP адрес и адрес TFTP сервера, он запрашивает наличие ITL файла (рис.2). Если он есть на TFTP сервере, то, слепо доверяя, загружает его в свою внутреннюю память и хранит до следующей перезагрузки. После скачивания ITL файла телефон запрашивает подписанный конфигурационный файл.

Теперь рассмотрим как мы сможем использовать инструменты криптографии – подписывание файла с помощью хеш-функций MD5 или SHA и шифрование с помощью закрытого ключа TFTP сервера (рис.3). Особенность хеш-функций заключается в том, что это однонаправленные функции. По полученному хешу с какого-либо файла, нельзя проделать обратную операцию и получить в точности оригинальный файл. При изменении файла - изменяется и сам хеш, полученный с этого файла. Стоит отметить, что хеш не записывается в сам файл, а просто добавляется к нему и передается совместно с ним.

Рис.3 Подписывание файла конфигурации телефона

При формировании подписи берется сам конфигурационный файл, извлекается с него хеш и шифруется закрытым ключом TFTP сервера (который обладает только TFTP-сервер).
При получении данного файла с настройками, телефон первоначально проверяет его на целостность. Мы помним, что хеш - это однонаправленная функция, поэтому телефону не остается ничего делать, кроме как отделить зашифрованный TFTP сервером хеш от конфигурационного файла, расшифровать его с помощью открытого ключа TFTP (а откуда его знает IP телефон? – а как раз из ITL файла), из чистого конфигурационного файла вычислить хеш и сравнить его с тем, что мы получили при расшифровании. Если хеш совпадает - значит при передаче в файл не вносились никакие изменения и его можно смело применять на телефоне (рис.4).

Рис.4 Проверка файла конфигурации IP телефоном

Подписанный конфигурационный файл для телефона представлен ниже:

Рис. 5 Подписанный файл IP телефона в Wireshark

Подписав конфигурационный файл, мы смогли обеспечить целостность передаваемого файла с настройками, однако мы не защитили его от просмотра. Из пойманного файла конфигурации можно получить достаточно много полезной информации, например ip адрес телефонной станции (в нашем примере это 192.168.1.66) и открытые порты на станции (2427) и т.д. Не правда ли достаточно важная информация, которую не хотелось бы просто так «светить» в сети? Для скрытия данной информации производители предусматривают использование симметричного шифрования (для шифрования и дешифрования используется один и тот же ключ). Ключ в одном случае может быть введен на телефон вручную, в другом случае шифрование файла конфигурации телефона на станции происходит с использованием открытого ключа телефона. Перед отправлением файла телефону – tftp сервер, на котором хранится этот файл, шифрует его с помощью открытого ключа телефона и подписывает с помощью своего закрытого ключа (тем самым мы обеспечиваем не только скрытость, но и целостность передаваемых файлов). Здесь главное не запутаться, кто какой ключ использует, но давайте разберем по порядку: tftp сервер, зашифровав файл открытым ключом IP телефона, обеспечил тем самым, что этот файл сможет открыть только владелец парного открытого ключа. Подписав файл своим закрытым ключом, tftp сервер подтверждает, что именно он создал его. Зашифрованный файл представлен на рисунке 6:

Рис.6 Зашифрованный файл IP телефона

Итак, на данный момент мы рассмотрели возможность защищать наши конфигурационные файлы для телефонов от просмотра и обеспечивать их целостность. На этом функции «Безопасности по умолчанию» заканчиваются. Для обеспечения шифрования голосового трафика, скрытия сигнальной информации (о том кто звонит и куда звонит), необходимы дополнительные инструменты, основанные на списке доверенных сертификатов – CTL, который мы рассмотрим далее.

Аутентификация телефонной станции

Когда телефону необходимо взаимодействие с телефонной станцией (например, согласовать TLS соединение для обмена сигнализации), IP телефону необходимо аутентифицировать станцию. Как можно догадаться, для решения данной задачи также широко используются сертификаты. На данный момент современные IP станции состоят из большого количества элементов: несколько сигнальных серверов для обработки вызовов, выделенный сервер администрирования (через него добавляются новые телефоны, пользователи, шлюзы, правила маршрутизации и т.д.), выделенный TFTP сервер для хранения файлов конфигурации и программного обеспечения для телефонов, сервер для вещания музыки на удержании и проч, кроме этого в голосовой инфраструктуре может быть голосовая почта, сервер определения текущего состояния абонента (online, offline, «на обеде») – список набирается внушительный и, что самое главное, каждый сервер имеет свой самоподписанный сертификат и каждый работает как корневой удостоверяющий центр (рис.7). По этой причине любой сервер в голосовой инфраструктуре не будет доверять сертификату другого сервера, например голосовой сервер не доверяет TFTP серверу, голосовая почта – сигнальному серверу и к тому же телефоны должны хранить у себя сертификаты всех участвующих в обмене сигнального трафика элементов. Сертификаты телефонной станции изображены на рисунке 7.

Рис.7 Самоподписанные сертификаты Cisco IP станции

Для задач установления доверительных отношений между вышеописанными элементами в голосовой инфраструктур, а также шифрования голосового и сигнального трафика в игру входит так называемый список доверенных сертификатов Certificate Trust List (CTL). CTL содержит все самоподписанные сертификаты всех серверов в кластере голосовой станции, а также участвующих в обмене сигнальными сообщениями телефонии (например, файервол) и этот файл подписывается закрытым ключом доверенного центра сертификации (рис.8). CTL файл эквивалентен проинсталлированным сертификатам, которые используются в работе веб браузеров при работе с https протоколом.

Рис.8 Список доверенных сертификатов

Для того чтобы создать CTL файл на оборудовании Cisco, потребуется ПК с USB разъемом, установленная на нем программа CTL client и сам токен Site Administrator Security Token (SAST) (рис.9), содержащий закрытый ключ и X.509v3 сертификат, подписанный центром аутентификации производителя (Cisco).

Рис.9 eToken Cisco

CTL client - программа, которая устанавливается на Windows ПК и с которой можно перевести ВСЮ телефонную станцию в так называемый mixed mode, то есть смешанный режим поддержки регистрации оконечных устройств в безопасном и небезопасном режимах. Запускаем клиент, указываем IP адрес телефонной станции, вводим логин/пароль администратора и CTL client устанавливает TCP соединение по порту 2444 со станцией (рис.10). После этого будет предложено всего лишь два действия:

Рис.10 Cisco CTL Client

После создания CTL файла, остается перезагрузить TFTP сервера для того, чтобы они подкачали к себе новый созданный CTL файл, и далее перезагрузить голосовые сервера, чтобы IP телефоны также перезагрузились и загрузили новый CTL файл (32 килобайта). Загруженный CTL файл можно просмотреть из настроек IP телефона (рис.11)

Рис.11 CTL файл на IP телефоне

Аутентификация оконечных устройств

Для обеспечения подключения и регистрации только доверенных оконечных устройств необходимо внедрение аутентификации устройств. На этот случай многие производители используют уже проверенный способ – аутентификация устройств по сертификатам (рис.12). Например, в голосовой архитектуре Cisco это реализовано следующим образом: имеются два вида сертификатов для аутентификации с соответствующими открытыми и закрытыми ключами, которые хранятся на телефоне:
Manufacturer Installed Certificate – (MIC). Сертификат, установленный производителем, содержит 2048 битный ключ, который подписан центром сертификации компании производителя (Cisco). Данный сертификат установлен не на все модели телефонов, и если он установлен, то в наличии другого сертификата (LSC) нет необходимости.
Locally Significant Certificate – (LSC) Локально значащий сертификат, содержит открытый ключ IP телефона, который подписан закрытым ключом локального центра аутентификации, который работает на самой телефонной станции Сertificate Authority Proxy Function (CAPF).
Итак, если у нас есть телефоны с предустановленным MIC сертификатом, то каждый раз, когда телефон будет регистрироваться на станцию, станция будет запрашивать для аутентификации предустановленный производителем сертификат. Однако, в случае компрометации MIC-а для его замены необходимо обращение в центр сертификации производителя, что может потребовать большого количества времени. Дабы не зависеть от времени реакции центра сертификации производителя на перевыпуск скомпрометированного сертификата телефона, предпочтительней использование локального сертификата.

Рис.12 Сертификаты для аутентификации оконечных устройств

По умолчанию на IP телефон не установлен LSC сертификат и его установка возможна, используя MIB сертификат (при его наличии), или через TLS соединение (Transport Layer Security) по разделяемому общему ключу, сгенерированному администратором вручную на станции и введенном на телефоне.
Процесс установки на телефон локально значащего сертификата (LSC), содержащий открытый ключ телефона, подписанного локальным центром сертификации изображен на рисунке 13:

Рис.13 Процесс установки локально значащего сертификата LSC

1. После загрузки IP телефон запрашивает доверенный список сертификатов (CTL-файл) и файл с конфигурацией
2. Станция отправляет запрашиваемые файлы
3. Из полученной конфигурации телефон определяет – нужно ли ему загружать локально значащий сертификат (LSC) со станции
4. Если мы на станции выставили для телефона, чтобы он установил LSC сертификат (см.ниже), который станция будет использовать для аутентификации данного IP телефона, то мы должны позаботиться о том, чтобы на запрос об выдаче LSC сертификата – станция выдала его тому, кому он предназначается. Для этих целей мы можем использовать MIC-сертификат (если он есть), сгенерировать одноразовый пароль на каждый телефон и ввести его на телефоне вручную либо не использовать авторизацию вообще.
На примере продемонстрирован процесс установки LSC с использованием сгенерированно

IP-телефонии должны обеспечиваться два уровня безопасности: системный и вызывной.

Для обеспечения системной безопасности используются следующие функции:

Предотвращение неавторизованного доступа к сети путем применения разделяемого кодового слова. Кодовое слово одновременно вычисляется по стандартным алгоритмам на инициирующей и оконечной системах, и полученные результаты сравниваются. При установлении соединения каждая из двух систем IP-телефонии первоначально идентифицирует другую систему; в случае по крайней мере одного отрицательного результата связь прерывается.
Списки доступа, в которые вносятся все известные шлюзы IP-телефонии .
Запись отказов в доступе.
Функции безопасности интерфейса доступа, включая проверку идентификатора и пароля пользователя с ограничением доступа по чтению/записи, проверку прав доступа к специальному WEB-серверу для администрирования.
Функции обеспечения безопасности вызова, включая проверку идентификатора и пароля пользователя (необязательно), статус пользователя, профиль абонента.

При установлении связи шлюза с другим шлюзом своей зоны производится необязательная проверка идентификатора и пароля пользователя. Пользователь в любое время может быть лишен права доступа.

Действительно, при разработке протокола IP не уделялось должного внимания вопросам информационной безопасности, однако со временем ситуация менялась, и современные приложения, базирующиеся на IP , содержат достаточно защитных механизмов. А решения в области IP-телефонии не могут существовать без реализации стандартных технологий аутентификации и авторизации, контроля целостности и шифрования и т. д. Для наглядности рассмотрим эти механизмы по мере того, как они задействуются на различных стадиях организации телефонного разговора, начиная с поднятия телефонной трубки и заканчивая сигналом отбоя.

1. Телефонный аппарат.

В IP-телефонии , прежде чем телефон пошлет сигнал на установление соединения, абонент должен ввести свой идентификатор и пароль на доступ к аппарату и его функциям. Такая аутентификация позволяет блокировать любые действия посторонних и не беспокоиться, что чужие пользователи будут звонить в другой город или страну за ваш счет.

2. Установление соединения.

После набора номера сигнал на установление соединения поступает на соответствующий сервер управления звонками, где осуществляется целый ряд проверок с точки зрения безопасности. В первую очередь удостоверяется подлинность самого телефона - как путем использования протокола 802.1x, так и с помощью сертификатов на базе открытых ключей, интегрированных в инфраструктуру IP-телефонии . Такая проверка позволяет изолировать несанкционированно установленные в сети IP-телефоны, особенно в сети с динамической адресацией. Явления, подобные пресловутым вьетнамским переговорным пунктам, в IP-телефонии просто невозможны (разумеется, при условии следования правилам построения защищенной сети телефонной связи).

Однако аутентификацией телефона дело не ограничивается - необходимо выяснить, предоставлено ли абоненту право звонить по набранному им номеру. Это не столько механизм защиты, сколько мера предотвращения мошенничества. Если инженеру компании нельзя пользоваться междугородной связью, то соответствующее правило сразу записывается в систему управления звонками, и с какого бы телефона ни осуществлялась такая попытка, она будет немедленно пресечена. Кроме того, можно указывать маски или диапазоны телефонных номеров, на которые имеет право звонить тот или иной пользователь.

В случае же с IP-телефонией проблемы со связью, подобные перегрузкам линий в аналоговой телефонии, невозможны: при грамотном проектировании сети с резервными соединениями или дублированием сервера управления звонками отказ элементов инфраструктуры IP-телефонии или их перегрузка не оказывает негативного влияния на функционирование сети.

3. Телефонный разговор.

В IP-телефонии решение проблемы защиты от прослушивания предусматривалось с самого начала. Высокий уровень конфиденциальности телефонной связи обеспечивают проверенные алгоритмы и протоколы (DES, 3DES , AES , IPSec и т. п.) при практически полном отсутствии затрат на организацию такой защиты - все необходимые механизмы (шифрования, контроля целостности , хэширования, обмена ключами и др.) уже реализованы в инфраструктурных элементах, начиная от IP-телефона и заканчивая системой управления звонками. При этом защита может с одинаковым успехом применяться как для внутренних переговоров, так и для внешних (в последнем случае все абоненты должны пользоваться IP-телефонами).

Однако с шифрованием связан ряд моментов, о которых необходимо помнить, внедряя инфраструктуру VoIP . Во-первых, появляется дополнительная задержка вследствие шифрования/дешифрования, а во-вторых, растут накладные расходы в результате увеличения длины передаваемых пакетов.

4. Невидимый функционал.

До сих пор мы рассматривали только те опасности, которым подвержена традиционная телефония и которые могут быть устранены внедрением IP-телефонии . Но переход на протокол IP несет с собой ряд новых угроз, которые нельзя не учитывать. К счастью, для защиты от этих угроз уже существуют хорошо зарекомендовавшие себя решения, технологии и подходы. Большинство из них не требует никаких финансовых инвестиций, будучи уже реализованными в сетевом оборудовании, которое и лежит в основе любой инфраструктуры IP-телефонии .

Самое простое, что можно сделать для повышения защищенности телефонных переговоров, когда они передаются по той же кабельной системе, что и обычные данные, - это сегментировать сеть с помощью технологии VLAN для устранения возможности прослушивания переговоров обычными пользователями. Хорошие результаты дает использование для сегментов IP-телефонии отдельного адресного пространства. И, конечно же, не стоит сбрасывать со счетов правила контроля доступа на маршрутизаторах (Access Control List, ACL ) или межсетевых экранах (firewall), применение которых усложняет злоумышленникам задачу подключения к голосовым сегментам.

5. Общение с внешним миром.

Какие бы преимущества IP-телефония ни предоставляла в рамках внутренней корпоративной сети, они будут неполными без возможности осуществления и приема звонков на городские номера. При этом, как правило, возникает задача конвертации IP-трафика в сигнал, передаваемый по телефонной сети общего пользования (ТфОП). Она решается за счет применения специальных голосовых шлюзов ( voice gateway), реализующих и некоторые защитные функции, а самая главная из них - блокирование всех протоколов IP-телефонии (H.323, SIP и др.), если их сообщения поступают из неголосового сегмента.

Для защиты элементов голосовой инфраструктуры от возможных несанкционированных воздействий могут применяться специализированные решения - межсетевые экраны (МСЭ), шлюзы прикладного уровня ( Application Layer Gateway, ALG ) и пограничные контроллеры сеансов (Session Border Controller). В частности, протокол RTP использует динамические порты UDP, открытие которых на межсетевом экране приводит к появлению зияющей дыры в защите. Следовательно, межсетевой экран должен динамически определять используемые для связи порты, открывать их в момент соединения и закрывать по его завершении. Другая особенность заключается в том, что ряд протоколов, например,

Проблема обеспечения безопасности современных информационных технологий (а к ним относится и IP-телефония) сейчас находятся в центре внимания многих – и это особо актуально для любых коммерческих структур. Никто не захочет столкнуться с новыми угрозами и рисками после внедрения новомодного ИТ-решения, призванного оптимизировать бизнес-процессы компании. Именно поэтому сейчас информационная безопасность становится во главу угла при выборе новых ИТ-систем – в частности, при переходе к IP-телефонии.

Решение проблемы безопасности – комплексный подход

Универсального средства безопасности IP-телефонии не существует как такового, но решение этой задачи должно стать составной частью Вашей общей стратегии безопасности. Технология VoIP - это приложение, работающее в IP-сети, где должны быть реализованы надлежащие методы защиты, т.е. нужно четко понимать: чем выше безопасность Вашей сети в целом, тем труднее будет злоумышленнику организовать подслушивание, атаку типа «отказ в обслуживании» (DoS), «взломать» ОС или приложение системы VoIP. И специалисты «Интеркомпьютер Системс» готовы помочь Вам!

Спектр угроз IP-телефонии

Наиболее распространенными угрозами, которым подвержены IP-сети, можно назвать:

регистрацию чужого терминала, позволяющую делать звонки за чужой счет;
подмену абонента;
внесение изменений в голосовой или сигнальный трафик;
снижение качества голосового трафика;
перенаправление голосового или сигнального трафика;
перехват голосового или сигнального трафика;
подделка голосовых сообщений;
завершение сеанса связи;
отказ в обслуживании;
удаленный несанкционированный доступ к компонентам инфраструктуры IP-телефонии;
несанкционированное обновление программного обеспечения на IP-телефоне (например, с целью внедрения троянской или шпионской программы);
взлом биллинговой системы (для операторской телефонии).

И это далеко не весь перечень возможных проблем, связанных с использованием IP-телефонии. Значит – при всех преимуществах IP-телефонии – нужно сразу рассматривать вопрос организации системы защиты своих сетей, что позволит в полной мере использовать выгоды от перехода к технологиям VoIP.

Архитектура IP-телефонии включает несколько основных структурных элементов, каждый из которых может быть подвержен атаке злоумышленников. Поэтому требуется применение комплексного подхода при реализации задачи по обеспечению максимального уровня безопасности корпоративной телефонии. Специалисты компании «Интеркомпьютер Системс» помогут Вам предотвратить утечки информации и обеспечить комплексную защиту инфраструктуры IP-телефонии. Причем не только от угроз заражения вредоносными программами (внедрение и распространение червей, вирусов, троянов и других типов вредоносного ПО), но и от прослушивания и перехвата информации.

В качестве «первой линии обороны» мы предлагаем: системы обнаружения и предотвращения атак, принцип действия которых заключается в разграничении доступа к инфраструктуре IP-телефонии и осуществлении регулярного мониторинга системы. Также рекомендуем использование стандартных антивирусов и межсетевых экранов.

Использование этих технологий предоставляет возможности по:

фильтрации трафика управления установкой IP-телефонных соединений;
передаче трафика управления через NAT и сетевые туннели;
TCP-перехвату, который обеспечивает проверку закрытия TCP-сессий, что позволяет защищаться от ряда атак типа отказа в обслуживании (DoS).

Предотвращение DoS атак

Распространенные атаки DoS успешно блокируются на уровне архитектуры IP-телефонии путем:

разделения корпоративной сети на не пересекающиеся сегменты передачи голоса и данных, что предотвращает появление в «голосовом» участке распространенных атак, в том числе и DoS;
установки специальных правил контроля доступа на маршрутизаторах и межсетевых экранах, защищающих периметр корпоративной сети и отдельные ее сегменты;
внедрения системы предотвращения атак на узлах;
внедрения специализированные системы защиты от DoS- и DDoS-атак;
использования специальных настроек на сетевом оборудовании, предотвращающих подмену адреса, часто используемую при DoS-атаках, и ограничивающих полосу пропускания, что не позволяет вывести из строя атакуемые ресурсы большим потоком бесполезного трафика.

«Вторая линия обороны» — защита путем использования протоколов шифрования и организации мер обеспечения безопасности по использованию устройств системы IP-сети (начиная от сервера, до самих IP-телефонов).

Именно специализированная конфигурация политик безопасности IP-системы, прав авторизации и доступа внутренних абонентов, установление ограничений на рабочий функционал системы послужат одной из наиболее эффективных инициатив по оптимизации уровня безопасности и работы корпоративной IP-системы. Риски, связанные с угрозой несанкционированного вторжения злоумышленника в систему администрирования IP-телефонией также могут быть практически сведены к нулю. Поскольку сама инфраструктура IP-телефонии является достаточно разветвленной системой, то управление конфигурацией IP-телефонов и взаимодействие их с сервером управления должно осуществляться по защищенному от несанкционированного доступа каналу, позволяющему предотвратить любые попытки прочтения или модификации управляющих команд. Для защиты канала управления могут использоваться различные протоколы — IPSec, SSL, TLS и т. д.

Шифрование трафика

Это один из важнейших компонентов безопасности IP-телефонии. Большинство существующих VoIP-решений ещё не поддерживают криптографическое шифрование. Тем не менее, безопасное телефонное соединение намного проще внедрить в рамках VoIP-технологии, чем в традиционных телефонных линиях. При отсутствии шифрования относительно несложно установить прослушивание VoIP-звонков (это можно сделать при помощи анализатора трафика), а при некоторых ухищрениях даже изменить их содержание. Решение данной проблемы – шифрование трафика и использование специальных протоколов. Благодаря шифрованию все данные, которые транспортируются через IP-сеть будут иметь уникальные коды шифрования, которые «прочитать» сможет только конечный получатель – при этом даже в случае перехвата информации злоумышленниками, они не смогут ею воспользоваться без ключа для декодировки.

IP-телефония и использование системы VoIP является вполне безопасным – отвечая нуждам и требованиям современного бизнеса, при грамотном подходе к настройке системы и ее конфигурирования с позиции сетевой защиты, VoIP существенно повышает уровень конкурентоспособности компании, способствует рационализации использования ресурсов и повышению мобильности и продуктивности сотрудников. При этом нужно помнить: максимально эффективными меры безопасности могут быть тогда, когда они покрывают все уровни сетевой инфраструктуры.

Специалисты нашей компании помогут Вам обеспечить безопасность Вашей инфраструктуры IP-телефонии!

Для справки:

Важно помнить, что атаки со стороны злоумышленников (прослушка, фальсификация абонента, неавторизированное проникновение в систему, перехват информации, перегрузка линий) применимы как для традиционной, так и для IP-телефонии. Вопрос состоит в том, что обнаружение, локализация и предотвращение угроз в системе IP-телефонии – намного более простая и менее затратная задача. При этом, затраты на IP-телефонию существенно ниже, чем на аналоговую. Задача состоит в правильном внедрении и настройке IP-системы и обеспечении ее бесперебойной работы с минимальной подверженностью рискам.

Безопасность IP-телефонных решений в связи с их растущей популярностью и спросом является решающим фактором при построении телекоммуникационной IP-инфраструктуры, и требует особого внимания – так же как такие стандартные факторы, как цена самого оборудования, производительность, функциональность и т.д.

Возникли вопросы? Обращайтесь к нам за консультацией и получением детальной информации о возможностях организации защиты IP-телефонии!