Was ist IKE?

Internet Key Exchange (IKE) ist das Protokoll, das die beiden Endpunkte eines IPsec-Tunnels authentifiziert, die zu verwendenden kryptografischen Algorithmen und die Diffie-Hellman-Gruppe aushandelt und die Schlüssel generiert, auf denen eine IPsec-Sicherheitsassoziation basiert. Ohne IKE hätten IPsec-Peers keine sichere Möglichkeit, sich vor der Verschlüsselung des Datenverkehrs auf Schlüssel zu einigen.

Die wichtigsten Erkenntnisse

• IKE authentifiziert IPsec-Peers und handelt deren Verschlüsselungsparameter aus.
• Der Ablauf erfolgt in zwei Phasen: zunächst über einen sicheren Kanal, anschließend über die SAs der Datenebene.
• IKEv2 ist der moderne Standard; IKEv1 wird weiterhin für ältere Partner verwendet.
• Diffie-Hellman-Gruppen bestimmen die Stärke der ausgehandelten Schlüssel.
• Versa VOS-Geräte unterstützen pro Tunnel IKEv1, IKEv2 oder beides.

Auf dieser Seite: Warum das wichtig ist · So funktioniert es · Arten · IKE & Versa · Häufig gestellte Fragen

Warum ist IKE wichtig?

IKE ist die Kontrollebene, die die Verschlüsselung auf der Datenebene durch IPsec ergänzt. Ohne automatisierte Schlüsselaushandlung müsste für jeden Tunnel der Schlüssel manuell konfiguriert und regelmäßig gewechselt werden – ein Vorgang, der nicht skalierbar ist. IKE authentifiziert jeden Partner vor dem Datenverkehr, um Identitätsbetrug zu verhindern, und handelt automatisch die Verschlüsselungssuite sowie die Diffie-Hellman-Gruppe aus, die beide Seiten verwenden werden.

IKE hält Tunnel zudem unterbrechungsfrei aufrecht: Es generiert nach einem zeit- oder volumenbasierten Zeitplan neue Schlüssel für Sitzungen, aktualisiert diese vor ihrem Ablauf und erkennt einen „silent peer“, sodass ein veralteter Tunnel wiederhergestellt werden kann, anstatt halb offen zu bleiben. Da IKE ein offener, herstellerneutraler Standard ist, kann ein Gerät von „ Versa “ mithilfe desselben Protokolls einen Tunnel mit einem Gateway von Cisco, Palo Alto oder einem Cloud-Anbieter aushandeln – diese Interoperabilität macht Site-to-Site-VPNs und SD-WAN-Overlays in Netzwerken mit Geräten verschiedener Hersteller praktikabel.

Was ist IKE?

IKE verhandelt in zwei Phasen. In Phase 1 wird ein sicherer, authentifizierter Kanal zwischen den Peers – die IKE-Sicherheitsassoziation – aufgebaut, wobei ein Diffie-Hellman-Austausch zur Ableitung eines gemeinsamen Geheimnisses sowie entweder Zertifikate oder ein vorab geteilter Schlüssel (PSK) zum Identitätsnachweis verwendet werden. In Phase 2 wird dieser geschützte Kanal genutzt, um die IPsec-Sicherheitsassoziationen auszuhandeln, die den Datenverkehr schützen: Verschlüsselungstransformation, Hash-Algorithmus und Schlüsselgültigkeitsdauer.

Jede Verhandlung basiert auf denselben Bausteinen. Mithilfe von Diffie-Hellman-Gruppen können beide Seiten ein identisches Geheimnis ableiten, ohne es zu übertragen. Hash-Algorithmen wie SHA-256 stellen sicher, dass ausgehandelte Nachrichten nicht manipuliert wurden. Die „Dead-Peer“-Erkennung überprüft regelmäßig, ob der Peer noch erreichbar ist, und durch die Schlüsselneugenerierung – zeitgesteuert oder volumenbasiert – werden Schlüssel vor ihrem Ablauf ersetzt, sodass der geschützte Datenverkehr niemals unterbrochen wird.

Arten von IKE

Es gibt zwei Protokollversionen. IKEv2 ist der moderne Standard: Es baut einen Tunnel in vier Nachrichten auf – statt der sechs oder mehr bei IKEv1 –, unterstützt von Haus aus NAT-Traversal und Netzwerkänderungen und vereinfacht die Schlüsselneugenerierung. IKEv1 wird hauptsächlich aus Gründen der Kompatibilität mit älteren Partnern weiterhin verwendet; neue Tunnel sollten standardmäßig mit IKEv2 oder, wenn die Fähigkeiten des Partners unbekannt sind, mit „beiden Versionen“ eingerichtet werden.

Die Authentifizierung bildet eine zweite Achse. Die zertifikatsbasierte (PKI-)Authentifizierung lässt sich am besten auf große Bereitstellungen skalieren und unterstützt die Überprüfung auf widerrufene Zertifikate. Vorab geteilte Schlüssel (PSK) eignen sich für eine geringe Anzahl von Punkt-zu-Punkt-Tunneln. Bei Fernzugriffsumgebungen kann EAP zusätzlich zu IKEv2 eingesetzt werden, um einzelne Benutzer statt Geräte zu authentifizieren. Diffie-Hellman-Gruppen – von älteren 768-Bit-Modulus-Gruppen bis hin zu modernen Gruppen mit elliptischen Kurven – runden das Bild ab und tauschen Verhandlungskosten gegen Schlüsselstärke ein.

IKE & Versa

Versa Director werden die IKE-Einstellungen in den IPsec-VPN-Profilen verwaltet: Administratoren wählen die IKE-Version v1, v2 oder v2-oder-v1 aus, legen den Rekey-Timer, das Timeout für die Dead-Peer-Erkennung und die Fragmentgröße fest und wählen Hash-, Verschlüsselungs- und Diffie-Hellman-Gruppentransformationen aus – entweder als einzelne Transformation oder als priorisierte Liste. Die Peer- und lokale Authentifizierung erfolgt entweder über Zertifikate mit einer CA-Kette und optionaler OCSP-Sperrprüfung oder über einen vorab vereinbarten Schlüssel.

Konfigurationen für Site-to-Site-Tunnel zeigen die Interoperabilität von IKE mit Gateways von Drittanbietern: IKEv2-routenbasierte Tunnel zu Cisco ASR- und CSR-Geräten, IKEv1-richtlinienbasierte Tunnel zu Cisco ASA-Geräten – jeweils bestätigt durch die Überprüfung, ob im Ereignisverlauf „IKE Done“ gemeldet wird, bevor überprüft wird, ob die Tunnelschnittstelle aktiv ist. Gerätevorlagen legen außerdem einen organisationsweiten Standard-IKE-Authentifizierungsmodus fest (PSK oder PKI), der auf jede Zweigstelle angewendet wird.

Häufig gestellte Fragen

Was ist der Unterschied zwischen IKEv1 und IKEv2?

IKEv2 baut Tunnel mit weniger Nachrichten auf als IKEv1, unterstützt NAT-Traversal und Netzwerkmobilität von Haus aus und vereinfacht die Schlüsselneugenerierung, sodass eine Sitzung während der Aktualisierung nur selten unterbrochen wird. IKEv1 wird weiterhin hauptsächlich aus Kompatibilitätsgründen mit älteren Partnern verwendet; bei neuen Implementierungen sollte standardmäßig IKEv2 verwendet werden oder „v2-oder-v1“, wenn der Partner unbekannt ist.

Was ist der Unterschied zwischen IKE und IPsec?

IKE ist das Protokoll der Steuerungsebene, das Peers authentifiziert und Schlüssel sowie Parameter aushandelt. IPsec – genauer gesagt ESP – ist das Protokoll der Datenebene, das den Datenverkehr selbst verschlüsselt und authentifiziert, wobei die von IKE generierten Schlüssel verwendet werden. Ein funktionierender Tunnel benötigt beides: IKE zum Aufbau der Sicherheitsverbindung und IPsec zum Schutz der Pakete.

Welche Authentifizierungsmethoden unterstützt IKE?

IKE authentifiziert Peers mithilfe digitaler Zertifikate, wobei eine Zertifizierungsstellenkette und optional eine OCSP-Sperrprüfung zum Einsatz kommen, oder mithilfe eines außerhalb des Kommunikationskanals ausgetauschten vorab vereinbarten Schlüssels (PSK). Bei Fernzugriffsumgebungen können EAP-Verfahren wie MSCHAPv2 oder TLS auf IKEv2 aufgesetzt werden, um einzelne Benutzer statt Geräteidentitäten zu authentifizieren.

Was ist eine Diffie-Hellman-Gruppe in IKE?

Eine Diffie-Hellman-Gruppe ist eine nummerierte Menge von Parametern – eine Modulgröße oder eine elliptische Kurve –, die IKE verwendet, damit zwei Teilnehmer ein identisches gemeinsames Geheimnis ableiten können, ohne es jemals über das Netzwerk zu übertragen. Gruppen mit höheren Nummern bieten stärkere Schlüssel, erfordern dafür jedoch eine längere Verhandlungszeit.

Was passiert, wenn der Peer eines IKE-Tunnels nicht mehr reagiert?

Bei der Erkennung eines ausgefallenen Peers wird eine Abfrage gesendet, wenn innerhalb einer konfigurierten Zeitüberschreitung kein Datenverkehr vom Peer eintrifft. Wenn der Peer nicht antwortet, bricht das Gerät die Sicherheitsverbindung ab und handelt einen neuen Tunnel aus, anstatt eine veraltete, einseitige Verbindung auf unbestimmte Zeit bestehen zu lassen.

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