در دنیای امروز که حجم تبادل داده‌ها میان سازمان‌ها و کاربران بی‌سابقه شده، امنیت شبکه به یکی از مهم‌ترین دغدغه‌ها تبدیل شده است. یکی از پروتکل‌های استاندارد و قدرتمند برای حفاظت از داده‌ها در مسیر انتقال، IPsec است که با ارائه رمزنگاری، احراز هویت و تضمین یکپارچگی، ارتباطی امن بین دو نقطه در شبکه ایجاد می‌کند. این پروتکل به‌طور گسترده در شبکه‌های خصوصی مجازی (VPN) و سناریوهای امن‌سازی ارتباطات استفاده می‌شود.

VPN چیست و چه کاربردی در امنیت ارتباطات دارد؟

IPsec چیست؟

IPsec یا Internet Protocol Security مجموعه‌ای از پروتکل‌هاست که برای تأمین امنیت ارتباطات در لایه سوم شبکه طراحی شده است. این فناوری با استفاده از روش‌های رمزنگاری و احراز هویت، داده‌های ارسالی از یک دستگاه یا شبکه به دستگاه یا شبکه دیگر را در بستر اینترنت یا شبکه‌های عمومی ایمن می‌سازد.

IPsec می‌تواند به صورت مستقل یا در کنار سایر فناوری‌ها مانند VPN، GRE یا MPLS به کار رود و با پشتیبانی از حالت‌های مختلف کاری (Tunnel و Transport) برای سناریوهای متنوع امنیتی مناسب است. انعطاف‌پذیری بالا، پشتیبانی از انواع الگوریتم‌های رمزنگاری، و قابلیت استفاده در تجهیزات مختلف شبکه، از مهم‌ترین ویژگی‌های این پروتکل محسوب می‌شود.

IPsec چگونه کار می‌کند؟

1.احراز هویت دو طرف ارتباط

در ابتدا IPsec هویت طرفین را از طریق پروتکل‌هایی مانند IKE و احراز گواهی‌نامه یا کلید مشترک تأیید می‌کند تا مطمئن شود داده‌ها تنها بین منابع معتبر منتقل می‌شود.

2.تبادل کلیدهای رمزنگاری

پس از احراز هویت، سیستم‌ها کلیدهای رمزنگاری را از طریق پروتکل‌های امن مانند IKEv2 تبادل می‌کنند تا امکان رمزگذاری و رمزگشایی داده‌ها فراهم شود.

3.انتخاب الگوریتم‌های امنیتی

IPsec بسته به سیاست تنظیم‌شده، الگوریتم‌های رمزنگاری (مانند AES یا 3DES) و الگوریتم‌های هَش (مانند SHA-256) را برای حفاظت و صحت داده‌ها انتخاب می‌کند.

4.کپسوله‌سازی بسته‌ها

داده‌های اصلی در یک سرور یا روتر مبدأ کپسوله و در قالب ESP یا AH ارسال می‌شوند تا حتی اگر بسته‌ها رهگیری شوند، محتوا قابل خواندن نباشد.

5.انتقال امن داده‌ها

بسته‌های رمزنگاری‌شده از طریق شبکه (اینترنت یا WAN) به مقصد منتقل می‌شوند، بدون اینکه محتوای آن‌ها در مسیر قابل تغییر یا مشاهده باشد.

6.رمزگشایی و بررسی یکپارچگی

در نقطه مقصد بسته‌ها رمزگشایی شده و صحت آن‌ها از طریق امضای دیجیتال یا هَش بررسی می‌شود تا اطمینان حاصل شود اطلاعات در مسیر دستکاری نشده است.

اجزای اصلی IPsec

Authentication Header (AH)

پروتکل AH برای احراز هویت و تضمین یکپارچگی داده‌ها در IPsec استفاده می‌شود. این پروتکل اطمینان می‌دهد که بسته‌ها در مسیر انتقال تغییر نکرده‌اند و از یک منبع معتبر ارسال شده‌اند، اما برخلاف ESP محتوای بسته را رمزنگاری نمی‌کند و داده به‌صورت قابل مشاهده باقی می‌ماند.

Encapsulating Security Payload (ESP)

ESP مهم‌ترین و پرکاربردترین مؤلفه IPsec است که وظیفه رمزنگاری داده‌ها، تأمین محرمانگی و همچنین احراز هویت و یکپارچگی را بر عهده دارد. به دلیل همین قابلیت‌ها، ESP معمولاً در پیاده‌سازی‌های عملی IPsec و VPNها جایگزین AH می‌شود.

Internet Key Exchange (IKE)

IKE پروتکلی برای مدیریت کلیدها و پارامترهای امنیتی در IPsec است که فرآیند مذاکره، احراز هویت و تبادل کلیدها را بین دو طرف ارتباط انجام می‌دهد. نسخه‌های جدیدتر مانند IKEv2 علاوه بر امنیت بالاتر، پایداری و سرعت بیشتری در برقراری تونل‌های IPsec ارائه می‌دهند.

Security Associations (SA)

SA مجموعه‌ای از قوانین و پارامترهای امنیتی است که مشخص می‌کند کدام الگوریتم رمزنگاری، روش احراز هویت و کلیدها برای یک ارتباط خاص استفاده شوند. هر ارتباط IPsec حداقل دارای یک SA است که جهت و نحوه حفاظت از داده‌ها را تعیین می‌کند.

تفاوت IPsec با SSL VPN

IPsec و SSL VPN هر دو برای ایجاد ارتباط امن در شبکه استفاده می‌شوند، اما در سطح عملکرد و کاربرد تفاوت‌های اساسی دارند. IPsec در لایه سوم شبکه عمل می‌کند و کل ترافیک بین دو نقطه یا دو شبکه را به‌صورت شفاف امن می‌سازد، به همین دلیل بیشتر در ارتباطات Site‑to‑Site و زیرساخت‌های سازمانی کاربرد دارد.

در مقابل SSL VPN معمولاً در لایه‌های بالاتر کار می‌کند و بیشتر برای دسترسی کاربران از راه دور به منابع مشخص (مانند وب‌اپلیکیشن‌ها) استفاده می‌شود. راه‌اندازی ساده‌تر و عدم نیاز به تنظیمات پیچیده روی کل شبکه، باعث شده SSL VPN انتخاب محبوب‌تری برای کاربران نهایی و سناریوهای Remote Access باشد.