IKEv2

Что такое IKE?

IKE (Internet Key Exchange) — это протокол, разработанный IETF для автоматического установления безопасных ассоциаций безопасности (SA) в рамках протокола IPsec.

IKE отвечает за: - Обмен ключами - Аутентификацию сторон - Управление параметрами шифрования - Обновление ключей во время сессии

Что такое IKEv2?

IKEv2 (Internet Key Exchange версия 2) — это улучшенная и стандартизированная версия протокола IKE, определённая в RFC 7296.

IKEv2 обеспечивает более быстрый, надёжный и безопасный способ установления IPsec SA (Security Associations) между клиентом и сервером или между двумя шлюзами.

IKEv2 часто используется вместе с ESP (Encapsulating Security Payload) для создания IPsec VPN.

Основные функции IKEv2

Функция	Описание
Обмен ключами	Использует алгоритм Диффи-Хеллмана (Diffie-Hellman) для безопасного обмена ключами
Аутентификация	Позволяет использовать PSK (предварительно общий секрет), цифровые сертификаты X.509, EAP
Управление сессиями	Поддерживает обновление ключей (Perfect Forward Secrecy - PFS)
Мобильность	Поддержка MOBIKE для переключения IP-адресов
Защита от DoS-атак	Использование "cookies" для предотвращения атак на начальном этапе обмена

Как работает IKEv2?

IKEv2 состоит из двух фаз:

✅ Фаза 1 (IKE_SA_INIT):

Устанавливается безопасный канал между клиентом и сервером
Обмениваются параметрами (алгоритмы шифрования, DH-группы)
Генерируются общие ключевые материалы

[Клиент] → IKE_SA_INIT → [Сервер]
[Сервер] → IKE_SA_INIT_RESP → [Клиент]

✅ Фаза 2 (IKE_AUTH):

Аутентификация сторон
Обмен идентичностями (ID_i / ID_r)
Обмен дополнительными данными (сертификаты, EAP-токены)

[Клиент] → IKE_AUTH → [Сервер]
[Сервер] → IKE_AUTH_RESP → [Клиент]

После успешного завершения IKE_SA создается, и можно приступать к созданию CHILD_SA (например, для IPsec ESP).

Преимущества IKEv2 по сравнению с IKEv1

Возможность	IKEv1	IKEv2
Простота реализации	❌	✅
Меньше обменов пакетами	4 шага	2 шага
Поддержка MOBIKE	❌	✅
Защита от DoS	Частично	Лучше
Поддержка EAP-аутентификации	Через дополнительные модули	Встроенная поддержка
Переподключение при изменении IP	❌	✅
Совместимость с NAT	Требуется дополнительная настройка	Лучше
Быстрая пересылка ключей	❌	✅

Структура обмена сообщениями в IKEv2

Message 1: IKE_SA_INIT
   - Предлагаемые алгоритмы
   - DH-ключи
   - Nonce (случайное число)

Message 2: IKE_SA_INIT_RESP
   - Выбранные алгоритмы
   - DH-ключи
   - Nonce
   - Cookie (опционально)

Message 3: IKE_AUTH
   - Аутентификационные данные
   - Сертификаты
   - CHILD_SA предложения
   - EAP (если используется)

Message 4: IKE_AUTH_RESP
   - Ответ на аутентификацию
   - CHILD_SA ответ

Режимы обмена ключами в IKEv2

Режим	Описание
Main Mode	Используется для статических соединений между шлюзами
Aggressive Mode	Быстрее, но менее безопасен — используется для динамических клиентов
EAP Authentication	Используется для пользовательских аутентификаций (например, с логином/паролем)

Поддержка MOBIKE в IKEv2

MOBIKE (Mobility and Multihoming Protocol) — это расширение IKEv2, позволяющее:

Изменять IP-адрес клиента без разрыва туннеля
Поддерживать несколько IP-адресов (multi-homed)
Автоматически переключаться между сетями (Wi-Fi ↔ мобильная связь)

Это особенно важно для мобильных устройств и пользователей в движении.

Где применяется IKEv2?

Сценарий	Пример использования
Удалённый доступ	Подключение сотрудников к корпоративной сети
Site-to-site VPN	Соединение офисов через защищённый туннель
Мобильные устройства	Безопасный доступ через Wi-Fi и мобильные сети
IoT и M2M коммуникации	Шифрованная передача данных между устройствами
Публичные VPN-сервисы	Многие провайдеры используют IKEv2 как основной протокол
Безопасность VoIP и VoWiFi	Защита голосового трафика от прослушивания

IKEv2 vs IPSec + L2TP, OpenVPN и WireGuard

Критерий	IKEv2/IPsec	L2TP/IPsec	OpenVPN	WireGuard
Скорость	Высокая	Низкая (двойная инкапсуляция)	Средняя	Очень высокая
Мобильность	✅ (MOBIKE)	❌	✅ (TCP/UDP)	✅
Простота настройки	✅	✅	❌ (требует клиент)	✅
Совместимость с NAT	✅	✅	✅	✅
Поддержка	Встроена в iOS, Windows, Linux	Встроена в большинство систем	Требует установки клиента	Требует установки модулей
Производительность	Высокая	Низкая	Средняя	Очень высокая
Криптография	AES, SHA, DH	AES, SHA	AES, RSA, TLS	Curve25519, ChaPoly, BLAKE2s