次世代の暗号化を使用した FlexVPN の設定例

概要

このドキュメントでは、アルゴリズムの Cisco 次世代の暗号化（NGE）セットをサポートする 2 つのルータの間の FlexVPN を設定する方法について説明します。

次世代の暗号化

Cisco NGE 暗号化は、安定した 4 つの設定可能なパブリック ドメイン暗号化アルゴリズムを使用するネットワークを移動する情報を保護します。

• 128 ビットまたは 256 ビット キーを使用した Advanced Encryption Standard（AES）に基づく暗号化
• 256 ビットおよび 384 ビットプライムモジュールの曲線を使用する楕円曲線デジタル署名アルゴリズム（ECDSA）を備えたデジタル署名
• 楕円曲線 Diffie-Hellman（ECDH）メソッドを使用するキー交換
• セキュア ハッシュ アルゴリズム（SHA-2）に基づくハッシュ（デジタル フィンガープリント）

国家安全保障局（NSA）は、これら 4 つのアルゴリズムを組み合わせることで、分類された情報の十分な情報の保証が得られると述べています。IPsec の NSA Suite B 暗号化は、RFC 6379 の標準規格として公開され、業界で受け入れられています。

スイート Suite-B-GCM-128

RFC 6379 では、これらのアルゴリズムは、スイート Suite-B-GCM-128 で必要です。

このスイートは、128 ビット AES-GCM によって Encapsulating Security Payload（ESP）整合性の保護と信頼性を提供します（ RFC4106を参照）。 ESP の整合性の保護と暗号化の両方が必要な場合にはこのスイートを使用する必要があります。

ESP
暗号化     Galois/Counter Mode（GCM）での 128 ビット キーおよび 16 オクテット整合性チェック値（ICV）を使用した AES（RFC4106）
整合性          NULL

IKEv2
暗号化                           暗号ブロック連鎖（CBC）モードでの 128 ビット キーを使用した AES（RFC3602）
擬似乱数関数      HMAC-SHA-256（RFC4868）
整合性                               HMAC-SHA-256-128（RFC4868）
Diffie-Hellman グループ            256 ビット ランダム ECP グループ（RFC5903）

Suite B および NGE の詳細は、『次世代暗号化』を参照してください。

前提条件

要件

次の項目に関する知識があることが推奨されます。

• FlexVPN
• インターネット キー交換バージョン 2（IKEv2）
• IPSec

使用するコンポーネント

このドキュメントの情報は、次のソフトウェアとハードウェアのバージョンに基づいています。

• Hardware:セキュリティ ライセンスを実行するサービス統合型ルータ（ISR）世代 2（G2）
• ソフトウェア：Cisco IOS^®ソフトウェアリリース15.2.3T2。GCMが導入された時点であるため、Cisco IOSソフトウェアリリースMまたは15.1.2T以降のすべてのリリースを使用できます。

詳細については、Feature Navigator を参照してください。

このドキュメントの情報は、特定のラボ環境にあるデバイスに基づいて作成されました。このドキュメントで使用するすべてのデバイスは、初期（デフォルト）設定の状態から起動しています。対象のネットワークが実稼働中である場合には、どのようなコマンドについても、その潜在的な影響について確実に理解しておく必要があります。

認証局

現在、Cisco IOSソフトウェアは、ECDHを実行するローカル認証局(CA)サーバをサポートしていません。これは、Suite Bに必要です。サードパーティのCAサーバを実装する必要があります。この例では、Suite B PKI に基づく Microsoft CA を使用します。 

設定

Network Topology

このガイドは、このトポロジに基づいています。IPアドレスは、要件に合わせて修正する必要があります。

 

注：

この設定は、直接接続された2台のルータで構成されており、ホップ数が多い場合があります。その場合は、ピアIPアドレスに到達するルートがあることを確認してください。この設定では、使用される暗号化だけが詳細に説明されます。IKEv2ルーティングまたはルーティングプロトコルは、IPSec VPN上に実装する必要があります。

ルータが楕円曲線デジタル署名アルゴリズムを使用できるようにするための手順

1. EC キーペアを作成するために必要なドメイン名とホスト名を作成します。
   

   ip domain-name cisco.com
   hostname Router1
   crypto key generate ec keysize 256 label Router1.cisco.com

   
   

   注：Cisco Bug ID CSCue59994 のフィックスでバージョンを実行しない場合、ルータで 768 より小さいキー サイズで証明書を登録できません。

2. CA から証明書を取得するために、ローカル トラストポイントを作成します。
   

   crypto pki trustpoint ecdh
    enrollment terminal
    revocation-check none
    eckeypair Router1.cisco.com

   
   
   

   注：CAがオフラインであったため、失効チェックが無効になりました。実稼働環境で最大限のセキュリティを確保するには、失効チェックを有効にする必要があります。

   
   
   
3. トラストポイントを認証します（これにより公開キーを含む CA の証明書のコピーを取得できます）。
   

   crypto pki authenticate ecdh

   
   
   
4. プロンプトで CA の Base64 エンコード証明書を入力します。  quit と入力してから、yes と入力して承認します。
   
   
5. ルータを CA の PKI に登録します。
   

   crypto pki enrol ecdh

   
   
   
6. 表示される出力は、証明書要求を CA に送信するために使用されます。Microsoft CA の場合、CA の Web インターフェイスに接続し、[Submit a certificate request] を選択します。
   
   
7. CA から受信した証明書をルータにインポートします。証明書をインポートした後、quit と入力します。
   

   crypto pki import ecdh certificate

コンフィギュレーション

ここで示す設定はRouter1用です。Router2では、トンネルインターフェイス上のIPアドレスだけが一意である設定のミラーが必要です。

1. ピア デバイスの証明書と一致する証明書マップを作成します。
   

   crypto pki certificate map certmap 10
    subject-name co cisco.com

   
   
   
2. Suite B の IKEv2 プロポーザルを設定します。
   

   crypto ikev2 proposal default
    encryption aes-cbc-128
    integrity sha256
    group 19

   
   
   

   注：IKEv2 スマートのデフォルトは、デフォルトの IKEv2 プロポーザル内に事前設定されたいくつかのアルゴリズムを実装します。aes-cbc-128 および sha256 はスイート Suite-B-GCM-128 で必要であるため、これらのアルゴリズム内の aes-cbc-256、sha384、および sha512 を削除する必要があります。これは、選択肢が提示されるときに IKEv2 は最も強力なアルゴリズムを選択するからです。セキュリティを最大限に高めるには、aes-cbc-256およびsha512を使用します。ただし、Suite-B-GCM-128では不要です。設定されたIKEv2プロポーザルを表示するには、show crypto ikev2 proposalコマンドを入力します。

   
   
   
3. 証明書マップと一致し、以前に定義したトラストポイントで ECDSA を使用するよう IKEv2 プロファイルを設定します。
   

   crypto ikev2 profile default
    match certificate certmap
    identity local dn
    authentication remote ecdsa-sig
    authentication local ecdsa-sig
    pki trustpoint ecdh

   
   
   
4. GCM を使用するよう IPSec トランスフォームを設定します。
   

   crypto ipsec transform-set ESP_GCM esp-gcm
    mode transport

   
   
   
5. 事前に設定したパラメータで IPSec プロファイルを設定します。
   

   crypto ipsec profile default
    set transform-set ESP_GCM
    set pfs group19
    set ikev2-profile default

   
   
   
6. トンネル インターフェイスを設定します。
   

   interface Tunnel0
    ip address 172.16.1.1 255.255.255.0
    tunnel source Gigabit0/0 tunnel destination 10.10.10.2
    tunnel protection ipsec profile default

接続の確認

ここでは、設定が正常に機能しているかどうかを確認します。

1. ECDSA キーが正常に生成されていることを確認します。
   

   Router1#show crypto key mypubkey ec
   % Key pair was generated at: 04:05:07 JST Jul 6 2012
   Key name: Router1.cisco.com
   Key type: EC KEYS
    Storage Device: private-config
    Usage: Signature Key
    Key is not exportable.
    Key Data:
     30593013 06072A86 48CE3D02 0106082A 8648CE3D 03010703 4200048F 2B0B5B5E
   (...omitted...)

   
   
   
2. 証明書が正常にインポートされ、ECDH が使用されていることを確認します。
   

   Router1#show crypto pki certificates verbose ecdh
   Certificate
     Status: Available
     Version: 3
     Certificate Serial Number (hex): 6156E3D5000000000009
   (...omitted...)

   
   
   
3. IKEv2 SA が正常に作成され、Suite B アルゴリズムを使用していることを確認します。
   

   Router1#show crypto ikev2 sa
    IPv4 Crypto IKEv2  SA
   
   Tunnel-id Local                 Remote                fvrf/ivrf            Status
   1         10.10.10.1/500        10.10.10.2/500        none/none            READY
         Encr: AES-CBC, keysize: 128, Hash: SHA256, DH Grp:19, Auth sign: ECDSA, Auth verify:
         ECDSA
         Life/Active Time: 86400/20 sec

   
   
   
4. IKEv2 SA が正常に作成され、Suite B アルゴリズムを使用していることを確認します。
   

   Router1#show crypto ipsec sa
   
   interface: Tunnel0
       Crypto map tag: Tunnel0-head-0, local addr 10.10.10.1
   
   (...omitted...)
   
        local crypto endpt.: 10.10.10.1, remote crypto endpt.: 10.10.10.2
        plaintext mtu 1466, path mtu 1500, ip mtu 1500, ip mtu idb Ethernet0/0
        current outbound spi: 0xAC5845E1(2891466209)
        PFS (Y/N): N, DH group: none
   
        inbound esp sas:
         spi: 0xAEF7FD9C(2935487900)
           transform: esp-gcm ,
           in use settings ={Transport, }
           conn id: 6, flow_id: SW:6, sibling_flags 80000000, crypto map: Tunnel0-head-0
           sa timing: remaining key lifetime (k/sec): (4341883/3471)
           IV size: 8 bytes
           replay detection support: N
           Status: ACTIVE(ACTIVE)

   
   
   

   注：インターネット キー エクスチェンジ バージョン 1（IKEv1）の場合と異なり、この出力では、最初のトンネル ネゴシエーション時に Perfect Forwarding Secrecy（PFS）の Diffie-Hellman（DH）グループ値が PFS (Y/N):N, DH group:none と表示されますが、キー再作成が行われた後は正しい値が表示されます。この動作はCisco Bug ID CSCug67056で説明されていますが、これはバグではありません。IKEv1とIKEv2の違いは、後者では子セキュリティアソシエーション(SA)がAUTH交換自体の一部として作成されることです。暗号マップに設定された DH グループは、キー再生成時にのみ使用されます。したがって、最初のキー再生成が行われるまで PFS (Y/N):N, DH group:none が表示されます。しかし、IKEv1 では、クイック モード時に子 SA が作成され、CREATE_CHILD_SA メッセージにキー交換ペイロードを伝送するためのプロビジョニングがあり、これによって新しい共有秘密を取得する DH パラメータが指定されるため、動作が異なります。

トラブルシュート

現在、この設定に関する特定のトラブルシューティング情報はありません。

結論

NGE で定義された効率的で強力な暗号化アルゴリズムは、そのデータの機密性と整合性が確保され、データの処理が低コストで行われることを長期的に保証します。NGE は FlexVPN で簡単に実装できます。これは Suite B の標準の暗号化を提供します。

Cisco の Suite B の実装の詳細は、『次世代暗号化』を参照してください。