Кіріспе
криптографиялық протокол Multimedia Internet KEYing (MIKEY) – нақты уақыт қолданбаларымен қолдануға арналған кілттік басқару протоколы. Ол, ерекше айтқанда, SRTP қауіпсіздік протоколы арқылы қорғалған мультимедиялық сессиялар үшін шифрлау кілттерін орнатуға пайдаланылуы мүмкін, бұл протокол VoIP сияқты нақты уақыт байланысын қамтамасыз ету үшін жиі қолданылады. MIKEY алғаш рет анықталды, ал қосымша MIKEY режимдері , , , және -де анықталды.
Multimedia Internet KEYing (MIKEY) is a key management protocol that is intended for use with real time applications. It can specifically be used to set up encryption keys for multimedia sessions that are secured using SRTP, the security protocol commonly used for securing real time communications such as VoIP. MIKEY was first defined in Additional MIKEY modes have been defined in , , , and .
MIKEY-дің мақсаты
RFC 3830-да сипатталғандай, MIKEY протоколы пайдаланушылар арасындағы байланысты қамтамасыз ету үшін ұштан-ұшқа қорғауды қамтамасыз етуге арналған. Осы мақсатта, ол қатынас сессиясының қатысушылары арасында Трафик шифрлау кілті (TEK) деп аталатын сессия кілтін бөліседі. MIKEY протоколы сондай-ақ байланыс қатысушыларын куәландыруы мүмкін. MIKEY сессия кілтін бөлісу және қатысушыларды куәландыру үшін көптеген әдістерді ұсынады.
MIKEY-ді іс жүзінде қолдану
MIKEY мультимедиалық байланыс протоколын қамтамасыз ету үшін кілттерді басқаруға арналған. Сондықтан, MIKEY алмасулары әдетте байланысты қолдайтын сигнализация протоколының ішінде жүзеге асырылады. Көбінесе MIKEY, VoIP протоколының (SRTP) кілтті басқару механизмін ұсыну арқылы Secure VoIP-ті қолдайды. Кілттерді басқару MIKEY хабарламаларын SIP сигнализациялық хабарламаларының SDP мазмұнына қосу арқылы іске асырылады.
Негізгі тасымалдау және алмасу әдістері
MIKEY ортақ құпияны орнатудың сегіз әртүрлі әдісін қолдайды (мысалы, сессия кілті немесе сессия KEK ретінде пайдалануға болады): Алдын ала бөлісілген кілт (MIKEY PSK): Бұл ортақ құпияны жеткізудің ең тиімді жолы, себебі тек симметриялық шифрлау қолданылады және аздаған деректерді ғана алмасу қажет. Дегенмен, әрбір қатысушымен жеке кілтті бөлісу қажет, бұл үлкен пайдаланушылар тобы үшін масштабтау мәселелеріне алып келеді. Ашық кілт (MIKEY PK): Ортақ құпия ашық кілтті шифрлау арқылы алмастырылады. Ірі жүйелерде бұл ашық кілттерді қауіпсіз таратуды басқару үшін PKI қажеттілігін тудырады. Диффи-Хеллман (MIKEY DH): Ортақ құпияны орнату үшін Диффи-Хеллман кілт алмасуы қолданылады. Бұл әдіс бұрынғыларына қарағанда көбірек ресурстарды (есептеу уақыты және өткізу қабілеті) қажет етеді, бірақ толық алға бағытталған құпиялылықты қамтамасыз ету артықшылығына ие. Сонымен қатар, оны PKI болмаса да қолдануға болады. DH HMAC (MIKEY DHHMAC) (HMAC растамаланған Диффи-Хеллман): Бұл Диффи-Хеллман MIKEY-нің жеңілдетілген нұсқасы: сертификаттар мен RSA қолтаңбаларының орнына екі тарапты бір-біріне растау үшін HMAC қолданылады. DH HMAC RFC 4650 стандартында анықталған. RSA R (MIKEY RSA R) (Кері RSA): Ортақ құпия PKI қажет етпейтіндей етіп, ашық кілтті шифрлау арқылы алмастырылады: бастаушы өзінің RSA ашық кілтін жауап берушіге жібереді, ол ортақ құпияны таңдап, бастаушының ашық кілтімен шифрлап бастаушыға қайтарады. RSA R RFC 4738 стандартында анықталған. TICKET (MIKEY TICKET): Мультимедиялық Интернетте кілттеуде (MIKEY) кілтті таратудың билетке негізделген әдістері. MIKEY TICKET RFC 6043 стандартында анықталған. IBAKE (MIKEY IBAKE): Мультимедиялық Интернетте кілттеуде сәйкестікке негізделген растамаланған кілт алмасу (IBAKE) әдісі (MIKEY). MIKEY IBAKE RFC 6267 стандартында анықталған. SAKKE (MIKEY SAKKE): Сакай Касахара кілтін шифрлау мультимедиялық Интернетте кілттеуде (MIKEY). Бұл сәйкестік негізінде кілтті растау әдісі. MIKEY SAKKE RFC 6509 стандартында анықталған.
Pre Shared Key (MIKEY PSK): This is the most efficient way to handle the transport of the Common Secret, since only symmetric encryption is used and only a small amount of data has to be exchanged. However, an individual key has to be shared with every single peer, which leads to scalability problems for larger user groups. Public Key (MIKEY PK): The Common Secret is exchanged with the help of public key encryption. In larger systems, this requires a PKI to handle the secure distribution of public keys. Diffie–Hellman (MIKEY DH): A Diffie–Hellman key exchange is used to set up the Common Secret. This method has a higher resource consumption (both computation time and bandwidth) than the previous ones, but has the advantage of providing perfect forward secrecy. Also, it can be used without any PKI. DH HMAC (MIKEY DHHMAC) (HMAC Authenticated Diffie–Hellman): This is a light weight version of Diffie–Hellman MIKEY: instead of certificates and RSA signatures it uses HMAC to authenticate the two parts to one another. DH HMAC is defined in RFC 4650. RSA R (MIKEY RSA R) (Reverse RSA): The Common Secret is exchanged with the help of public key encryption in a way that doesn't require any PKI: the initiator sends its public RSA key to the responder, which responds by selecting the Common Secret and then send it back to the initiator encrypted with the initiator's public key. RSA R is defined in RFC 4738. TICKET (MIKEY TICKET): Ticket Based Modes of Key Distribution in Multimedia Internet KEYing (MIKEY). MIKEY TICKET is defined in RFC 6043. IBAKE (MIKEY IBAKE): Identity Based Authenticated Key Exchange (IBAKE) Mode of Key Distribution in Multimedia Internet KEYing (MIKEY). MIKEY IBAKE is defined in RFC 6267. SAKKE (MIKEY SAKKE): Sakai Kasahara Key Encryption in Multimedia Internet KEYing (MIKEY). This is an Identity Based Authenticated Key Exchange method. MIKEY SAKKE is defined in RFC 6509.
MIKEY хабарламалары
MIKEY әдістерінің көпшілігі бастамашыдан қатысушыларға хабарлама (I MESSAGE) жіберуді, ал қатысушылардың оған жауап хабарламасымен (R MESSAGE) жауап беруін қажет етеді. Осы алмасу аяқталған соң, қатысушылар сессия кілтін өндіре алады. MIKEY SAKKE-ге R MESSAGE қажет емес.
MIKEY хабарламасының мазмұны
MIKEY хабарламалары бірнеше пайдалы жүктемеден тұрады. Әрбір пайдалы жүктеме MIKEY хабарламасындағы келесі пайдалы жүктемені сипаттайды. Осылайша MIKEY протоколы кеңейтіліп, бейімделуге бейім екендігін көрсетті. Бірінші пайдалы жүктеме әрқашан Ортақ бас (HDR) болып табылады. Бұл MIKEY протоколының нұсқасын, қолданылатын әдісті (деректер түрі), жауап қажет пе, жоқ па, және алмасу арқылы құрылатын криптографиялық сессияны анықтайды. Қосымша пайдалы жүктемелер қолданылып жүрген MIKEY әдісімен анықталады. Көбінесе бұларға келесідей ақпараттық жүктемелер кіреді:
Уақыт белгісі жүктемесі (T) – бұл уақытты қамтиды және қайталау шабуылдарынан қорғайды. Жеке басының идентификациясы (ID) – бұл қатысушыларды анықтайды. Бұл пайдалы жүктеме түрінде сертификаттар (CERT) болуы мүмкін. Бұл RFC 6043-те пайдаланушының ID (IDR) бөлігі ретінде "ролін" қосу үшін кеңейтілген. RAND жүктемесі (RAND) – бұл алмасудан кейінгі кілтті шығаруды тұздау үшін пайдаланылатын кездейсоқ деректер. Қауіпсіздік саясаты (ҚС) – бұл коммуникацияны қолдау үшін қауіпсіздік саясатының шектеулі жиынтығын қамтиды. Certificate Hash (CHASH) – ашық кілтпен шифрлау үшін пайдаланылатын сертификатты көрсететін хэш. Бұған қоса, MIKEY хабарламасында кілттік материалды қамтитын кем дегенде бір пайдалы жүктеме болады. Бұларға кіреді:
Кілттік деректерді тасымалдау (KEMAC) – бұл кілтті алдын ала ортақ құпияны пайдалану арқылы шифрлау арқылы капсулалау. Бұл RFC 4650 аутентификацияланған Diffie–Hellman (DHHMAC) қолдау үшін кеңейтілді. Diffie–Hellman (DH) – бұл Diffie–Hellman протоколын қолдайтын криптографиялық ақпаратты қамтиды. Envelope Data (PKE) – бұл кілтті ашық кілт шифрлауын пайдалана отырып қоршайды. Бұл RFC 4738 және RFC 6267 арқылы кеңейтілді. Sakai Kasahara (SAKKE) – бұл кілтті Sakai Kasahara протоколын пайдалану арқылы капсулалайды. Бұл RFC 6509 анықтамасымен анықталады. Ticket (TICKET) – сыртқы серверден (KMS) кілттік материалдарды сұрату үшін криптографиялық токенді ұсынады. Бұл RFC 6043 анықтамасымен анықталады. Соңында, MIKEY хабарламасында аутентификация жүктемесі болуы мүмкін. Бұларға мыналар жатады:
Қолтаңба (SIGN) – MIKEY хабарламасындағы қолтаңба. Тексеру (V) – қабылдаушы қолма-қолды растау үшін жіберген MAC.
A timestamp payload (T) this contains the time and hence helps protect against replay attacks. Identity Payloads (ID) this identifies the participants. This payload type can also contain certificates (CERT). This was extended in RFC 6043 to include the 'role' of the user as part of the ID (IDR). A RAND payload (RAND) this is random data used to salt the post exchange key derivation. Security Policies (SP) this contains a limited set of security policies to support the communication. Certificate Hash (CHASH) a hash indicating a certificate used for public key encryption. In addition to this, the MIKEY message will contain at least one payload which encapsulates key material. These include:
Key data transport (KEMAC) this encapsulating the key by encrypting it using a pre shared secret. This is extended by RFC 4650 to support authenticated Diffie–Hellman (DHHMAC). Diffie–Hellman (DH) this contains cryptographic information supporting the Diffie–Hellman protocol. Envelope Data (PKE) this encapsulates the key using public key encryption. This is extended by RFC 4738 and RFC 6267. Sakai Kasahara (SAKKE) this encapsulates the key using the identity based Sakai Kasahara protocol. This is defined by RFC 6509. Ticket (TICKET) provides a cryptographic token to request key material from an external server (KMS). This is defined by RFC 6043. Finally, the MIKEY message may contain an authentication payload. These include:
Signature (SIGN) a signature on the MIKEY message. Verification (V) a MAC sent by the receiver to verify receipt.