В современном информационном обществе, где цифровые технологии становятся неотъемлемой частью повседневной жизни, вопрос обеспечения безопасности передачи данных приобретает особую важность. В этом контексте, технологии виртуальных защищенных сетей (VPN) выделяются как эффективный инструмент, предоставляющий не только безопасное, но и гибкое средство связи как для бизнес-организаций, так и для частных пользователей.
Виртуальная защищенная сеть (VPN) представляет собой технологическое решение, направленное на создание безопасного и зашифрованного соединения в рамках открытой или ненадежной сети, такой как Интернет. Это позволяет пользователям обмениваться данными и обращаться к ресурсам сети, сохраняя конфиденциальность и целостность передаваемой информации.
Для бизнес-организаций VPN становится ключевым инструментом в организации удаленной работы, связи между филиалами и обеспечении безопасности корпоративных данных. В то время как для частных пользователей, VPN предоставляет возможность обхода географических ограничений, анонимности в сети, и обеспечивает безопасное соединение на открытых Wi-Fi точках доступа.
Принцип работы виртуальной частной сети основан на создании зашифрованного туннеля, который обеспечивает безопасную передачу данных между узлами, находящимися в различных сетях или подключенными к интернету. Этот туннель создается путем использования различных протоколов и методов шифрования, что обеспечивает конфиденциальность и целостность передаваемой информации.
Рассмотрим более подробно принципы работы VPN:
1. Туннелирование трафика: VPN использует процесс, называемый туннелированием, чтобы упаковать обычные данные в зашифрованный пакет и передать его через интернет. Это происходит путем создания виртуального «туннеля» между клиентским и серверным устройствами, который служит для защиты данных от прослушивания или вмешательства со стороны третьих лиц.
2. Шифрование Данных: основной компонент безопасности VPN — это шифрование. Данные, передаваемые через виртуальный туннель, защищены с использованием различных протоколов шифрования. Наиболее распространенные протоколы включают IPsec (Internet Protocol Security), SSL/TLS (Secure Sockets Layer/Transport Layer Security), и другие.
IPsec: обеспечивает защиту уровня сети, шифруя данные на уровне IP-пакетов. Этот протокол поддерживает как шифрование, так и аутентификацию.
SSL/TLS: шифрует данные на уровне транспортного слоя и чаще всего используется веб-браузерами для защиты соединения с веб-сайтами (SSL) или в самостоятельных VPN-приложениях (TLS).
3. Аутентификация и управление доступом: VPN также включает в себя механизмы аутентификации и управления доступом, чтобы гарантировать, что только авторизованные пользователи имеют доступ к сети. Это может включать в себя:
А) Использование логинов и паролей: традиционные учетные данные для проверки подлинности пользователя.
Б) Использование сертификатов: криптографические сертификаты для более безопасной аутентификации.
В) Двухфакторная аутентификация: когда для входа требуется два различных способа подтверждения личности, например, пароль и SMS-код.
4. Выбор местоположения серверов: серверы VPN часто размещаются на удаленных локациях, что позволяет пользователям обходить географические ограничения и обеспечивает безопасность при подключении к открытым сетям, таким как общественные Wi-Fi сети.
5. Прозрачность для пользователя: с точки зрения конечного пользователя, работа с VPN обычно прозрачна. После настройки соединения, пользователь может безопасно взаимодействовать с сетью, как если бы он был физически подключен к ней.
Рисунок 1. Схема работы VPN
Основные классификации виртуальных частных сетей включают в себя разделение на сетевые (site-to-site) VPN и remote access VPN. Эти классификации определяют, каким образом организуются соединения между узлами сети и каким образом пользователи могут получить доступ к ресурсам сети.
Существуют следующие типы VPN:
1. Сетевые (Site-to-Site) VPN: сетевой VPN устанавливает защищенное соединение между двумя физическими сетями, например, между офисами компании в разных географических локациях или между филиалами организации.
Сетевой VPN обычно используется для соединения целых сетей или филиалов компании. Данные могут быть переданы между сетями безопасным образом через интернет, как если бы они были подключены к одной общей сети.
К достоинствам сетевых VPN можно отнести: надежное соединение между сетями, также такой тип ВПН подходит для крупных компаний с несколькими офисами или филиалами.
Но при этом сетевые VPN обладают рядом недостатков: необходимо наличие и умение настройки сетевого оборудования, а также нужно большое количество ресурсов для поддержания работы сети (что может быть финансово убыточным процессом).
Рисунок 2. Примерная схема работы Site-To-Site VPN
2. Remote Access VPN (VPN с удалённым доступом): такая VPN предоставляет возможность отдельным пользователям подключаться к сети удаленно из любого места, используя интернет. Этот тип VPN обеспечивает безопасный канал связи между пользовательским устройством и целевой сетью.
Принцип работы RA VPN: пользователи получают доступ к VPN сети через интернет из удаленных местоположений. Отдельный сервер обеспечивает работоспособность VPN, к которому подключаются пользователю.
К достоинствам можно отнести: гибкий и масштабируемый доступ для удаленных пользователей и такой тип VPN не требует дорогостоящего сетевого оборудования на стороне пользователя.
Но при этом RA VPN обладают рядом недостатков: пропускная способность сети может быть ограничена, особенно при большом числе удаленных пользователей, а также как правило требуется дополнительных мер безопасности, таких как двухфакторная аутентификация.
Можно выделить также классификацию по различным характеристикам VPN:
1. По используемому протоколу: TCP, UDP, IPX и др.
2. По уровню модели OSI: сетевой, канальный, транспортный и прикладной уровни.
3. По степени защищённости: доверительные и защищённые.
4. По способу реализации: использование стороннего ПО, аппаратные комплексы или интегрированные решения.
5. По назначению: Internet VPN, Remote Access VPN, Extranet VPN.
Рисунок 3. Схема классификации VPN
Можно выделить следующие преимущества VPN:
1. Безопасность данных: является основным преимуществом VPN. Шифрование трафика защищает информацию от несанкционированного доступа и прослушивания.
2. Удаленный доступ: VPN предоставляет удобный и безопасный удаленный доступ к корпоративным ресурсам для сотрудников, работающих вне офиса.
3. Обход географических ограничений: Пользователи могут обходить географические ограничения и получать доступ к контенту, который может быть недоступен в их регионе.
4. Анонимность в сети: VPN позволяет пользователям скрывать свой реальный IP-адрес, обеспечивая повышенную анонимность в интернете.
5. Защита от отслеживания: VPN маскирует активность пользователя, предотвращая отслеживание и анализ его действий в сети.
6. Безопасное подключение к общественным сетям: использование VPN на открытых Wi-Fi точках доступа обеспечивает безопасность соединения, предотвращая возможные атаки на публичных сетях.
7. Экономия ресурсов: VPN позволяет организациям экономить ресурсы, поскольку для обеспечения связности филиалов не требуется прокладывать дорогостоящие физические сети.
8. Прозрачность для пользователя: для конечного пользователя работа с VPN часто является прозрачной, и ему не требуется специальных навыков для использования этой технологии.
Но не смотря на все преимущества, у VPN также есть и много недостатков:
1. Снижение пропускной способности: Шифрование данных и маршрутизация через удаленные серверы могут привести к снижению скорости передачи данных.
2. Необходимость дополнительных ресурсов: настройка и обслуживание VPN требует дополнительных ресурсов, включая оборудование и административные затраты.
3. Ограничения в некоторых странах: в некоторых странах использование VPN может быть запрещено или ограничено законодательством.
4. Возможные уязвимости: некорректная настройка или использование устаревших протоколов VPN может создать уязвимости, которые могут быть использованы злоумышленниками.
5. Неудовлетворительная аутентификация: в случае слабой аутентификации или утери учетных данных, безопасность VPN может быть подвергнута риску.
6. Зависимость от доступности интернета: VPN требует подключения к интернету, и, если сеть недоступна, возможны проблемы с подключением.
7. Ограниченный выбор серверов: используя общедоступные VPN-сервисы, пользователи могут быть ограничены выбором серверов и местоположений.
8. Сложность настройки: для создания и настройки сетевых VPN может потребоваться определенный уровень экспертизы, особенно в крупных организациях.
Для чего используют VPN? Можно выделить следующие причины применения VPN:
1. VPN позволяет сотрудникам безопасно подключаться к корпоративной сети из удаленных местоположений, обеспечивая доступ к файлам, приложениям и инфраструктуре компании. Многие компании используют сетевые VPN для обеспечения безопасной и надежной связи между различными филиалами и офисами, что обеспечивает эффективное взаимодействие и обмен данными.
2. Пользователи могут использовать VPN для безопасного подключения к интернету через общественные Wi-Fi сети, предотвращая возможные атаки и перехват данных. VPN позволяет пользователям обходить географические ограничения и получать доступ к контенту, который может быть ограничен в их регионе, таким образом, улучшая свободу доступа в интернете. Использование VPN на публичных сетях обеспечивает дополнительный уровень защиты от злоумышленников, которые могут попытаться перехватить чувствительные данные.
3. При работе с облачными сервисами, такими как хранилища данных или приложения, VPN обеспечивает защищенное соединение и шифрование данных, предотвращая утечку конфиденциальной информации.
4. Использование VPN позволяет пользователям скрывать свой реальный IP-адрес, обеспечивая повышенную анонимность и защиту личной информации. Также в регионах с цензурой или строгими интернет-ограничениями, VPN может служить инструментом для обхода блокировок и свободного доступа к цензурированным ресурсам.
5. VPN может использоваться для обеспечения безопасности соединения при использовании открытых или ненадежных Wi-Fi сетей в общественных местах. VPN скрывает трафик от интернет-провайдера, что может быть важно для сохранения приватности и предотвращения мониторинга. Также VPN обеспечивает безопасность при передаче файлов через открытые сети, что важно для предотвращения утечек и несанкционированного доступа.
Для организации виртуальных частных сетей (VPN) могут использоваться различные типы оборудования в зависимости от требований, масштабов и характеристик сети.
Выделяют, как правило, следующие категории оборудования, которое используется для обеспечения VPN сетей:
1. VPN-серверы: выделенные устройства, предназначенные исключительно для обработки VPN-трафика. Они могут быть физическими аппаратами или виртуальными машинами.
2. Маршрутизаторы и брандмауэры: многие брандмауэры и маршрутизаторы поддерживают встроенные VPN-функции. Они могут предоставлять IPsec, PPTP, L2TP и другие протоколы.
3. Сетевые адаптеры (VPN-клиенты): программы, устанавливаемые на устройствах конечных пользователей для подключения к VPN-серверам. Они могут быть интегрированы в операционные системы или предоставляться отдельно.
4. Аппаратные устройства аутентификации: дополнительные средства аутентификации, которые могут быть использованы для повышения уровня безопасности VPN-соединений.
5. Шифровальное оборудование: аппаратные устройства, предназначенные для обеспечения высокоуровневого шифрования данных в VPN-туннелях.
6. Прокси-серверы: обеспечивают анонимность и безопасность в интернете, маскируя IP-адрес пользователя.
7. Системы управления ключами (KMS): используются для управления ключами шифрования в VPN-соединениях.
8. Устройства балансировки нагрузки: используются для равномерного распределения трафика между несколькими VPN-серверами.
9. Оборудование для контроля и мониторинга: позволяют отслеживать активность в VPN-сети и обнаруживать потенциальные угрозы.
10. Коммутационное оборудование: обеспечивают подключение устройств внутри VPN-сети.
Библиографический список
- Наполова Е.И., Кожевников С.В. Защита компьютерных сетей на основе технологии virtual private network // Экономика и качество систем связи. 2018. №2 (8).
- Николахин А.Ю. Использование технологии vpn для обеспечения информационной безопасности // Экономика и качество систем связи. 2018. №3 (9).
- Волохов В.В. Исследование принципов работы VPN, разработка политики безопасности VPN. Использование анонимайзеров // Наука, техника и образование. 2018. №5.
- Степанова И.В,, Абдулвасеа М.А. Использование перспективных технологий для развития распределенных корпоративных сетей связи // T-Comm. 2017. №6.
- Гамзин Д.М., Тибалов Н.П., Поначугин А.В. АКТУАЛЬНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ VPN-СЕРВИСОВ В РОССИИ В УСЛОВИЯХ МИРОВОЙ НЕСТАБИЛЬНОСТИ // МНИЖ. 2023. №2 (128).
- Бежик А.А., Свищёв А.В. СЕРВИСЫ VPN: ЧТО ЭТО ТАКОЕ, ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ, ЦЕЛЬ СУЩЕСТВОВАНИЯ, НЕОБХОДИМОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ И ВОЗМОЖНЫЕ АЛЬТЕРНАТИВЫ // E-Scio. 2021. №12 (63).
- Авласевич Д.В., Дмитриев Н.А., Кириллов А.А., Бачинский А.Г. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ VPN ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ // Форум молодых ученых. 2020. №3 (43).
- Зеленкина А.С., Павлюкевич Е.А., Поначугин А.В. VPN: ИСПОЛЬЗОВАНИЕ, БЕЗОПАСНОСТЬ, РИСКИ // ИТНОУ: информационные технологии в науке, образовании и управлении. 2022. №1 (19).