¿Qué es el protocolo IPsec y cómo funciona?

El protocolo IPsec desde hace mucho tiempo se convirtió en un protocolo VPN de renombre. Debido a los beneficios que aporta, hoy en día, es integrado a los proveedores de conexión privada.

Por eso, en este artículo podrás saber todo lo necesario sobre IPsec, su funcionamiento y comparación con otros protocolos. Mencionaremos, además, sus ventajas y desventajas.

Te invitamos a que permanezcas con nosotros durante un rato. Así, no te perderás de nada importante sobre IPsec y sus características.

¿Qué es IPsec?

El IPsec es un protocolo (o un conjunto de ellos) que tiene como finalidad proteger la IP. Su función es encriptar las comunicaciones en la capa del paquete de la dirección. Así, el usuario estará asegurado al momento de enviar datos de una red a otra.

El término de IPsec se divide en dos partes. Primero está “IP”, el cual quiere decir “Protocolo de Internet”, mientras que “sec” significa “seguro”.

IPsec le brinda métodos de negociación automática y manual al usuario de asociaciones de seguridad (SA). Incluye distribuciones de claves y la recopilación de los datos de cualquier dominio de interpretación (DOI). Este último es un documento que cuenta con las definiciones necesarias para establecer los parámetros de seguridad para el programa.

El protocolo de internet IPsec es uno de los más populares entre los internautas. De hecho, es uno de los principales debido a que ofrece muchas ventajas con respecto a las demás opciones.

La particularidad de IPsec es que se opera a nivel de red y no en la capa misma. Esto último es lo que suelen hacer casi todos los protocolos de la web, por ejemplo, el SSL. Sin mencionar que sus dos modos diferentes son vías seguras de encriptación de datos por igual. Por ello, es un protocolo versátil frente a otras alternativas de la red.

Funcionamiento de IPsec

Dentro de la configuración de IPsec, se tiene un conjunto de sub-protocolos que se pueden ir alternando. Estos fueron creados con funciones específicas con el fin de ofrecer un servicio más completo y versátil.

Así, los datos pueden pasarse e interpretarse de un equipo a otro de distintas formas según sea el caso. A continuación, los siguientes protocolos son los que componen a IPsec:

Encabezado de autenticación (AH)

Esta cabecera les brinda una autenticación íntegra a los paquetes IP que el usuario transmite al usar el protocolo de IPsec. El mismo utiliza las huellas digitales de HMAC.

El encabezado de autenticación se ocupa de calcular la función hash al contenido de dicho paquete. Puede haber una variedad de opciones en este aspecto, ya que están las MD5, SHA-1, SHA256, SHA512, entre otras.

Así, el receptor del paquete termina con una autenticación desde el origen de la transmisión hasta el final. Además de una verificación para asegurarse que los datos no han sido modificados durante el proceso. Sin embargo, esta cabecera no los cifra, por lo que no proporciona confidencialidad. La información intercambiada es posible que sea vista por terceros en la red. A excepción de los usuarios que usen protocolos como FTPES o HTTPS para cubrir dicha deficiencia.

Esta cabecera se inserta entre los datos transportados y la cabecera estándar de la IP. Además, vale tanto para el protocolo IPv6 como para el IPv4.

Su funcionamiento se puede resumir en los siguientes puntos:

  • La función hash es calculada por el emisor a partir del mensaje que se vaya a transmitir.
  • Los datos de autenticación se copian en la cabecera AH en el respectivo campo. Adicionalmente, estos se transmiten a través de la red.
  • Se aplica la función hash en el momento en el que el paquete llega al receptor.
  • Se compara el paquete con el que ya se tenía, a través de la clave secreta compartida.
  • Se concluye que el datagrama no fue modificado, si las huellas digitales coinciden. En caso contrario, la información fue manipulada durante el proceso.

Capa de seguridad encapsulada (ESP)

Esta capa de seguridad de IPsec brinda confidencialidad, integridad y autenticación a los datos transmitidos. A diferencia de AH, aquí se realiza un cifrado completo en todo el campo, asegurando que quede en el anonimato. Otras de sus características es que intercambia las llaves públicas, a fin de asegurar la comunicación de ambos hosts.

El objetivo principal de este protocolo de IPsec es el de brindar confidencialidad a los datos del paquete IP. Aquí, el ESP realiza un cifrado definido para ubicar todo en el datagrama. Luego, se proporciona un mecanismo parecido al de AH.

Sin embargo, es importante tomar en cuenta que la ESP es más completa que la cabecera de autenticación. Esto, ya que el formato presenta una mayor complejidad; no solo se tiene un encabezado, sino también una cola. Esto quiere decir que los datos quedan rodeados durante el transporte. Además de que permite utilizar otros protocolos, como el ICMP, el TCP, UDP, etc.

Security Association (SA)

Este protocolo de IPsec se representa como un acuerdo unidireccional que ocurre entre los participantes. Así, se protege la comunicación del canal por medio de una vía. En caso de que se quiera la protección completa, se debe tener un servicio SA por cada lado. En consecuencia, se tiene un túnel con diversas funciones.

Entre las ventajas que ofrece este protocolo se tiene, en primer lugar, la privacidad, la cual se logra por medio del cifrado. También aporta integridad en el contenido a través de la autenticación de los datos. Finalmente, los certificados para el remitente validan así la información de origen.

Por otra parte, las funciones de seguridad que se lleguen a aplicar dependen de las necesidades del momento. Por ejemplo, si solo se quiere autenticar el origen del paquete junto con su integridad, no es obligatorio emplear un cifrado. En caso de que se desee conservar la privacidad, es posible cifrar los datos sin mecanismos de autenticación.

Los componentes para proteger las comunicaciones se definen por medio de ciertos aspectos. Entre ellos se consideran la vida útil del SA, sus claves de seguridad y algoritmos presentes. También están los modos de los protocolos, bien sea de túnel o de transporte e, incluso, el sistema operativo.

Modos de funcionamiento de IPsec

IPsec es un protocolo que tiene dos modos de funcionamiento para manejar un paquete IP. Ambos son muy distintos entre sí para controlar las funciones de encabezado de autenticación (AH) y la capa de seguridad encapsulada (ESP).

La diferencias entre ambos está en la forma de direccionar los paquetes. Por lo que, a continuación, te explicaremos más a detalle qué es lo que hace cada uno en específico:

Modo transporte

Para este caso, el ESP o AH se inserta en el área de datos y la cabecera IP misma. Así se podrá mantener la dirección original y permanece encapsulado el contenido en el respectivo datagrama. Dicha funcionalidad se origina directamente de la capa de transporte.

Luego, la cabecera de IPsec se inserta de forma a la cabecera IP y antes de los datos que se aportan por la capa de transporte. De esta forma, la carga útil queda autenticada y cifrada.

El resultado queda en el siguiente orden: IP original > Cabecera ESP o AH > Datos.

Además, este procedimiento asegura una comunicación desde un extremo al otro. Sin embargo, todo debe estar en el formato de IPsec para que el código entienda la configuración de forma completa.

Modo túnel

Por otra parte, para este modo, el paquete IP se cifra enteramente, es decir, tanto la cabecera como los datos. Solo ocurre así si se va a usar el funcionamiento ESP, donde el paquete se encapsula en otro paquete IP, el cual es nuevo. Adicionalmente, la dirección se cambia por la de este último.

Luego, al paquete original se le agrega su respectiva cabecera ESP o AH, para que después se complete con su cabecera IP. Esto genera que se encamine de forma satisfactoria la información por medio de la red.

Así, el orden termina quedando de la siguiente forma: Cabecera de IP nueva > Cabecera ESP o AH > Cabecera de IP original > Datos.

La utilidad del modo túnel radica en que es empleado para comunicar distintas redes. Sin embargo, no es este su único fin. También se toma en cuenta para interconectar equipos con otros equipos y con redes. Es así como el funcionamiento de IPsec se vuele mucho más versátil para los usuarios.

Por otra parte, el modo túnel facilita el ocultamiento de la identidad de los nodos cuando se comunica con otros nodos. Por lo que se tiene una subred dedicada de forma específica para los clientes del servicio de conexión privada.

En adición, la modalidad túnel la emplean principalmente los gateways IPsec para identificar la red protegida de la IP. Esto, con el fin de centralizar el procesamiento del tráfico del protocolo en el equipo.

IPSec con IKEv2

De forma inicial, el túnel IPsec se complementa al servicio de conexión privada y funciona por sí solo. Sin embargo, es posible combinarlo con otro protocolo para reforzar la IP security. Así se garantiza una mayor protección al navegar en la web, junto con un aumento en la velocidad.

Esto es algo que se puede lograr con varios protocolos de la red, no obstante, solo hablaremos de los dos más importantes. El primero de ellos es IKEv2, el cual significa “Internet Key Exchange version 2” por sus siglas en inglés. Es un software desarrollado por Cisco y Microsoft en conjunto.

No se trata de otro programa más que de un protocolo de túnel que brinda gran flexibilidad a sus usuarios. Esto, debido a que tiene como principal ventaja el permitir cambiar de red de manera sencilla. Adicionalmente, puede ser compatible con diferentes sistemas operativos, por lo que es versátil por sí solo. Al combinar IPsec con IKEv2, se garantiza una conexión de gran estabilidad, velocidad y robustez.

IPsec con L2TP

Por su parte, otra opción común por la que suelen optar los usuarios al combinar protocolos es L2TP. Por sus siglas en inglés significa “Layer 2 Tunnel Protocol”. Este es un protocolo que, por sí mismo, carece de encriptación. En este sentido, es necesario complementarlo con otro programa que sí lo tenga, como IPsec.

Sin embargo, L2TP ofrece muchos beneficios, entre ellos, su velocidad, ya que es muy alta. El proveedor de conexión privada, al tener este protocolo como complemento, termina contando con un servicio muy rápido. Por ello, es ideal para hacer streaming y torrenting.

Definición de VPN y de IPsec VPN

En español, el significado de VPN quiere decir “Red Virtual Privada”. Este software se refiere a una conexión encriptada, la cual se establece entre dos o más equipos. La misma se realiza en redes públicas, sin embargo, los datos compartidos se mantienen en el anonimato. Como toda la información es encriptada durante el proceso, evita ser observado por terceros en la web.

Con una VPN segura puedes intercambiar datos que sean confidenciales de forma anónima. Así, evitarás que lleguen a ser visibles en la infraestructura de la red pública compartida y, por lo tanto, burlados. De hecho, esta herramienta es útil para las empresas que buscan proteger sus archivos secretos.

Sin embargo, es importante dejar en claro que las VPN y las IPsec VPN no son lo mismo. El primer término de refiere al software de conexión privada como tal, mientras que el segundo es un protocolo.

El protocolo IPsec VPN se integra a las funcionalidades del proveedor. Así, el usuario tendrá la posibilidad de navegar por la red de forma anónima. Además de que no todos los servicios de conexión privada utilizan este, sino otros protocolos OSI, por ejemplo, el SSL/TLS.

Si tienes dudas en cuanto a este último término, se refiere a modelos de representación abstracta. Los protocolos OSI se utilizan para mejorar el funcionamiento de los procesos de internet. Entre sus principales funciones, permiten que los usuarios naveguen de forma anónima.

Pros y contras de IPsec

Un protocolo IPsec VPN brinda múltiples ventajas y ciertas desventajas para sus usuarios. Por lo que vale conocerlas si estás considerando usarlo (o ya lo haces) con tu proveedor de conexión privada. A continuación, te destacamos algunas de las más importantes:

Pros de IPsec

Varias de las características de mayor relevancia para saber cómo la VPN IPsec protege tu seguridad son las siguientes:

  • Los puertos IPsec son indetectables, por lo que tu conexión será anónima mientras los uses. Esta es la razón principal por la que los usuarios escogen este protocolo por encima de muchos otros. Al intercambiar datos, utiliza claves públicas con el fin aportar confidencialidad.
  • Es posible verificar los datos que provienen del host por medio de este protocolo.
  • El protocolo de internet no opera en la capa de aplicación, sino en la de red. Así podrá gestionarse desde el sistema operativo mismo de forma total, en vez de hacerlo individualmente en cada programa. Como resultado, es un software muy práctico para los usuarios.
  • Debido a la razón anterior, al operar con IPsec desde la red, no se impacta sobre la capa superior. Además de que se puede monitorizar el tráfico que se produce en la conexión de forma transparente e inmediata.

Contras de IPsec

Aunque tiene su lado bueno, el IPsec también cuenta con sus puntos negativos, los cuales son los siguientes:

  • Manejar un túnel IPsec puede ser complicado en comparación con otros protocolos en la web. Esto dificulta su uso y mantenimiento, a pesar de que es un protocolo muy completo para los internautas.
  • El protocolo envuelve cada paquete IP con grandes flujos de información. Esto significa una ralentización en cuanto a la transmisión de paquetes de datos más pequeños.
  • Al brindarle acceso a un dispositivo, se puede permitir por accidente que otros equipos tengan el privilegio. Esto, debido a que el rango de IPsec es muy amplio y genera un mayor espacio de vulnerabilidad. Debido a ello, aumenta el riesgo de que se cuele en la red algún dato a través del túnel.
  • Como lleva a cabo gran número de procesos, el consumo de CPU es muy alto. En consecuencia, a veces, la red puede disminuir su rendimiento por la sobrecarga de los paquetes de datos.

En resumen

Por todo lo que leíste antes, se puede deducir que el protocolo VPN IPsec ofrece varios beneficios a quienes lo usan. Principalmente, porque es considerado como uno de los mejores, en comparación con otros softwares del mercado.

Esto es debido a las funcionalidades que ofrece y características especiales que no tienen el resto de los protocolos. Puedes estar seguro de que con IPsec navegarás de forma anónima y con un programa muy completo.

En la siguiente sección encontrarás nuestro top de proveedores de conexión privada de mayor importancia y compatibles con este protocolo. Así estarás usando una VPN segura mientras exploras la web.

Con esto, ya sabes todo lo necesario sobre IPsec y sus aspectos más relevantes.

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Redactor De VPNcapture.Com, Experto En Ciberseguridad

Ricardo Tamayo es un entusiasta de la ciberseguridad y un aficionado al streaming, al que le gusta estar al día con las últimas novedades tecnológicas. Se especializa en generar contenido para VPNcapture.com sobre tecnologías emergentes, seguridad y privacidad digital. Así como revisar regularmente los servicios de VPN, tanto los nuevos como los ya establecidos. Proporcionándole a nuestros usuarios una guía actualizada y completa para acceder a la web sin bloqueos geográficos.