An ID-based mutually authenticated edge-to-edge security architecture for bridged provider networks to secure layer-2 communications

Abstract

IEEE standardized a Layer-2 security, named Media Access Control security (MACsec), for interoperability. It provides link-based security through hop-by-hop operation. The link-constrained security of MACsec eliminates the confidentiality of user data inside bridges. Hence, high-speed Ethernet-based Broadband networks are susceptible to attacks in large network deployment, where bridges need to be resided in street cabinets, road side poles or public places for easy user access. We propose an ID-based mutually authenticated edge-to-edge security architecture to address this remaining gap (i.e., secure bridging) in layer-2 service provider networks. The major challenge for this scenario is the combination of complete security, simplicity, better performance and scalability in a single solution. Our solution addresses all challenges and simplifies- key distribution by an extension of 802.1x-EAP authentication protocol, key agreement by an ID-based mutually authenticated two-pass key agreement protocol and secure data transmission by a modification of the replay protection mechanism of 802.1AE.

IEEE va estandarditzar seguretat a nivell 2, anomenada Media Access Control, que s'enfoca a proporcionar interoperabilitat, seguretat a nivell d'enllaç, i operació salt-a-salt. La seguretat restringida de MACsec elimina la confidencialitat de les dades de l'usuari dins dels dispositius. Per tant, les xarxes d'alta velocitat basades en Ethernet són susceptibles als atacs en grans desplegaments, on els bridges han de ser guardats a distribuïdors a nivell de carrer o llocs públics d'accés fàcil. Per fer front al problema a les xarxes de proveïdors de capa 2 aquí proposem una arquitectura de seguretat extrem-a-extrem, autenticada mútuament i basada en identitat. El principal repte per a aquest escenari és la combinació d'una seguretat completa, simplicitat, millor rendiment i escalabilitat en una única solució. La nostra solució ataca tots els reptes i simplifica- (1) la distribució de claus mitjançant una ampliació del protocol d'autenticació 802.1x-EAP protocol, (2) l'acord de claus amb un protocol de doble passada autenticat mútuament i basat en identitat, i (3) la transmissió segura de dades mitjançant una modificació del mecanisme de 'protecció de resposta' de 802.1AE.

Programa de doctorat en Tecnologies de la Informació i les Comunicacions