IP Security Architecture in Cryptography Explained in Hindi & English | आईपी सुरक्षा आर्किटेक्चर (IPSec Architecture) (Complete Notes for Data Science & Information Security Students)


आईपी सुरक्षा आर्किटेक्चर (IP Security Architecture in Cryptography)

परिचय:

IP Security Architecture (IPSec Architecture) एक सुरक्षा फ्रेमवर्क है जो IP नेटवर्क पर सुरक्षित संचार सुनिश्चित करता है। यह डेटा की गोपनीयता (Confidentiality), अखंडता (Integrity), और प्रमाणीकरण (Authentication) को बनाए रखता है। यह आर्किटेक्चर TCP/IP मॉडल की नेटवर्क लेयर पर कार्य करता है और IPv4 तथा IPv6 दोनों के साथ संगत है।

IPSec आर्किटेक्चर के घटक:

IPSec आर्किटेक्चर कई मॉड्यूलों से मिलकर बना है जो एक साथ मिलकर डेटा को सुरक्षित बनाते हैं।

  • 1️⃣ Security Policy Database (SPD) — यह यह निर्धारित करता है कि कौन-से ट्रैफ़िक पर IPSec लागू होगा।
  • 2️⃣ Security Association Database (SAD) — इसमें प्रत्येक संचार सत्र की सुरक्षा जानकारी होती है जैसे Keys, Algorithms और SPI (Security Parameter Index)।
  • 3️⃣ Security Associations (SA) — यह दो IP नोड्स के बीच सुरक्षा संबंध को परिभाषित करता है।
  • 4️⃣ Protocols: Authentication Header (AH) और Encapsulating Security Payload (ESP)।
  • 5️⃣ Key Management: IKE (Internet Key Exchange) द्वारा किया जाता है।

Security Associations (SA):

Security Association IPSec का मूल घटक है जो दो पक्षों के बीच सुरक्षा मापदंड तय करता है। हर SA एक दिशा (Unidirectional) में काम करता है और इसका एक विशिष्ट SPI (Security Parameter Index) होता है।

SA में शामिल तत्व:

  • Encryption Algorithm (जैसे AES, 3DES)
  • Authentication Algorithm (जैसे HMAC-SHA-256)
  • Keys और Key Lifetime
  • Sequence Number और Anti-Replay Mechanism

IPSec Protocols:

1️⃣ Authentication Header (AH):

  • डेटा की अखंडता (Integrity) और प्रमाणीकरण (Authentication) प्रदान करता है।
  • लेकिन गोपनीयता (Confidentiality) नहीं देता।
  • यह IP Header और Payload दोनों को Authenticate करता है।
  • HMAC-SHA आधारित Authentication उपयोग करता है।

2️⃣ Encapsulating Security Payload (ESP):

  • डेटा गोपनीयता, अखंडता और प्रमाणीकरण सभी प्रदान करता है।
  • ESP केवल IP Payload को एन्क्रिप्ट करता है, Header को नहीं।
  • यह AES या 3DES जैसे Encryption Algorithms का उपयोग करता है।
  • VPN और Secure Gateway में अधिक प्रयोग होता है।

IPSec Key Management:

IPSec में कुंजी एक्सचेंज और Negotiation Internet Key Exchange (IKE) प्रोटोकॉल द्वारा किया जाता है। IKE दो चरणों में कार्य करता है:

  1. Phase 1: सुरक्षित चैनल स्थापित करना (ISAKMP SA)।
  2. Phase 2: Data Transfer के लिए IPsec SAs बनाना।

IPSec Modes of Operation:

  • Transport Mode: Host-to-Host Communication।
  • Tunnel Mode: Gateway-to-Gateway Communication (VPNs में प्रयोग)।

आर्किटेक्चर में एन्क्रिप्शन एल्गोरिद्म:

  • AES (Advanced Encryption Standard)
  • 3DES (Triple Data Encryption Standard)
  • Blowfish
  • SHA-256, HMAC

IPSec सुरक्षा प्रक्रिया (Simplified Flow):

1️⃣ SPD निर्णय लेता है कि कौन-सा ट्रैफ़िक सुरक्षित किया जाएगा।
2️⃣ SAD SA जानकारी प्रदान करता है।
3️⃣ डेटा AH/ESP के माध्यम से सुरक्षित किया जाता है।
4️⃣ एन्क्रिप्टेड पैकेट नेटवर्क पर भेजा जाता है।
5️⃣ रिसीवर SA के आधार पर पैकेट को डिक्रिप्ट और Authenticate करता है।

IPSec आर्किटेक्चर के लाभ:

  • डेटा की गोपनीयता और अखंडता सुनिश्चित।
  • VPN के लिए मानक सुरक्षा प्रणाली।
  • IPv4 और IPv6 के साथ पूर्ण समर्थन।
  • Replay Attack और Tampering से सुरक्षा।

सीमाएँ:

  • Key Management जटिल।
  • Configuration Errors के कारण समस्याएँ।
  • Processing Overhead अधिक।

वास्तविक उपयोग:

  • Corporate VPN Tunnels
  • Secure Data Transmission
  • Government और Defense नेटवर्क
  • Cloud Infrastructure Security

निष्कर्ष:

IPSec Architecture इंटरनेट सुरक्षा के लिए एक मजबूत नींव है। यह नेटवर्क लेयर पर डेटा को एन्क्रिप्ट, Authenticate और Verify करके संचार को सुरक्षित बनाता है। Data Science और Information Security छात्रों के लिए यह आर्किटेक्चर नेटवर्क सुरक्षा समझने की कुंजी है।

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