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Guías

Qué es IPsec: cómo funciona, IKE, ESP y qué configurar en tu VPN

IPsec es el conjunto de estándares con el que los cortafuegos suelen unir dos sedes por internet. Aquí está lo que hace cada pieza (IKE, ESP, modo túnel), qué recomienda hoy la guía del NIST y por qué suele fallar una VPN recién montada.

Candado de latón cerrado sobre un alambre oxidadoFoto: Markus Winkler, en Pexels
Redacción de Firewalls Hardware · Actualizado el · 5 min de lectura
En este artículo

IPsec no es un programa ni un producto: la guía SP 800-77 del NIST lo describe como un marco de estándares abiertos para que las comunicaciones por redes IP sean privadas. Trabaja en la capa de red, de modo que protege el tráfico sin que las aplicaciones tengan que saber nada. Es la opción habitual en los cortafuegos para las VPN entre sedes.

Para qué se usa

La guía del NIST recoge tres formas de montarlo:

Arquitecturas de VPN con IPsec
ArquitecturaQué uneEjemplo
Pasarela a pasarelaDos redesLa oficina central y una sucursal, con un cortafuegos en cada una
Acceso remotoUn equipo con una redUn portátil que entra en la red de la empresa desde fuera
Equipo a equipoDos equiposDos servidores que se comunican entre sí

Para el acceso remoto hay más alternativas, que se comparan en la guía de ZTNA o VPN. Donde IPsec sigue siendo lo habitual es en la primera fila.

Las piezas de IPsec

Lo que confunde al configurarlo es que son dos fases con protocolos distintos: una para ponerse de acuerdo y otra para mover los datos.

  • IKE (Internet Key Exchange): negocia, actualiza y mantiene la conexión. Los dos extremos se autentican y acuerdan los algoritmos y las claves. La versión actual es IKEv2, definida en el RFC 7296.
  • ESP (Encapsulating Security Payload): cifra y protege los datos. Es el protocolo IP número 50, según el RFC 4303.
  • AH (Authentication Header): solo da integridad, sin cifrado. El NIST desaconseja usarlo.

Lo que acuerdan se guarda en una asociación de seguridad (SA). Por eso, en los menús de los cortafuegos verás «IKE SA» e «IPsec SA», o «fase 1» y «fase 2».

Modo túnel y modo transporte

Los dos modos de ESP
ModoQué protegeQué se ve desde fuera
TúnelEl paquete original entero, con su cabecera IPSolo la cabecera nueva, con los dos extremos del túnel
TransporteLo que transporta el paqueteLa cabecera IP original, con el origen y el destino reales

Según el NIST, el modo túnel sirve para todas las arquitecturas de la tabla de arriba, y oculta además quién habla realmente con quién, el protocolo y los puertos. Una VPN entre sedes va en modo túnel.

Qué algoritmos configurar

La guía del NIST, publicada en 2020, es de Estados Unidos, pero sus recomendaciones son una buena referencia para saber si una VPN se ha quedado antigua.

Recomendaciones de la guía SP 800-77 Rev. 1 del NIST
DatoUsarNo usar
Versión de IKEIKEv2IKEv1 en instalaciones nuevas; las que ya existen, a pasar a IKEv2 cuando sea posible
Cifrado e integridadAES-CBC con HMAC-SHA-2, o AES-GCM3DES, MD5, SHA-1
Grupo Diffie-HellmanGrupo 14 o de curva elíptica (19, 20 o 21)Grupos 2 y 5
ProtocoloESPAH

Si estás en una Administración o en un sector regulado, la referencia que manda puede ser otra, como la del ENS en España. Comprueba la que te aplica.

Clave compartida o certificados

La clave compartida (PSK) es lo más fácil de configurar, y por eso se usa tanto. El NIST avisa de sus dos problemas: todos los que la conocen pueden hacerse pasar por cualquier otro del grupo, y es vulnerable a ataques de diccionario. Si la usas, tiene que ser muy aleatoria, con al menos 112 bits de seguridad; no vale una contraseña que se pueda recordar. Y añade que los administradores suelen elegirlas débiles.

La alternativa son los certificados, que dan más trabajo porque hay que emitirlos y renovarlos.

Por qué falla una VPN IPsec

La guía del NIST dedica un capítulo a los problemas habituales. Estos son los que más afectan a una instalación con cortafuegos:

  • Puertos bloqueados: el problema de red más común es que un cortafuegos bloquee los puertos UDP 500 y 4500 de IKE. Mira también el router del operador, si tienes uno delante.
  • El ping va, pero las aplicaciones no: lo más probable es un fallo de descubrimiento de MTU. ESP añade cabeceras, así que un paquete de 1.500 bytes deja de caber, y a menudo algún equipo tira los fragmentos.
  • Tráfico que se escapa sin cifrar: si la pasarela aplica NAT a los paquetes internos antes de evaluar la política de IPsec, la dirección de origen ya no coincide y el paquete puede salir a internet sin cifrar.
  • Grupos DH distintos: en IKEv2, el fallo puede no aparecer hasta la renegociación de claves, horas después de que la VPN parezca funcionar.
  • Comprobaciones de vida demasiado frecuentes: el NIST pide no bajarlas de un minuto, porque en un enlace saturado se pierden y acaban cortando el túnel.
  • «SHA-2» no significa lo mismo en todas partes: algunos fabricantes llaman así solo a SHA2-256 y otros a toda la familia. Si conectas dos marcas distintas, elige la variante concreta en ambos lados.

Si hay NAT en el camino

Cuando uno de los extremos está detrás de NAT, IKE lo detecta y pasa al puerto UDP 4500, como define el RFC 3947, y ESP viaja encapsulado en UDP por ese mismo puerto. Si además tu operador te tiene detrás de CGNAT, el extremo no podrá recibir conexiones, algo que se explica en la guía de NAT.

Lo que IPsec no resuelve

El propio NIST recuerda que una VPN reduce los riesgos de usar una red insegura, pero no los elimina: la implementación puede tener fallos que un atacante aproveche, y añade componentes que afectan a la disponibilidad.

Además, un túnel une dos redes, y de ahí a que todo lo de un lado llegue a lo del otro solo hay una regla. Esto último es criterio de esta web, no del NIST: si un equipo de la sucursal se infecta, el túnel es un camino hacia la central, así que conviene filtrar lo que pasa por él igual que el resto del tráfico y separar con VLAN lo que no tiene por qué hablar.

Tu cortafuegos también tendrá su propio límite: la ficha da una cifra de IPsec y un número máximo de túneles. Las de los principales fabricantes están en sus guías, como las de FortiGate o Zyxel.

Preguntas frecuentes

¿Qué puertos usa IPsec?

IKE usa los puertos UDP 500 y 4500. El tráfico ESP va como protocolo IP 50 o, si hay NAT por medio, encapsulado en UDP por el puerto 4500. La guía del NIST señala el bloqueo de los puertos 500 y 4500 como el problema de red más común al montar IPsec.

¿Sigue valiendo IKEv1?

No para instalaciones nuevas. La guía SP 800-77 del NIST dice que IKEv1 no debe usarse en despliegues nuevos y que los existentes deben pasarse a IKEv2 cuando sea posible.

¿Qué diferencia hay entre modo túnel y modo transporte?

El modo túnel cifra el paquete original entero, cabecera incluida, y le pone una cabecera IP nueva, así que sirve para unir redes. El modo transporte protege lo que transporta el paquete, pero deja visible la cabecera IP original.

Fuentes

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