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Definition Was ist MACsec?

Von Dipl.-Ing. (FH) Stefan Luber 2 min Lesedauer

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MACsec ist ein im IEEE-Standard 802.1AE spezifizierter Sicherheitsstandard zur Verschlüsselung von auf Layer 2 übertragenen Daten. Mit MACsec lässt sich die Integrität und Vertraulichkeit der auf Ethernet-Links ausgetauschten Daten sicherstellen. Zur Authentifizierung kommen die in IEEE 802.1X definierten Verfahren zum Einsatz.

MACsec sorgt für die Verschlüsselung der auf Layer 2 übertragenen Daten und stellt deren Integrität und Vertraulichkeit sicher.(Bild:  ChatGPT / KI-generiert)
MACsec sorgt für die Verschlüsselung der auf Layer 2 übertragenen Daten und stellt deren Integrität und Vertraulichkeit sicher.
(Bild: ChatGPT / KI-generiert)

MACsec ist die Kurzform für Media Access Control Security und bezeichnet ein im IEEE-Standard 802.1AE spezifiziertes Sicherheitsverfahren. Die erste Version des Standards wurde 2006 veröffentlicht. Mittlerweile existieren zahlreiche Erweiterungen. Zu den jüngeren Erweiterungen zählt beispielsweise 802.1AEdk aus dem Jahr 2023. Mit MACsec lassen sich die Integrität und Vertraulichkeit der auf Layer 2 auf Ethernet-Links übertragenen Daten sicherstellen, indem der Datenverkehr auf den physischen (oder auf logisch separierten) Ethernet-Links verschlüsselt wird und sich die Kommunikationspartner authentifizieren.

Zur Authentifizierung kommen üblicherweise die in IEEE 802.1X definierten Verfahren zum Einsatz. Da die Ver- und Entschlüsselung in der Regel hardwarebasiert erfolgt, arbeitet MACsec schnell und latenzarm. Für Protokolle höherer Ebenen ist MACsec transparent. Das Verfahren kann daher problemlos mit Sicherheitsprotokollen höherer Ebenen wie IPSec oder SSL kombiniert werden.

MACsec kommt üblicherweise in kabelgebundenen Ethernet-Netzwerken und zum Schutz sensibler Daten in LANs und Rechenzentren oder auf Netzwerklinks zu Routern oder Cloud-Anbietern sowie auf Backbone-Links und WAN-Verbindungen zum Einsatz. Es kann die Verbindungen zwischen Endgeräten (zum Beispiel Servern) und Switches, zwischen Switches und Switches oder zwischen Switches und Routern absichern, um unbefugtes Mitlesen oder eine Manipulation der Datenkommunikation zu verhindern und vor Angriffsmethoden wie Spoofing, Masquerading, Man-in-the-Middle-Angriffen oder Replay-Angriffen zu schützen.

Wie funktioniert MACsec?

Im Zusammenspiel mit IEEE 802.1X kommen für MACsec die drei Funktionskomponenten Supplicant, Authenticator und Authentication Server zum Einsatz. Soll beispielsweise der Ethernet-Link zwischen einem Server und einem Switch mit 802.1AE verschlüsselt werden, übernimmt der Server die Rolle des Supplicant und der Switch die Rolle des Authenticator.

Bevor eine verschlüsselte Verbindung zwischen Supplicant und Authenticator aufgebaut wird, muss der Supplicant sich beim Authentication Server authentifizieren. Hierfür leitet der Switch die Authentifizierungsanfrage über die in 802.1X definierten Verfahren und per Extensible Authentication Protocol an den Authentication Server weiter. Nach erfolgreicher Authentifizierung werden die Daten entweder über manuell konfigurierte oder dynamisch verteilte Schlüssel ver- und entschlüsselt. Für den dynamischen Schlüsselaustausch kommt MACsec Key Agreement (MKA) zum Einsatz.

Auf der Frame-Ebene erhalten die Ethernet-Frames für MACsec weitere Felder wie einen Security Tag und einen Integrity Check Value (ICV). MACsec verschlüsselt die Nutzdaten (Payload) und schützt die Integrität der Header-Felder. Quell- und Ziel-MAC-Adressen bleiben unverschlüsselt, wodurch der Datenverkehr von allen Switches im Netzwerk korrekt weitergeleitet werden kann.

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