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La voix sur IP : vulnérabilités, menaces, et sécurité préventive

M.D. El Kettani, Docteur IngénieurProfesseur (LAGI ENSIAS)Consultantdafir@ensias.ma

19 et 20 juin 2006, Hôtel Tour Hassan, Rabat

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Plan

• Introduction• Technologies VoIP/ToIP• Vulnérabilités• Attaques envisageables• Sécurité préventive• Recommandations

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Introduction

• Enjeux importants

Convergence Réseaux•Téléphonie / TI•PoE (Power over Ethernet)•Complexité, Coûts

Nouveaux acteurs•Opérateurs•Entreprises•Particuliers

Nouveaux usages•Visioconférence,•Télésurveillance•Téléphonie d'entreprise,•Télécopie•Téléphonie sur Internet,•Télévision & radio

3 vendeurs majeurs•Provenant du « monde TDM/PSTN » (Time Division Multiplexing, Public Switched Telephone Network)

•Provenant du « monde IP »•« Société spécialisée VoIP »

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Introduction

• Nouvelles infrastructures Terminaux

• Ordinateur + logiciel• Téléphone de bureau• Téléphone sans fil WiFi• Freebox, Livebox, ...

Serveurs Équipements d’interconnection

• Nouveaux risques

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Technologies VoIP

• Signalisation et contrôle• Transport• Session SIP• Protocoles secondaires• Architecture• Enjeux de la sécurité

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Signalisation et contrôle

• H.323: Caractéristiques:

• Complexe• Transcription IP de l'ISDN• similaire au fonctionnement des RTCs• Encore utilisé en coeur de réseau• Mécanismes de sécurité : H.235• En voie de disparition

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Signalisation et contrôle

• SIP (Session Initiation Protocol): Normalisé par l’IETF (RFC 3261), “ressemble”

à HTTP Protocole se transformant en architecture Adresses simples : sip:user@domaine.com Extensions propriétaires Gestion de sessions entre participants:

• “End-to-end” (entre IP PBX) Inter-AS MPLS VPNs Confiance transitive (Transitive trust)

Données transportées de toute nature : voix, images, messagerie instantanée, échanges de fichiers, etc

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Signalisation et contrôle

• MGCP (Media Gateway Control Protocol): Softswitch (CallAgent)<->MediaGateWay CallAgents->MGW (2427/UDP) MGW->CallAgents (2727/UDP) Utilisé pour contrôler les MGWs AoC (Advise Of Charge) en direction du CPE

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Transport

• Rôle: Encodage, transport, etc.• RTP (Real-Time Protocol) : udp

Pas de gestion de QoS/bande passante Connectivité :

• Soit UA<->UA (risque de fraude),• Soit UA<->MGW<->UA

CODECs• ancien: G.711 (PSTN/POTS - 64Kb/s)• courant: G.729 (8Kb/s)

• RTCP (Real-Time Control Protocol) : Protocole de contrôle pour RTP

• SRTP / SRTCP : équivalents chiffrés

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Session SIP

• 2 composantes: Fonctionnalités:

• Signalisation (SIP) : la gestion des appels, passe par des serveurs

Localisation des utilisateurs Session:

Configuration, Négociation Modification, Fermeture

• Données (RTP/RTCP/RTSP) : la voix, peut passer par le chemin le plus court

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Protocoles secondaires

• DNS : Annuaire et localisation• DHCP : Attribution IP/DNS/etc• TFTP : Configuration & mise à jour• HTTP : Administration• ENUM : Correspondance adresses SIP /

numéros E.164 en utilisant DNS

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Architecture opérateur

Internet

IP / MPLS

CPE

VoIP

Core

OSS/B

SS

FW

FW

DB WEB

FW

SBC

IP PBX

IP PBX

SBC

CPE

PBX

H.323/RTP

H.323/MGCP/RTP

SBC

MGW

Carrier

Carrier

SIP/RTP

H.323/RTP

Billing

TDM / PSTN

MGWMGW

FW

Softswitch

- Firewall- Filtrage « Non-stateful »- Filtrage « Stateful »- Filtrage applicatif par couches (Application Layer Gateway filtering -ALGs)- NAT / « firewall piercing »

- LAN- Ethernet (routeurs et switches)- xDSL/cable/WiFi- VLANs (données/voix+signalisation)

- WAN- Internet- VPN-MPLS

- Liaisons spécialisées- MPLS

- QoS (Quality de service)- Bande passante-Délai (150-400ms) -Jitter (<<150ms)- Perte de paquets (1-3%)

- Systèmes :- Proxy: SIP- Gestionnaire d’appels (Call Manager)/IP PBX

- Gestion des utilisateurs et reporting (HTTP, etc)- Recherche des chemins par IP

- GK (GateKeeper) : H.323- Serveur d’authentification (Radius)- Serveur de facturation (CDR/billing)- Serveurs DNS, TFTP, DHCP

- Passerelle de voix (Voice Gateway: IP-PSTN)- Protocoles de contrôle de passerelles

(Gateway Control Protocols)- Signalisation : interface SS7

- Media Gateway Controller- Passerelle de signalisation (Signaling Gateway)

- Transport-Passerelle de média (Media Gateway):

-conversion audio

- VPN cryptés- SSL/TLS- IPsec-Localisation du cryptage

(LAN-LAN, téléphone – téléphone...)

- Impact sur la QoS- Que va apporter IPv6 ?

- Téléphones IP (IP phones):- Téléphones hard-phones « classiques »

- Propriétaires- Appliances

- Soft-phones / UA (User-agents)

- Solutions logicielles- Souples

- « Toaster »- Mises à jour / patches- Intelligence

- Téléphones IP (IP phones):- Intelligence déplacée du réseau vers l’équipement terminal- Flux entre le téléphone et les autres systèmes

- SIP, RTP- (T)FTP- CRL- etc.

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Architecture: SBC

• Quel est le rôle d'un SBC ? SBC : Session Border Controllers. Elément clé pour déploiement de softswitch: Solutions intégrées de sécurité.

• Terminal client IP généralement protégé par un pare-feu et bénéficie d’une adresse IP privée.

• permet de traverser la protection du firewall et les équipements NAT (Hosted NAT traversal : mise en conformité de l'en-tête IP et de la signalisation)

• permet de protéger le softswitch : des « signalling overloads », d’attaques en denis de service et d’autres attaques rendues possibles en utilisant IP

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Architecture: SBC

• SBC: Autres fonctionnalités:

• Convertir la signalisation• Convertir le flux multimédia (CODEC)• Autoriser RTP de manière dynamique

• Localisation: Il peut être localisé à différents endroits

• client/opérateur, • au sein du réseau client, • à l'interface entre deux opérateurs (Peering VoIP)

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Enjeux de la sécurité

• Les Firewalls Le rôle du firewall Les spécificités de la VOIP :

• la problématique des ports dynamiques, • les protocoles parapluie...

La translation d'adresse (NAT) Le problème de l'adressage IP :

• adressage privé, • adressage public, • évolution IPv6…

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Enjeux de la sécurité

• Les Firewalls NAT et Firewall :

• les impacts sur la QoS. • Les compromis Qualité de Service vs

Sécurité.

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Vulnérabilité technologique

• Généralités• Vulnérabilité protocolaire• Vulnérabilité architecturale• Exemples

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Généralités

• VoIP/ToIP n’est pas équivalente à la téléphonie classique Signalisation/contrôle et transport de la voix

sur le même réseau IP Perte de la localisation géographique de

l'appelant

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Généralités

• Stratégie de sécurité différente de celle à laquelle les utilisateurs étaient habitués: Fiabilité du système téléphonique

• Combien de pannes de téléphone vs pannes informatique?

Confidentialité des appels téléphoniques Invulnérabilité du système téléphonique

• Devenu un système susceptible d'intrusions, vers, etc

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Vulnérabilité protocolaire

• Risque semblables à ceux des réseaux IP: Intrusion, écoute, usurpation d'identité, rejeu, dénis de service, etc.

mais• Ce n’est pas juste « une application IP en plus »

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Vulnérabilité protocolaire

• VoIP n’est pas juste « une application IP en plus », car: Pas d'authentification mutuelle entre les parties, Peu de contrôles d'intégrité des flux, pas ou peu de

chiffrement• Risques d'interception et de routage des appels vers des

numéros surfacturés• Falsification des messages d'affichage du numéro renvoyés à

l'appelant

Attaques accessibles à tout informaticien et pas juste aux spécialistes de téléphonie numérique

Exemple: Terminaux très fragiles

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Vulnérabilité architecturale

• Combinaison matériel+logiciel (surtout des DSP):

Softswitch: • généralement dédié à la signalisation

MGW (Media Gateway): • RTP<->TDM,• SS7oIP<->SS7

IP-PBX:• Softswitch+MGW

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Vulnérabilité architecturale

• Systèmes d'exploitation OS temps réel (QNX/Neutrino, VxWorks, RTLinux) Windows Linux, Solaris

• Sécurisation par défaut souvent quasi inexistante

• Gestion des mises à jour : Les OS sont rarement à jour Les mises-à-jour ne sont pas « autorisées »

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H323

• Intrusion Filtrage quasi-impossible :

• multiplication des flux, des mécanismes d'établissement d'appel, des extensions à la norme, et transmission des adresses IP au niveau applicatif

• Ecoute• Usurpation d'identité• Insertion et rejeu• Dénis de service:

De par la conception du protocole, pas de détection des boucles, signalisation non fiable, etc

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SIP

• Ecoute• Usurpation d'identité• Insertion et rejeu• Déni de service

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Autres

• Skinny Client Control Protocol (Cisco) : Risques :

• Ecoute, Usurpation d'identité, Insertion et rejeu, Déni de service• Multimedia Gateway Control Protocol (MGCP)

Risques: • Identiques aux autres en entreprise (pas d'expérience d'audit sécurité)• Dépendants de la sécurité du boitier ADSL• Moins de risques de surfacturation et de déni de service sur le serveur central

• GSM sur IP : nano BTS Risques :

• Surfacturation, Ecoute des communications• Usurpation d'identité, Insertion et rejeu• Déni de service

• GSM sur IP : UMA : Unlicensed Mobile Access Risques :

• Exposition du réseau opérateur sur Internet• Déni de service

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Terminaux

• Peu de sécurisation des terminaux, peu de fonctions de sécurité Pas de 802.1X

• Exemple : test de téléphones VoIP (SIP) sur WiFi 15 Téléphones testé de 8 fournisseurs

• Cisco,• Hitachi, • Utstarcom, • Senao, • Zyxel, • ACT, • MPM,• Clipcomm

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Terminaux

• Exemple (Suite) : téléphones VoIP (SIP) sur WiFi Connexion interactive avec telnet ouverte SNMP read/write avec community name par défaut Ports de debogage VXworks ouverts en écoute sur le réseau WiFi Services echo et time ouverts Connexion interactive rlogin avec authentification basique Exemple Cisco 7920

• port 7785 Vxworks wdbrpc ouvert• SNMP Read/Write• Réponse de Cisco :

les ports ne peuvent pas être désactivés, la communauté SNMP ne pas être changée :

tout est codé en dur dans le téléphone...

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Infrastructure

• Exemple : coupure de courant lors d’un audit de sécurité (non VoIP) Coupure de courant :

• Téléphone branché sur le secteur (pas PoE, pas secouru) => plus de téléphone

• Serveurs branchés sur le courant secouru mais pas le commutateur devant=> problème de commutateur

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Infrastructure

• Exemple : coupure de courant lors d’un audit de sécurité (suite) Retour du courant :

• Serveur de téléconfiguration des téléphones injoignable (DHCP, BOOTP pour le firmware, etc.) car commutateur pas encore redémarré

• Les téléphones ont redémarré plus vite que le commutateur et se sont trouvés sans adresse IP, etc. et restent bloqués sur l'écran "Waiting for DHCP ..."

• Pour une raison inconnue, une fois le serveur de téléconfiguration à nouveau joignable, les téléphones n'ont pas fonctionné

• Seule solution trouvée : débrancher/rebrancher chaque téléphone un par un pour remise en service

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Attaques envisageables

• Attaques : couches basses• Attaques : implémentations • Attaques : protocoles VoIP• Attaques : téléphones• Autres attaques

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Attaques : couches basses

• Attaques physiques Systèmes d'écoute

Interception (MITM) : • écoute passive ou modification de flux

Discussion “Who talks with who”

Sniffing du réseau Serveurs (SIP, CDR, etc)

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Attaques : couches basses

• Attaques sur les couches basses : LAN Accès physique au LAN Attaques ARP :

• ARP spoofing,• ARP cache poisoning

Périphériques non authentifiés (téléphones et serveurs)

Différents niveaux :• adresse MAC, utilisateur, port physique, etcLAN

Pirate

Téléphone IP1

Téléphone IP2

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Attaques : implémentations

• Interface d'administration HTTP, de mise à jour TFTP, etc. Exploits Vols de session (XSS) Scripts / injections

• Piles TCP/IP• Dénis de services (DoS)• PROTOS

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Attaques : protocoles VoIP

• Fraude: Spoofing SIP Call-ID Spoofing Appropriation des droits d’utilisateur sur le

serveur d’authentification Tags des champs From et To Replay Accès au voicemail

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Attaques : protocoles VoIP

• DoS : Denial of service Au niveau:

• Réseau • Protocole (SIP INVITE)• Systèmes / Applications• Téléphone

Envois illégitimes de paquets SIP INVITE ou BYE

Modification « à la volée » des flux RTP

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Attaques : téléphone

• (S)IP phone : Démarrage (Startup)

• DHCP, TFTP, etc.

Accès à l’adresse physique• Tables de configuration cachées

Piles TCP/IP Configuration du constructeur Trojan horse/rootkit

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Attaques : autres

• Protocoles secondaires: DNS : DNS ID spoofing ou DNS cache poisoning DHCP : DoS, MITM TFTP : upload d'une configuration (DoS, MITM...)

• Autres: L’élément humain

Systèmes:• La plupart ne sont as sécurisés par défaut• Worms, exploits, Trojan horses

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Sécurité préventive

• Quelle sécurité préventive?• Sécurité indépendantes de la VoIP• Sécurité propres à la VoIP / ToIP• Calcul du ROI de la VoIP

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Quelle sécurité préventive?

• Mesure de sécurité, ou protection Action Diminue le risque à un niveau acceptable

• Action préventive ISO 19011:2002 Action visant à éliminer une situation indésirable

potentielle Agit en amont de l'incident

• Action corrective Action visant à éliminer une situation indésirable

détectée Agit en aval de l'incident

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Quelle sécurité préventive?

• Actions préventives ?• Donc réfléchir sans attendre l'incident !

Identifier se qui compte pour le chef d'entreprise

Réaliser une analyse de risque sur ce qui compte

Appliquer des mesures de sécurité• Avec un rapport qualité/prix réaliste• Afin de réduire les risques à un niveau acceptable

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Sécurité indépendante VoIP

• Sécurité dans le réseau IP Sécurité dans le réseau Liaison

• Cloisonnement des VLAN• Filtrage des adresses MAC par port• Protection contre les attaques ARP

Réseau• Contrôle d'accès par filtrage IP• Authentification et chiffrement avec IPsec

Transport• Authentification et chiffrement SSL/TLS

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Sécurité indépendante VoIP

• Filtrage IP : firewall Contrôle d'accès réseau Proactif :

• le paquet passe ou le paquet est bloqué

Application de la politique de sécurité de l'organisme

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Sécurité indépendante VoIP

• Détection d'intrusion (NIDS) Passif :

• le paquet est passé mais finalement il n'aurait pas du, il est malveillant

Faux positifs :• un paquet vu comme malveillant qui est tout à

fait légitime

Faux négatif :• un paquet vu comme légitime qui est malveillant

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Sécurité indépendante VoIP

• Prévention d'intrusion (NIPS) Combiner l'analyse approfondie de la

détection d'intrusion avec la capacité de bloquer du firewall

Actif : certains paquets sont passés, mais pas les suivants :

• Limitation de bande passante• TCP Reset / ICMP Unreachable

Toujours des risques de faux positifs / faux négatifs

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Sécurité propre à la VoIP

• Solutions: SIP, MGCP, et les protocoles propriétaires

incluent des fonctions de sécurité

• Limitations: Limite des terminaux qui n'ont pas le CPU

nécessaire à des calculs de clefs de session en cours de communication

Mise en oeuvre de la sécurité =>perte des possibilité d'interopérabilités entre fournisseurs

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Calcul du ROI

• VoIP: Pas de service en plus Mettre à jour son PABX apporte les mêmes

service avec ou sans VoIP Les service disponibles en VoIP le sont aussi

en téléphonie classique Aucun calcul de ROI ne peut se justifier par

la disponibilité de nouveaux services

• Intégrer les coûts de la VoIP

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ROI : coût du VoIP

• Intégrer les coûts de la VoIP Coûts de câblage

• Poste téléphonique IP =>prise ethernet supplémentaire• Difficultés avec le PC connecté sur le téléphone et le téléphone

dans la prise Ethernet du PC• Nécessité des VLANs, avant considérations de sécurité• Informations indispensable au service téléphonique ;

N° pièce, n° prise associée à chaque n° de téléphone: N° de téléphone, @MAC, @IP et n° de prise Ethernet liés

• Câblage rapide des prises spécifiques avec le courant électrique sur le cable Ethernet (PoE)

Onduleurs supplémentaires et spécifiques=> VoIP/ToIP impose des coûts de câblage élevés

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ROI : coût du VoIP

• Intégrer les coûts de la VoIP Services du réseau informatique deviennent

des services critiques• DHCP• DNS• Commutateurs• ...

Obligation d’inclure les coûts de mise en oeuvre de la haute-disponibilité

Coûts d'exploitation au quotidien bien plus élevés 24/7, etc

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ROI : dégradation du service

• Intégrer la dégradation du service due à la VoIP: Taux d'indisponibilité téléphonie classique : 5 à

6 minutes d'interruption par an, 99,99886 % Taux de disponibilité téléphonie sur IP : ??

• Pas de téléphone pendant plusieurs jours...

Support téléphonique hors-service• Situations antagonistes : réseau en panne => téléphone

en panne• Téléphone : principal système d'appel au secours pour la

sécurité des personnes

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ROI : autres facteurs

• Valider au préalable la réalité des fonctionnalités : Fonctionnalités prix du Poste entrée de gamme Fonctionnalités de sécurité imposant un

changement de tous les postes téléphoniques

• Valider au préalable la robustesse de tous les équipements choisis

• Analyser les risques Peu de gens font une analyse de risques sur leur

projet VoIP. Pourquoi ?

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Recommandations

• Actuellement, voix sur IP danger• Mécanismes de détection• Sécurisation des couches basses

Utilisation de TLS pour la signalisation SIP• Identification des clients et du serveur

Protocole de gestion de clefs VoIP : MiKEY• Encapsulé dans SIP

PSK (Pre-shared key), Diffie-hellman, PKI

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Recommandations

• Couche réseau: QoS [LLQ] (and rate-limit) Firewall: application level filtering

• Téléphones IP certifiés par leurs producteurs• Sécurisation des couches hautes

Utilisation de SRTP/SRTCP Sécurisation des échanges DNS : DNSSec Utilisation de tunnels IPSec en remplacement des

solutions précédentes

• Projet 3P: project, security processes and policies

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Perspectives

• VoWLAN Utilisation de PDA / Laptop : téléphonie

mobile Problèmes classiques du WiFi Utilisation d'un protocole de mobilité pour

couvrir de grandes distances (IAPP) Choix judicieux des CODECs (PCM, GSM...)

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Recommandations

• Exemple de solution sécurisée :

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Recommandations

• Limites: QoS, bande-passante... Qualité de la voix : choix important des CODECs

• Temps d'établissement• Compromis utilisation / complexité

IPsec parfois trop lourd :• restriction possible aux protocoles utilisés

Ne pas se limiter aux protocoles VoIP, au réseau:• clients (UA), serveurs (soft switch, call manager, DHCP/TFTP),

détection de fraude, etc.

Ni aux aspects techniques:• ingénierie, opérations, support, etc, comment les répartir?

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Recommandations

• Téléphonie & DSI: Téléphonie doit entrer suivre la Direction des

Systèmes d'Information (DSI) Ne peut rester aux services administratifs Téléphonistes doivent intégrer la DSI Leurs compétences en téléphonie sont

indispensables au déploiement de la VoIP

• VoIP / ToIP = intérêt futur proche des fournisseurs : Passage à la VoIP se fera un jour de gré ou de

force

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Conclusion• VoIP :

Technologie encore jeune Étude fine des solutions précède déploiement Désormais accessible aux particuliers (Skype..)

• Sécurité au coeur de la problématique La VoIP / ToIP relance l'insécurité Sécurité au niveau réseau Réponse partielle mais nécessaire Difficile à mettre en oeuvre Mécanismes de sécurité propriétaires proposés par les constructeurs :

• Seule réponse satisfaisante en matière de sécurité• Très rarement mis en oeuvre

• ROI négligé