| 1 |
root |
1.1 |
=head1 Einfache VPN-Netzwerke |
| 2 |
|
|
|
| 3 |
|
|
|
| 4 |
root |
1.2 |
=head1 Einführung |
| 5 |
root |
1.1 |
|
| 6 |
|
|
=head2 Was ist ein "VPN-Netzwerk" |
| 7 |
|
|
|
| 8 |
root |
1.2 |
VPN steht für Virtuelles Privates Netz und bezeichnet den Zusammenschluss |
| 9 |
|
|
mehrerer physikalischer Netze (oder Knoten) zu einem größeren. Die |
| 10 |
root |
1.1 |
einzelnen Teile des Begriffes bedeuten: |
| 11 |
|
|
|
| 12 |
|
|
=over 4 |
| 13 |
|
|
|
| 14 |
|
|
=item Virtuell |
| 15 |
|
|
|
| 16 |
|
|
VPN-Netze sind keine physikalischen Netze, sondern existieren nur |
| 17 |
root |
1.2 |
virtuell, indem sie sich bestehender Netze für den Transport |
| 18 |
root |
1.1 |
bedienen. Sie vermitteln lediglich den Eindruck, in I<einem> |
| 19 |
root |
1.2 |
abgeschlossenen Netz zu sein, daß wesentlich größer sein kann als ein |
| 20 |
|
|
echtes Netzwerk (z.B. können die Teilnehmer über dne ganzen Erdball |
| 21 |
root |
1.1 |
verstreut sein). |
| 22 |
|
|
|
| 23 |
|
|
=item Privat |
| 24 |
|
|
|
| 25 |
|
|
VPN-Netze sind abgeschlossen, d.h. sie lassen keine Kommunikation mit |
| 26 |
|
|
ausserhalb des Netzes gelegenen Knoten zu. |
| 27 |
|
|
|
| 28 |
root |
1.2 |
Dies schließt sowohl die Kommunikation von aussen (Angreifer können |
| 29 |
root |
1.1 |
keine Daten einschleusen), als auch die Kommunikation nach aussen (Daten |
| 30 |
root |
1.2 |
werden nicht nach aussen gegeben bzw. können nicht "abgehört" werden) |
| 31 |
|
|
ein. Ausserdem muss ein VPN-Netz gegen Veränderung von Daten resistent |
| 32 |
|
|
sein, d.h. es darf nicht möglich sein, Daten zu verfälschen. |
| 33 |
|
|
|
| 34 |
|
|
Dies schließt nicht notwendigerweise die Resistenz gegen |
| 35 |
|
|
Kommunikationsunterbrechnung ein. Garantierte Kommunikation können |
| 36 |
|
|
natürlich auch VPN-Netzwerke nicht bieten. |
| 37 |
root |
1.1 |
|
| 38 |
|
|
=item Netzwerk |
| 39 |
|
|
|
| 40 |
|
|
Unter einem Netzwerk verstehe zumindest ich einen Zusammenschluss mehrerer |
| 41 |
|
|
bis vieler Rechner. Am einfachsten kann man dies mit einem einfachen |
| 42 |
|
|
Tunnel erreichen, der zwei physikalische Netze miteinander verbindet und |
| 43 |
|
|
von einem Teilnetz in ein anderes vermittelt. |
| 44 |
|
|
|
| 45 |
|
|
(Ausserdem ist der Begriff "VPN-Netzwerk" doppelt gemoppelt, aber das |
| 46 |
|
|
hat lange Tradition, siehe IFF-Format und Microsofts ungeschlagen |
| 47 |
root |
1.2 |
aussagekräftige "Neue Technologie"-Technologie). |
| 48 |
root |
1.1 |
|
| 49 |
|
|
=back |
| 50 |
|
|
|
| 51 |
|
|
|
| 52 |
|
|
=head1 VPN-Netzwerke, eine Klassifikation |
| 53 |
|
|
|
| 54 |
|
|
=head2 Tunnel vs. Netze |
| 55 |
|
|
|
| 56 |
root |
1.2 |
Die einfachste Möglichkeit, ein VPN aufzubauen, ist es, einen Tunnel |
| 57 |
|
|
zwischen zwei physikalischen Netzen aufzubauen. Die beiden Teilnetze |
| 58 |
|
|
werden durch den Tunnel verbunden und bilden das VPN. |
| 59 |
|
|
|
| 60 |
|
|
Es gibt verschiedene gebräuchliche Tunnel-Typen, die man (unter anderem) |
| 61 |
|
|
durch die Protokollebene unterscheiden kann, die sie tunneln: |
| 62 |
|
|
|
| 63 |
|
|
=over 4 |
| 64 |
|
|
|
| 65 |
|
|
=item Applikationsebene, z.B. TCP |
| 66 |
|
|
|
| 67 |
|
|
Dieser Tunnel transportiert nur ein einziges Protokoll, z.B. telnet, pop3 |
| 68 |
|
|
oder X11. Dadurch werden häufig Optimierungen möglich, z.B. besonders |
| 69 |
|
|
gute Kompression oder die Weiterleitung von Authentifizierungsdaten |
| 70 |
|
|
(ssh). Ausserdem sind sie meist sehr portabel und einfach zu |
| 71 |
|
|
konfigurieren. |
| 72 |
|
|
|
| 73 |
|
|
Ein Nachteil ist, das man nur ein eiziges Protokoll zur Verfügung hat und |
| 74 |
|
|
für jedes weitere auch eine weitere Tunnel-Lösung benötigt. |
| 75 |
|
|
|
| 76 |
|
|
=item Protokollebene, z.B. IP |
| 77 |
|
|
|
| 78 |
|
|
Hierbei wird eine ganze Protokoll-Suite getunnelt, z.B. das |
| 79 |
|
|
Internet-Protokoll. Da die meisten Netzwerkapplikationen heute über IP |
| 80 |
|
|
miteinander kommunizieren können, deckt dies die meisten Anwedungen ab. |
| 81 |
|
|
|
| 82 |
|
|
Diese Art Tunnel benötigen etwas mehr Planung, da sich die Teilnetze nicht |
| 83 |
|
|
einfach überschneiden können und das Routing zwischen den Teilnetzen |
| 84 |
|
|
festgelegt werden muss. |
| 85 |
|
|
|
| 86 |
|
|
Grundlage für Tunnelsoftware ist das Vorhandensein eines sogenannten |
| 87 |
|
|
C<tun> oder C<tap>-Netzwerkgerätes, über das sich Pakete abgreifen bzw. |
| 88 |
|
|
einspeisen lassen. |
| 89 |
|
|
|
| 90 |
|
|
=item Netzwerkebene, z.B. Ethernet |
| 91 |
|
|
|
| 92 |
|
|
Man kann noch eine Ebene tiefer ansetzen: Statt zwischen zwei |
| 93 |
|
|
physikalischen Teilnetzen lediglich zu vermitteln, kann man sie verbinden, |
| 94 |
|
|
so daß sie sich wie ein großes physikalisches Netz verhalten. |
| 95 |
|
|
|
| 96 |
|
|
Im Falle von Ethernet kann man einen Ethernet-Tunnel an beiden Endpunkten |
| 97 |
|
|
über Bridging an die physikalischen Teilnetze anschliessen. Da sich |
| 98 |
|
|
das Gesamtnetzwerk fast wie ein physikalisches Netz verhät, kann man |
| 99 |
|
|
z.B. Rechner von einem Teilnetz in ein anderes verschieben ohne etwas |
| 100 |
|
|
umkonfigurieren zu müssen. |
| 101 |
|
|
|
| 102 |
|
|
Diese Tunnels sind am ineffizientesten, was den Overhead betrifft, da |
| 103 |
|
|
sie die Verwaltingsinformation mehrerer Protokollschichten übertragen |
| 104 |
|
|
müssen. Ausserdem wird häufig mit I<Broadcasts> gearbeitet (z.B. um einen |
| 105 |
|
|
Rechner zu "finden"), die gerade bei größeren Netzen schnell die meist |
| 106 |
|
|
geringere Tunnelbandbreite auffressen können. |
| 107 |
|
|
|
| 108 |
|
|
=back |
| 109 |
root |
1.1 |
|
| 110 |
|
|
|
| 111 |
|
|
=head1 TCP-Tunnel |
| 112 |
|
|
|
| 113 |
root |
1.2 |
Dieser Abschnitt zeigt ein paar Beispiele für TCP-Tunnels. Sie verdienen |
| 114 |
|
|
es kaum, "VPN-Netzwerk" genannt zu werden, aber sie lösen jeweils ein |
| 115 |
|
|
Problem, und nur das zählt. |
| 116 |
|
|
|
| 117 |
|
|
=head1 SSH-Portforwarding |
| 118 |
|
|
|
| 119 |
|
|
Das SSH-Protokoll hat die r*-Protokolle und telnet im Internet fast |
| 120 |
|
|
vollständig abgelöst. Nicht nur ist es sicherer, es hat auch weitaus mehr |
| 121 |
|
|
Features als die Protokolle, die es ersetzt. |
| 122 |
|
|
|
| 123 |
|
|
Eines der Features ist Port-Forwarding, mit dem man einen bestimmten |
| 124 |
|
|
TCP-Port von lokalen Rechner zum entfernten weiterleiten kann, oder |
| 125 |
|
|
umgekehrt. |
| 126 |
|
|
|
| 127 |
|
|
=head2 Vorteile/Nachteile |
| 128 |
|
|
|
| 129 |
|
|
=over 4 |
| 130 |
|
|
|
| 131 |
|
|
=item + Fast überall installiert, I<der> Standard schlechthin. |
| 132 |
|
|
|
| 133 |
|
|
=item + Sehr hohe Sicherheit |
| 134 |
|
|
|
| 135 |
|
|
=item + Einfache Installation und Benutzung |
| 136 |
|
|
|
| 137 |
|
|
=item - Nur TCP |
| 138 |
|
|
|
| 139 |
|
|
=back |
| 140 |
|
|
|
| 141 |
|
|
=head2 Beispiele (OpenSSH-Syntax) |
| 142 |
|
|
|
| 143 |
|
|
B<"Der POP3-Server steht in der Firma, ich will von aussen Mail abholen."> |
| 144 |
|
|
|
| 145 |
|
|
Zugegebermaßen kein Fall für ein VPN, aber mit SSH einfach zu lösen: |
| 146 |
|
|
|
| 147 |
|
|
ssh -L113:mailhost.internal:113 -N bastionhost.internet |
| 148 |
root |
1.1 |
|
| 149 |
root |
1.2 |
Dies erzeugt einen einfachen Tunnel vom lokalen port 113 (pop3) zum |
| 150 |
|
|
Mailserver innerhalb des Firmennetzes. Da der Quellport (113) unter 1024 |
| 151 |
|
|
ist, kann nur Root dieses Kommando ausführen. Als User muss man einen Port |
| 152 |
|
|
über 1024 benutzen. Zur Benutzung muss man seinem Mailprogramm "lediglich" |
| 153 |
|
|
mitteilen, das der POP3-Server nun C<localhost> heißt. |
| 154 |
|
|
|
| 155 |
|
|
B<"Meine neue Applikation ist fertig, jemand soll sie sich anschauen |
| 156 |
|
|
können, ohne das ich meinen Webserver ins Internet stellen muss."> |
| 157 |
|
|
|
| 158 |
|
|
Der folgende Aufruf erlaubt es einem Benutzer auf C<andereruser.internet> |
| 159 |
|
|
auf meinen (hinter meinem Firewall befindlichen) Webserver zuzugreifen, |
| 160 |
|
|
indem er C<http://localhost:8000/> auf seinem Rechner benutzt: |
| 161 |
|
|
|
| 162 |
|
|
ssh -R8000:localhost:80 -N andereruser.internet |
| 163 |
root |
1.1 |
|
| 164 |
|
|
|
| 165 |
|
|
=head1 IP-Tunnel |
| 166 |
|
|
|
| 167 |
root |
1.2 |
Ein IP-Tunnel bietet mehr Flexibilität als ein einfacher TCP-Tunnel. Und |
| 168 |
|
|
ist auch etwas komplexer beim Einrichten. |
| 169 |
|
|
|
| 170 |
|
|
Im folgenden gehe ich auf Tunnels mit SSH, ein Paket namens C<vtund> und |
| 171 |
|
|
ein weiteres namens C<openvpn> ein, die alle einzelne Tunnels aufbauen |
| 172 |
|
|
können. |
| 173 |
|
|
|
| 174 |
|
|
=head1 PPP über SSH |
| 175 |
|
|
|
| 176 |
|
|
=head2 Vorteile/Nachteile |
| 177 |
|
|
|
| 178 |
|
|
=over 4 |
| 179 |
|
|
|
| 180 |
|
|
=item + Sehr einfach aufzusetzen |
| 181 |
|
|
|
| 182 |
|
|
=item + Die benötigten Komponenten sind einfach zu beschaffen |
| 183 |
|
|
|
| 184 |
|
|
Sowohl SSH als auch PPPD gehören zu jeder (allgemeinen) |
| 185 |
|
|
GNU/Linux-Distribution. |
| 186 |
|
|
|
| 187 |
|
|
=item + Ideal für Ad-Hoc-Tunnels |
| 188 |
|
|
|
| 189 |
|
|
z.B. für kurzzeitige Veranstaltungen, bei denen der Tunnel noch manuell |
| 190 |
|
|
überwacht werden kann. |
| 191 |
|
|
|
| 192 |
|
|
=item - Eigentlich ungeeignet für IP |
| 193 |
|
|
|
| 194 |
|
|
IP über TCP zu tunneln ist schlecht, da bei schlechter Verbindung sowohl |
| 195 |
|
|
das Tunnel-TCP als auch das getunnelte Protokoll retryen. Dadurch wird die |
| 196 |
|
|
Leitung schnell verstopft. |
| 197 |
|
|
|
| 198 |
|
|
Bei guter Verbindung gibt es aber ausser einer gewissen Ineffizienz keine |
| 199 |
|
|
größeren Probleme. |
| 200 |
|
|
|
| 201 |
|
|
=item - Keine Stabilitätsrekorde |
| 202 |
|
|
|
| 203 |
|
|
Startet man C<ssh> in C<screen>, per C<nohup>? Was passiert bei |
| 204 |
|
|
Netzausfällen? Provider-Neueinwahl? Viele dieser Fragen lassen sich durch |
| 205 |
|
|
verbessertes Skripting (killen des C<pppd>, starten per C</etc/inittab> |
| 206 |
|
|
etc.) lösen aber es wird schnell kompliziert. |
| 207 |
|
|
|
| 208 |
|
|
=item - Nur Punkt-zu-Punkt-Tunnels |
| 209 |
|
|
|
| 210 |
|
|
Bei mehr als zwei Teilnetzen braucht man schnell serh viel Tunnels, die |
| 211 |
|
|
man nicht einfach manuell verwalten kann. |
| 212 |
|
|
|
| 213 |
|
|
=item - Total Unprofessionell |
| 214 |
|
|
|
| 215 |
|
|
"Ich habe 13 Filialen damit vernetzt" klingt nicht wirklich überzeugend... |
| 216 |
|
|
|
| 217 |
|
|
=back |
| 218 |
|
|
|
| 219 |
|
|
=head2 Beispiele |
| 220 |
|
|
|
| 221 |
|
|
Es kann so einfach sein: |
| 222 |
|
|
|
| 223 |
|
|
pppd pty 'ssh -t andererrechner.internet pppd nodetach' \ |
| 224 |
|
|
nodetach passive 10.8.0.1:10.9.0.1 |
| 225 |
|
|
|
| 226 |
|
|
Diese Zeile baut einen PPP-Tunnel mit C<andererrecher.internet> |
| 227 |
|
|
auf. Der lokale Rechner erhält die IP-Adresse C<10.8.0.1>, der |
| 228 |
|
|
entfernte C<10.9.0.1>. Der obige Tunnel funktioniert auf meinen |
| 229 |
|
|
Rechner wie angegeben, in der Praxis kommen manchmal noch Optionen wie |
| 230 |
|
|
C<ipcp-accept-local> hinzu, oder der Pfad zum C<pppd> muss angegebn |
| 231 |
|
|
werden. |
| 232 |
|
|
|
| 233 |
|
|
Mit ein paar weiteren Zeilen kann man zwei Teilnetze auf C<eth0> verbinden: |
| 234 |
|
|
|
| 235 |
|
|
# lokal (ip kommt meistens aus dem iproute2-Paket) |
| 236 |
|
|
ip route add 10.9.0.0/16 via 10.9.0.1 |
| 237 |
|
|
ip addr add 10.9.0.1/16 dev eth0 |
| 238 |
|
|
# entfernt |
| 239 |
|
|
ip route add 10.8.0.0/16 via 10.8.0.1 |
| 240 |
|
|
ip addr add 10.8.0.1/16 dev eth0 |
| 241 |
|
|
|
| 242 |
|
|
Presto, ein VPN-Netzwerk! |
| 243 |
|
|
|
| 244 |
|
|
Nun kann man auf beiden Seiten Rechner innerhalb des C<10.8/9.x.x>-Netzes |
| 245 |
|
|
stellen (mit Default-Gateway C<10.8/9.0.1> oder statischer Route für das |
| 246 |
|
|
jeweilige andere Netz über C<10.8/9.0.1>, oder sogar I<proxa arp>). |
| 247 |
|
|
|
| 248 |
|
|
# proxy-arp und IP-Forwarding einschalten, auf beiden Knoten |
| 249 |
|
|
echo 1 >/proc/sys/net/ipv4/ip_forward |
| 250 |
|
|
echo 1 >/proc/sys/net/ipv4/conf/eth0/proxy_arp |
| 251 |
|
|
|
| 252 |
|
|
|
| 253 |
|
|
=head1 VTund |
| 254 |
|
|
|
| 255 |
|
|
VTund ist eine der ältesten Lösungen und inspirierte (oder |
| 256 |
|
|
implementierte) Tunnel-Treiber für viele Betriebssysteme. |
| 257 |
|
|
|
| 258 |
|
|
=head2 Vorteile/Nachteile |
| 259 |
|
|
|
| 260 |
|
|
=over 4 |
| 261 |
|
|
|
| 262 |
|
|
=item + Vielfalt an Protokollen und Einsatzmöglichkeiten |
| 263 |
|
|
|
| 264 |
|
|
=item + Datenkompression |
| 265 |
|
|
|
| 266 |
|
|
=item - Nicht abhörsicher, nicht Fälschungssicher, völlig unsicher. |
| 267 |
|
|
|
| 268 |
|
|
=item - Umständliche Konfiguration |
| 269 |
|
|
|
| 270 |
|
|
=item - Nur Punkt-zu-Punkt-Tunnels |
| 271 |
|
|
|
| 272 |
|
|
=back |
| 273 |
|
|
|
| 274 |
|
|
=head2 Beispiele |
| 275 |
|
|
|
| 276 |
|
|
dpkg -r vtund |
| 277 |
|
|
rpm -r vtund |
| 278 |
|
|
... |
| 279 |
|
|
|
| 280 |
|
|
VTund ist ein Beispiel für Software, die man nicht benutzen sollte, da |
| 281 |
|
|
sie kryptographisch völlig unsicher ist. |
| 282 |
|
|
|
| 283 |
|
|
|
| 284 |
|
|
=head1 OpenVPN |
| 285 |
|
|
|
| 286 |
|
|
OpenVPN wäre für mich die |
| 287 |
|
|
|
| 288 |
|
|
=head2 Vorteile/Nachteile |
| 289 |
|
|
|
| 290 |
|
|
=item + Sehr hohe Sicherheit |
| 291 |
|
|
|
| 292 |
|
|
OpenVPN kann TLS (I<den> Standart) für die Authentifizierung und die |
| 293 |
|
|
Schlüsselübergabe benutzen, d.h. Sicherheitsprüfungen und -fixes spiegeln |
| 294 |
|
|
sich automatisch bei OpenVPN wieder, während andere Software-Produkte |
| 295 |
|
|
eventuell erst getrennt gefixt werden müssen. |
| 296 |
|
|
|
| 297 |
|
|
Dadurch, daß man sehr einfach die Algorithmen wechseln kann, kann man |
| 298 |
|
|
bei neuentdeckten Schwächen bei einzelnen Algorithmen (z.B. MD5) schnell |
| 299 |
|
|
ausweichen. |
| 300 |
|
|
|
| 301 |
|
|
=item + Hohe Portabilität |
| 302 |
|
|
|
| 303 |
|
|
OpenVPN besitzt Treiber für GNU/Linux, Solaris, OpenBSD, FreeBSD, NetBSD, |
| 304 |
|
|
Mac OS X, und Windows 2000/XP. |
| 305 |
|
|
|
| 306 |
|
|
=item + Sehr stabil |
| 307 |
|
|
|
| 308 |
|
|
OpenVPN hat mich trotz vieler widrigen Umstände (extremer Paket-Loss, |
| 309 |
|
|
häufige Wiedereinwahl, dynamische IP-Adressen, Software-Upgrades) niemals |
| 310 |
|
|
im Stich gelassen. |
| 311 |
|
|
|
| 312 |
|
|
=item + Unterstützt Bridging (Ethernet-Tunnels) |
| 313 |
|
|
|
| 314 |
|
|
=item + Einfache Konfiguration |
| 315 |
|
|
|
| 316 |
|
|
=item - Nur Punkt-zu-Punkt-Tunnels |
| 317 |
|
|
|
| 318 |
|
|
=back |
| 319 |
|
|
|
| 320 |
|
|
=head2 Beispiele |
| 321 |
root |
1.1 |
|
| 322 |
root |
1.2 |
Wie man sieht, hat OpenVPN nicht sehr viele Nachteile. |
| 323 |
root |
1.1 |
|
| 324 |
root |
1.2 |
OpenVPN unterstützt im wesentlichen zwei Modi für die |
| 325 |
|
|
Verschlüsselung: I<shared secret> und I<public key>. Im ersten Modus |
| 326 |
|
|
erzeugt man einen gemeinsamem (shared) Schlüssel, den man sicher auf alle |
| 327 |
|
|
Rechner verteilen muss: |
| 328 |
root |
1.1 |
|
| 329 |
|
|
|
| 330 |
root |
1.2 |
=head1 Multipunkt-Netze |
| 331 |
root |
1.1 |
|
| 332 |
root |
1.2 |
=head1 tinc |
| 333 |
root |
1.1 |
|
| 334 |
root |
1.2 |
=head2 Vorteile/Nachteile |
| 335 |
root |
1.1 |
|
| 336 |
root |
1.2 |
+ Sehr portabel, ist auf vielen Platformen (inkl. Windows 2000) verfügbar |
| 337 |
root |
1.1 |
|
| 338 |
root |
1.2 |
+ |
| 339 |
root |
1.1 |
|
| 340 |
root |
1.2 |
+ various modes (routing, bridging) |
| 341 |
|
|
+ compression |
| 342 |
|
|
+ dynamic routing (can work around partial loss of connectivity) |
| 343 |
|
|
+ expansion without restarting the network |
| 344 |
|
|
+ relatively large packet overhead |
| 345 |
|
|
- dynamic routing (can cost a lot of money when it goes wild) |
| 346 |
|
|
- (relatively!) weak security, still strong enough in practise |
| 347 |
|
|
- relatively complex setup (almost as complex as ipsec) |
| 348 |
|
|
- needs tcp and udp at the same time, combining disadvantages of both with respect to firewalls |
| 349 |
|
|
- does not work under complex routing conditions |
| 350 |
root |
1.1 |
|
| 351 |
root |
1.2 |
rfc3607, Chinese Lottery Cryptanalysis |
| 352 |
root |
1.1 |
|
| 353 |
|
|
=head2 vpe |
| 354 |
|
|
|
| 355 |
|
|
=head3 Vorteile/Nachteile |
| 356 |
|
|
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| 357 |
|
|
=head2 IPSEC |
| 358 |
|
|
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| 359 |
|
|
=head3 Vorteile/Nachteile |
| 360 |
|
|
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| 361 |
|
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