如何設置“虛擬私有網路(VPN)”

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如何設置“虛擬私有網路(VPN)”
作者: Arpad Magosanyi
譯者: 蔣大偉
v0.2, 7 August 1997 翻譯完成日期: 20 Feb 1999
如何建立虛擬私有網路(Virtual Private Network)。
介紹
3.1 命名慣例
開始建置
4.1 規劃4.2 搜集工具4.3 編譯與安裝4.4 其它子系統的設定4.5 設定 VPN 的使用者帳戶4.6 為 master 帳戶,產生一個 ssh key 4.7 為 slave 帳戶,設置自動的 ssh 登入環境。4.8 加強 ssh 在 bastion 主機上的安全性。4.9 允許 ppp 的執行,和這兩個帳戶的路由。4.10 撰寫命令稿程式
讓我們檢視執行的結果:
著手執行。
6.1 登入6.2 啟動 ppp 6.3 一次完成兩個動作6.4 Pty 的重導功能6.5 這個裝置上面,會有些什麼東西?6.6 設定路由
調整
7.1 設定的調整7.2 頻寬與安全誰重要
分析易受攻擊的弱點
由於網路安全問題日益受到重視,所以,防火牆的技術越來越廣泛地被應用在,網際網路和“公司內部網路(intranet)”上,防火牆能力的優劣,對 VPN 的安全性有著舉足輕重的影響。這只是我個人的體會。歡迎大家提出自己的看法。
我將會使用到“主防火牆(master firewall)”和“次防火牆(slave firewall)”這兩個專有名稱,然而,VPN 的建置與主僕式架構之間沒有任何關聯性。我只是把它們看成,兩端在建立連線時,它是個主動的參與者或被動的參與者。發起建立連線的主機,會被當作主防火牆;然而,被動的參與者,就會被當作次防火牆。
在你開始設定系統前,你應該要先瞭解一下網路連接的細節。現在,我假定你有兩個防火牆,各保護一個公司內部網路。所以,現在每個防火牆應該會有兩個網路界面(至少)。拿一張紙,寫下它們的 IP 位址和網路遮罩。每個 VPN 的防火牆,將會使用到數個 IP 位址區段。這些 IP 位址區段,應該設定在你公司現有的子網路的範圍以外。我建議使用“私有” IP 位址區段的範圍。如下所示:
10.0.0.0 - 10.255.255.255 172.16.0.0 - 172.31.255.255 192.168.0.0 - 192.168.255.255
為了說明,此處我舉了一個設定的案例:有兩台 bastion [譯註] 主機,分別被稱為 fellini 和 polanski。它們各有一個界面連接網際網路 (-out),一個界面連接公司內部網路 (-in) ,以及,一個界面連接 VPN (-vpn)。所有的 IP 位址和網路遮罩,如下:
fellini-out: 193.6.34.12 255.255.255.0 fellini-in: 193.6.35.12 255.255.255.0 fellini-vpn: 192.168.0.1 點對點 polanski-out: 193.6.36.12 255.255.255.0 polanski-in: 193.6.37.12 255.255.255.0 polanski-vpn: 192.168.0.2 點對點
譯註: bastion 是指暴露在公司網路外部的防火牆閘道。
所以我們有個計劃。
你將會需要 Linux 防火牆 核心 非常少的設定 ipfwadm 程式 fwtk 程式 VPN 所使用的工具 ssh 程式 pppd 程式 sudo 程式 pty-redir 程式
目前使用的版本: 核心: 2.0.29 。請使用穩定的核心,而且,必須比 2.0.20 還新,因為 ping‘o‘death 的錯誤。在撰寫本文時,最後一個穩定的核心是版本 2.0.30,但是它有一些錯誤。如果,你想要使用最新版核心所提供,既快又酷的網路程式碼,你自己可以嘗試看看,版本 2.0.30 對我而言,已經很好用了。 基本的作業系統:我比較喜歡 Debian 所發行的版本。你絕對使用不到任何大型的軟體套件,當然,也包含 sendmail 在內。你也絕對不能像其它的 UNIX 主機一樣,允許 telnet﹑ftp﹑和 ‘r‘ 命令,等功能的使用。 ipfwadm 程式: 我使用的是 2.3.0。 fwtk 程式: 我使用的是 1.3。 ssh 程式: >= 1.2.20。較舊的版本,下層的協定會有問題。 pppd 程式: 我測試的是 2.2.0f,但是我無法確定它是否安全,這就是為什麼我會將它的 setuid 位元拿掉,並透過 sudo 來執行它的原因。 sudo 程式: 我所知道的最新版本是 1.5.2。 pty-redir 程式: 這是我寫。請至 ftp://ftp.vein.hu/ssa/contrib/mag/pty-redir-0.1.tar.gz 取得。現在的版本是 0.1 。如果使用上有任何問題,請來信告知。
你現在的工作不是編譯就是安裝所搜集到的工具。 並參閱其(以及 firewall-howto)詳細的說明文件。現在,我們已經安裝好這些工具了。
設定防火牆以及其它的項目。你必須在兩台防火牆主機之間,允許 ssh 資料的流通。這是指,主防火牆會有網路連線到次防火牆的埠 22。在次防火牆上啟動 sshd,來驗証是否允許你“登入(login)”。這個步驟尚未測試過,請告訴我你的測試結果。
以你日常使用的工具(例如,vi﹑mkdir﹑chown﹑chmod)在次防火牆上建立一個使用者帳戶,你也可以在主防火牆上建立一個使用者帳戶,但是,我認為在開機階段設定連線就可以了,所以,使用原始的 root 帳戶就已足夠。有任何人可以為我們說明一下,在主防火牆上使用 root 帳戶,會有什麼危險性?
你可以使用 ssh-keygen 程式。如果,你要自動設置 VPN,你可以設定一個沒有密碼的 “私人鑰匙(private key)”。
在次防火牆中,複製你剛才產生的“公共鑰匙(public key)”到,使用者帳戶 slave 中的 .ssh/authorized_keys 檔案裡,並且,設定檔案的使用權限,如下:
drwx------ 2 slave slave 1024 Apr 7 23:49 ./drwx------ 4 slave slave 1024 Apr 24 14:05 ../-rwx------ 1 slave slave 328 Apr 7 03:04 authorized_keys-rw------- 1 slave slave 660 Apr 14 15:23 known_hosts-rw------- 1 slave slave 512 Apr 21 10:03 random_seed
其中,第一行是 ~slave/.ssh,第二行是 ~slave。
請按照我在 sshd_conf 上的設定:
PermitRootLogin noIgnoreRhosts yesStrictModes yesQuietMode noFascistLogging yesKeepAlive yesRhostsAuthentication noRhostsRSAAuthentication noRSAAuthentication yesPasswordAuthentication noPermitEmptyPasswords no
密碼認證(PasswordAuthentication)被關閉了,所以,你只有使用授權過的 key,才能夠完成登入的動作。(當然,你也已經關閉了,telnet 與 ‘r‘ 命令)。
當你的 master 帳戶是 root 時(以我的例子而言),你不必做任何事情。至於 slave 帳戶,則會在你的 /etc/sudoers 的檔案中出現一行:
Cmnd_Alias VPN=/usr/sbin/pppd,/usr/local/vpn/routeslave ALL=NOPASSWD: VPN
正如你所看到的,我在次防火牆主機上,使用了一些命令稿(scripts),來設定 ppp 和路由表。
在主防火牆主機上,我使用了一個成熟的啟始命令稿:#! /bin/sh# 程式架構 這個檔案是個建立在 /etc/init.d/ 目錄下的命令稿實例。# 你應該在 /etc/init.d 目錄下使用這個命令稿。## 作者 Miquel van Smoorenburg .# Debian GNU/Linux 修訂版作者# Ian Murdock .## 版本: @(#)skeleton 1.6 11-Nov-1996 miquels@cistron.nl#PATH=/usr/local/sbin:/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/usr/bin/X11/:PPPAPP=/home/slave/pppROUTEAPP=/home/slave/routePPPD=/usr/sbin/pppdNAME=VPNREDIR=/usr/local/bin/pty-redirSSH=/usr/bin/sshMYPPPIP=192.168.0.1TARGETIP=192.168.0.2TARGETNET=193.6.37.0MYNET=193.6.35.0SLAVEWALL=polanski-outSLAVEACC=slavetest -f $PPPD || exit 0set -ecase "$1" instart)echo setting up vpn$REDIR $SSH -o ‘Batchmode yes‘ -t -l $SLAVEACC $SLAVEWALL sudo $PPPAPP >/tmp/deviceTTYNAME=`cat /tmp/device`echo tty is $TTYNAMEsleep 10sif [ ! -z $TTYNAME ]then$PPPD $TTYNAME ${MYPPPIP}:${TARGETIP}elseecho FAILED!logger "vpn setup failed"fisleep 5sroute add -net $TARGETNET gw $TARGETIP$SSH -o ‘Batchmode yes‘ -l $SLAVEACC $SLAVEWALL sudo $ROUTEAPP;;stop)ps -ax | grep "ssh -t -l $SLAVEACC " | grep -v grep | awk ‘{print $1}‘ | xargs kill;;*)# echo "Usage: /etc/init.d/$NAME {start|stop|reload}"echo "Usage: /etc/init.d/$NAME {start|stop}"exit 1;;esacexit 0
slave 帳戶可以使用命令稿來設定路由 (/usr/local/vpn/route):#!/bin/bash/sbin/route add -net 193.6.35.0 gw 192.168.0.1
而其 .ppprc 的內容,如下:passive
master 會登入到 slave 帳戶裡﹑啟動 pppd﹑以及,將所有的資料重導至本機的 pty(虛擬終端機)。整個執行流程如下:
配置一個新的 pty 透過 ssh 登入 slave 帳戶 在 slave 帳戶中執行 pppd master 在本機的 pty 執行 pppd 並且在用戶端設定路由表。
此處我們考慮到了時序的問題(不是太嚴格的要求),這就是為什麼我們會使用到 ‘sleep 10s‘ 這個敘述的原因。
現在,你應該已經測試過 ssh 是否能夠正常地工作。如果,slave 拒絕你登入,請閱讀記錄檔。也許是檔案使用權限或 sshd ,在設定上的問題。
登入到 slave 帳戶,並執行:sudo /usr/sbin/pppd passive此時,如果工作正常你應該會看到一些亂碼。假設,沒有出現亂碼,不是 sudo 就是 pppd 有問題。請參考,記錄檔﹑/etc/ppp/options ﹑和 .ppprc ,等檔案,以便找出是那個命令出了問題。問題排除後,將 ‘passive‘ 這個字寫到 .ppprc 裡,然後再試一次。以壓下 enter﹑‘~‘﹑和 ‘^Z‘等按鍵的方式,清除螢幕上的亂碼,繼續工作。現在,你應該會看到 master 的“輸入提示符號(prompt)”,然後執行 kill %1 。如果你想知道更多有關“逸出字元(escape character)”的說明,請參閱“調整(tuning)” 那一節。
當然,你也可以這麼做
ssh -l slave polanski sudo /usr/sbin/pppd
如果工作正常,它就會當著你的面,傳送一些看似亂碼的資料。
這次,我們試著重導上面的動作:/usr/local/bin/pty-redir /usr/bin/ssh -l slave polanski sudo /usr/sbin/pppd
好長的句子,不是嗎?你應該使用 ssh 執行檔的完全路徑名稱,為了安全的理由,pty-redir 程式只允許你使用這種方式。現在,你會透過這個程式取得一個裝置名稱。假設,你取得的是 /dev/ttyp0 。你可以使用 ps 命令來檢視目前的狀況。請找尋 ‘p0‘ 這個裝置的相關敘述。
試著執行/usr/sbin/pppd /dev/ttyp0 local 192.168.0.1:192.168.0.2
來建立連線。然後,檢視 ifconfig 命令的輸出結果,看是否已經建立了這個裝置,然後,使用 ping 來檢查你的虛擬網路。
除了設定主防火牆主機的路由,次防火牆主機也要設定。現在,你應該能夠從公司的一個內部網路上的主機,ping 到其它內部網路上的主機。接著,設定額外的防火牆規則。現在,你已經擁有了 VPN 的環境,你可以設定公司兩個內部網路之間的連接規則。
正如我所說的,這份文件只是我個人設定 VPN 的備忘錄而已。設定中有部分的內容,我還未測試過。等到我測試過後,會給它們正確的定位,或有任何人告訴我“它是如何工作的” 。有個最重要的事情大家必須銘記在心,ppp 網路連線尚未使用 8-bit。我自己也覺得 ssh 或 pty 的設定,一定還有要加強的地方。在 ssh 的設定中,使用了“顎化符號(tilde)” (~) 字元做為逸出字元。它可以停止或減緩兩端之間的通訊,當任何的“新行符號- 顎化符號(newline-tilde)”逸出順序的出現,會使得 ssh 跳到輸入提示符號的模式。ssh 的文件上說: < 在大部分的系統上,若設定不使用逸出字元,則就算是你使用了 tty ,也會造成通訊對話的透通化。> 這個功能相對於 ssh 的選項標記是 ‘-e‘ ,你也可以在設定檔中設定它。
不論建置任何的虛擬網路,都會浪費掉實際資源。VPN 會吃掉頻寬和計算的資源。你的目標應該是如何取得雙贏的局面。你可以使用 ‘-C‘ 開關或 ‘CompressionLevel‘ 選項,來調整它。你也以嘗試使用另一種加密法,但是,我並不建議這麼做。也請注意,如果你使用越高的壓縮等級,你傳送資料的來回時間就越長。歡迎提供任何相關的測試報告。
我試著在此處說明一下,這個特別的設定和 VPNs 一般有那些易受攻擊的弱點。熱誠地歡迎各位發表任何意見。 sudo 程式:我承認,我過度地使用了 sudo。我深信目前它仍然比使用 setuid bits 還安全。Linux 上仍然沒有好的存取控制機制,是個不爭的事實。只有等到相容 POSIX.6 標準的核心正式發行了< http://www.xarius.demon.co.uk/software/posix6/>。更糟糕的是,我居然透過 sudo 來呼叫執行 shell 的命令稿程式。實在糟糕透了。你有任何建議麼? pppd 程式:它也會使用 suid root (譯註) 的執行方式。你可以透過使用者的 .ppprc 來設定它。留心,它可能會有“緩衝區超限運轉(buffer overrun)”的狀況發生。底限是:盡可能地保護你的 slave 帳戶的安全性。 ssh 程式:當心,ssh 在 1.2.20 以前的版本有安全的漏洞。更糟糕的是,我們的設定是,當我們對 master 帳戶的安全性做出了讓步,相對地,也棄守了 slave 帳戶的安全底限,而且,我們使用了兩個透過 sudo 啟動的程式,也大開了攻擊之門。那是因為,為了能夠自動設定 VPN,我們選擇讓 master 使用沒有密碼的“私人鑰匙(secret key)”。 firewall 程式: bastion 主機上的防火牆,若規則設定的不恰當,就等於是大開公司內部網路的方便之門。我建議大家使用 IP“偽裝(Masquerading)”的技術(此時,就算是路由設定不正確,所造成的影響也是微不足道的),以及,在 VPN 的界面上做嚴格的控制。
譯註: suid root 是指任何執行該程式的人,在執行的當時會取得 root 的權限。其中,suid(設定使用者識別代碼)是指設定檔案屬性的第 11 個位元,讓執行該檔案的人,成為檔案的擁有者。
from: http://www.linux.org.tw/CLDP/OLD/mini/VPN.html