OpenVPN

OpenVPN

VPN直譯就是虛擬專用通道,是提供給企業之間或者個人與公司之間安全數據傳輸的隧道,OpenVPN無疑是Linux下開源VPN的先鋒,提供了良好的性能和友好的用戶GUI。 它大量使用了OpenSSL加密庫中的SSLv3/TLSv1協定函式館。 目前OpenVPN能在Solaris、Linux、OpenBSD、FreeBSD、NetBSD、Mac OS X與Microsoft Windows以及Android和iOS上運行,並包含了許多安全性的功能。它並不是一個基於Web的VPN軟體,也不與IPsec及其他VPN軟體包兼容。

基本信息

基本簡介

OpenVPN是一個基於OpenSSL庫的套用層VPN實現。和傳統VPN相比,它的優點是簡單易用。
OpenVPN允許參與建立VPN的單點使用共享金鑰,電子證書,或者用戶名/密碼來進行身份驗證。它大量使用了OpenSSL加密庫中的SSLv3/TLSv1協定函式庫。OpenVPN能在Solaris、Linux、OpenBSD、FreeBSD、NetBSD、MacOSX與Windows2000/XP/Vista上運行,並包含了許多安全性的功能。它並不是一個基於Web的VPN軟體,也不與IPsec及其他VPN軟體包兼容。
OpenVPN2.0後引入了用戶名/口令組合的身份驗證方式,它可以省略客戶端證書,但是仍有一份伺服器證書需要被用作加密。OpenVPN所有的通信都基於一個單一的IP連線埠,默認且推薦使用UDP協定通訊,同時TCP也被支持。OpenVPN連線能通過大多數的代理伺服器,並且能夠在NAT的環境中很好地工作。服務端具有向客戶端“推送”某些網路配置信息的功能,這些信息包括:IP位址、路由設定等。OpenVPN提供了兩種虛擬網路接口:通用Tun/Tap驅動,通過它們,可以建立三層IP隧道,或者虛擬二層乙太網,後者可以傳送任何類型的二層乙太網絡數據。傳送的數據可通過LZO算法壓縮。在選擇協定時候,需要注意2個加密隧道之間的網路狀況,如有高延遲或者丟包較多的情況下,請選擇TCP協定作為底層協定,UDP協定由於存在無連線和重傳機制,導致要隧道上層的協定進行重傳,效率非常低下。

解析

軟體最早由JamesYonan編寫。OpenVPN允許參與建立VPN的單點使用預設的私鑰,第三方證書,或者用戶名/密碼來進行身份驗證。它大量使用了OpenSSL加密庫,以及SSLv3/TLSv1協定。
OpenVPN能在Linux、xBSD、MacOSX與Windows2000/XP上運行。它並不是一個基於Web的VPN軟體,也不與IPsec及其他VPN軟體包兼容。

原理

OpenVpn的技術核心是虛擬網卡,其次是SSL協定實現,由於SSL協定在其它的詞條中介紹的比較清楚了,這裡重點對虛擬網卡及其在OpenVpn的中的工作機理進行介紹:
虛擬網卡是使用網路底層編程技術實現的一個驅動軟體,安裝後在主機上多出現一個網卡,可以像其它網卡一樣進行配置。服務程式可以在套用層打開虛擬網卡,如果套用軟體(如IE)向虛擬網卡傳送數據,則服務程式可以讀取到該數據,如果服務程式寫合適的數據到虛擬網卡,套用軟體也可以接收得到。虛擬網卡在很多的作業系統下都有相應的實現,這也是OpenVpn能夠跨平台一個很重要的理由。
在OpenVpn中,如果用戶訪問一個遠程的虛擬地址(屬於虛擬網卡配用的地址系列,區別於真實地址),則作業系統會通過路由機制將數據包(TUN模式)或數據幀(TAP模式)傳送到虛擬網卡上,服務程式接收該數據並進行相應的處理後,通過SOCKET從外網上傳送出去,遠程服務程式通過SOCKET從外網上接收數據,並進行相應的處理後,傳送給虛擬網卡,則套用軟體可以接收到,完成了一個單向傳輸的過程,反之亦然。

加密

OpenVPN使用OpenSSL庫加密數據與控制信息:它使用了OpenSSL的加密以及驗證功能,意味著,它能夠使用任何OpenSSL支持的算法。它提供了可選的數據包HMAC功能以提高連線的安全性。此外,OpenSSL的硬體加速也能提高它的性能。

驗證

VPN在vlan中的套用VPN在vlan中的套用

OpenVPN提供了多種身份驗證方式,
用以確認參與連線雙方的身份,包括:預享私鑰,第三方證書以及用戶名/密碼組合。預享密鑰最為簡單,但同時它只能用於建立點對點的VPN;基於PKI的第三方證書提供了最完善的功能,但是需要額外的精力去維護一個PKI證書體系。
OpenVPN2.0後引入了用戶名/口令組合的身份驗證方式,它可以省略客戶端證書,但是仍有一份伺服器證書需要被用作加密。

網路

OpenSSH logoOpenSSH logo

OpenVPN所有的通信都基於一個單一的IP連線埠,默認且推薦使用UDP協定通訊,同時TCP也被支持。OpenVPN連線能通過大多數的代理伺服器,並且能夠在NAT的環境中很好地工作。服務端具有向客戶端“推送”某些網路配置信息的功能,這些信息包括:IP位址、路由設定等。OpenVPN提供了兩種虛擬網路接口:通用Tun/Tap驅動,通過它們,可以建立三層IP隧道,或者虛擬二層乙太網,後者可以傳送任何類型的二層乙太網絡數據。傳送的數據可通過LZO算法壓縮。IANA(InternetAssignedNumbersAuthority)指定給OpenVPN的官方連線埠為1194。OpenVPN2.0以後版本每個進程可以同時管理數個並發的隧道。
OpenVPN使用通用網路協定(TCP與UDP)的特點使它成為IPsec等協定的理想替代,尤其是在ISP(Internetserviceprovider)過濾某些特定VPN協定的情況下。
在選擇協定時候,需要注意2個加密隧道之間的網路狀況,如有高延遲或者丟包較多的情況下,請選擇TCP協定作為底層協定,UDP協定由於存在無連線和重傳機制,導致要隧道上層的協定進行重傳,效率非常低下。

安全

OpenVPN與生俱來便具備了許多安全特性:它在用戶空間運行,無須對核心及網路協定棧作修改;初始完畢後以chroot方式運行,放棄root許可權;使用mlockall以防止敏感數據交換到磁碟。
OpenVPN通過PKCS#11支持硬體加密標識,如智慧卡。

對比

OpenSSH,能實現二/三層的基於隧道的VPN。OpenSSHlogostunnel,使用SSL向任何單一連線埠的TCP服務提供安全保護。

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