用Openswan组建Linux IPSec —第一部分

1.概述2.安装Openswan3.认证和配置3.1 RSAsig认证方式的配置3.2 x.509证书认证的配置3.3 RoadWarrior模式的配置5.Windows客户端的配置*****1.概述LInux上的VPN支持主要有三种:

1)IPSec ‘s VPN 其主要代表有 FreeS/WAN、KAME

IPSec在Linux上支持主要有两个主要的分类,一为FreeS/WAN,现在已经停止开发,其分裂为两个项目,Openswan与 Strongswan。其可以用自身的IPsec内核堆栈(Kernel stack),称为KLIPS,也可以用2.6内核中的堆栈代码(下面我们称其为26sec),可以说是非常的灵活。还有就是来自BSD世界的KAME。 KAME只能用内核堆栈。

IPSec差不多是最老的VPN标准了,她的依然很安全,当然是在配置好以后。言下之意,她的配置比较麻烦。本文下面将做说明。

2)SSL-Based VPN 其主要代表有 OpenVPN

SSL只要跑在应用层,所以理所当然的配置简单,只要机子能跑TCP或UDP就行,也可以穿过大多的防火墙。

3)PPTP-Based VPN 有(PoPTop)

PoPTop可以说是PPTP在Linux下的实现。不过,IPSec上跑L2TP更安全。

2.安装Openswan

因为FreeS/WAN已经在2004年三月停止开发,所以我们使用她的后继项目Openswan来做我们的IPSec实验。其相比FreeS/WAN有个好处,如果使用 26sec 的时候,Openswan不用打补丁,就可以用nat。因为IPSec工作在网络层,所以需要系统内核态的支持,上面说过,有两个选择,用自带(26sec)的或用Openswan(KLIPS)的,为了方便(如何打补丁和编译内核不是本文讨论的重点),本文使用2.6自带的实现代码。同时本文使用RHEL AS4.0作为实验系统,在RHEL AS4.0上安装。

从http://www.openswan.org/code下载软件包,然后按照包中的说明安装。由于我们使用26sec,所以只要make programs;make install就可以搞定。值得注意的是,现在的Openswan已经内建些个好用的补丁,比如x.509和NAT Traversal的支持,使用起来非常的方便。

#tar –zxvf openswan-2.4.9.tar.gz# make KERNELSRC=/lib/modules/`uname -r`/build module minstall

# make programs install你也可以用#ipsec verify来检验你的安装

3.认证和配置

一、 RSA Signature(RSA数字签名)认证的配制

Openswan支持许多不同的认证方式,包括RSA keys、pre-shared keys或x.509证书方式。RSA Signature比较简单,我先介绍下所要使用的命令

生成一个新的RSA密钥对#ipsec newhostkey??–output /etc/ipsec.secert按left或right格式生成RSA Sig#ipsec showhostkey –left(或–right)

知道了上面的命令,我们就可以配置一个net-to-net,就是网关对网关的通讯。所在的Linux主机为通讯的网关,作为其子网的出口,对于子网的用户来所是透明的,远程的子网在通讯后可以像自己的局域网一样的访问。

本文使用VMWare架设起一个四台虚拟Linux主机来进行试验。因为要在不同的机子上进行配置,所以请读者认清主机名。

172.16.40.18(right子网客户机,计算机名RA)<->192.168.32.30(right网关主机,计算机名VPN,同时eth1配置为172.16.40.254)<->192.168.32.29(left网关主机,计算机名ora92,同时eth1配置为172.16.50.254)<->172.16.50.18(left子网客户机,计算机名RB)

两个网关主机当然要安装好Openswan。

然后我们运行下面的命令

//ora92—-left#ipsec newhostkey –output /etc/ipsec.secert#ipsec showhostkey –left >> /etc/ipsec.conf#vi /etc/ipsec.conf //编辑ipsec.conf配置文件#scp /etc/ipsec.conf root@right_GW_ipaddress:/etc/ipsec.conf

//把ipsec.conf拷贝到right网关,目的是为了让right得到left的rsasig。

//vpn—-right#ipsec newhostkey??–output /etc/ipsec.secert#ipsec showhostkey?? –right >> /etc/ipsec.conf#vi /etc/ipsec.conf#scp /etc/ipsec.conf??root@left_GW_ipadress:/etc/ipsec.conf

然后分别从前启动ipsec服务#ipsec setup restart //这个因为你的系统不同点不同

这里的编辑ipsec.conf应该为(配置文件中的#为注释,和shell中不同)version 2.0# conforms to second version of ipsec.conf specification

# basic configuration

config setup

nat_traversal=yes

nhelpers=0

include /etc/ipsec.d/examples/no_oe.conf

conn linux-to-linux#conn必须定行写

left=192.168.32.29

leftsubnet=172.16.50.0/24

leftid=@ora92

# RSA 2192 bitsora92Thu Jul 19 13:52:56 2007leftrsasigkey=0sAQN8mHncm+6AV77BxYsCx/IuYbz6cpsAnXdJGEDkDohsUQs9U/uyZ7ru0DIq4PkjQ/D/kS9VXyc1ZHv9WmwNzTnO+cVFMuC3Ld4epFpb4w+5HzEhpPG1U63o0H+8z4OqJg9a7yE9z93EJnLcciyyRuCpE4voNPUIuuQKpOjK641OfQu6zFZqJhCGnFr+IL80WTykN/ZbKVFLe+Dao5EGXpqafnTSiXq2xMgpo5uMxOogjsdjRu8+H0Qw2U2FGN2kgin4P/qbdQY9CQSgs8SMo3aHF3xrdPX9bDOmZYZJrl0c3uELtElNrTouGig4c3amNMpUSigXisitbqy5SNGQnOLZlJzlPCVkR8GofWOvaNEBSuAH

right=192.168.32.30

rightid=@vpn

rightsubnet=172.16.40.0/24

# RSA 2192 bitsvpnThu Jul 19 14:01:03 2007rightrsasigkey=0sAQOyv/cshJnUxULJtaiG+3aDeUIuzbe6c0eVmcEp4l/GK/Qd8yRD/PWfqBsJCP+Bg3PieoEM+GwFXE2GE9h8pPzXwiMfxBTwTx3RHxYK/6mA9sxGJerCD9Ro1IgpRfQFzVio1UBukN5YX6rnrfvbBDNwzidL8JHyNtKXMbw56U7qsXxhkVsF0Xwk5gkH5ONj571xbPF+ckO4ATxMFVQG1VeWyi5JMYt58vUY1ipVRTg2YMcwZR+tPAIP/9Vr2XoUF5fzQ0WEQrU6XPXrGta/Ma0F5yfAjMbBXp87tmLQL88x2V5jC7GikSS8rReuRP9bv9OC879jVrvy98ExMEW+YdsCSrIKOqqx6D+rINCnXUjS0E5F

auto=start

然后在任意一方网关主机运行ipsec auto –up net-to-net,这个时候,两个客户机之间应该可以互相ping的通,就像在一个内网一样。比如在RA上可以$ping 172.16.50.18在ping的过程中,在任意一个网关上用tcpdump嗅探#tcpdump -i eth0可以看到这样的包IP 172.16.40.18 > 172.16.50.18:icmp 64:echo request seq 10IP 192.168.32.29 > 192.168.32.30: ESP(spi=0xeb73b78b,sed=0xa)IP 172.16.50.18 > 172.16.40.18: ESP(spi=0x1601e0bd,sed=0xb)可以看到两个网关已经用ESP在通讯,说明成功。

另外,这一行include /etc/ipsec.d/examples/no_oe.conf意为关闭Opportunistic Encryption在你不知道她到底做了什么之前,还是关掉她为好,打开no_oe.conf文件,发现其内容如下,我们将在本文的第五部分讨论这个话题。

conn blockauto=ignore

conn privateauto=ignore

conn private-or-clearauto=ignore

conn clear-or-privateauto=ignore

conn clearauto=ignore

conn packetdefaultauto=ignore

二、 x.509证书认证的配置

x.509证书方式当然更灵活,要是VPN的客户比较多,总不能,每个都记住长长的rsasig吧。使用x.509证书认证,我们首先需要装上openssl(现在的Linux基本自带,没有的www.openssl.org下一个装上)。

1)然后,找到openssl.cnf文件,这个文件保存着对openssl证书生成的默认值,她的位置一般为:Debian: /etc/ssl/openssl.cnfRedHat: /usr/share/ssl/openssl.cnf用编辑器打开,变量名目繁多,比较有用的有“default_days”,证书失效的天数,默认一般为365天,改为3650,这样十年才过期 。“default_bits”,密钥长度,默认为1024,你可以改为2048,更安全,当然速度也更慢……“req_distinguished_name”,默认的信息设置,如果你和我一样闲每次去生成密钥的时候去填的麻烦,就改之。

2)建一个目录来放你的CA,我们这里用/root/ca,记的把他的权限设置为700,你不希望其他用户可以看到你的私钥吧。

3)找到“CA.sh”脚本的位置,在不同系统上稍有不同Debian: /usr/lib/ssl/misc/CA.shRedHat: /usr/share/ssl/misc/CA编辑她,把DAYS=”-days 365″的365改成你希望的数值,注意要比openssl.cnf中的“default_days”要大,当时也不要太大,一般为15年到20年就好了。

4)生成证书~/ca$/usr/lib/ssl/misc/CA.sh -newca ;生成一个待签名的根证书,用她来给其他证书进行签名认证。默认生成在demoCA目录下的cacert.pem文件(在openssl.cnf中的 CA_default子段设置)下。输入的密码为用来生成其他证书的密码。-sign的时候用。

~/ca$openssl ca -gencrl -out crl.pem 生成一个与根证书相对应的crl文件然后开始生成给主机用的证书~/ca$/usr/lib/ssl/misc/CA.sh -newreq 生成待签名认证的证书,默认名字为newreq.pem,输入的密码用在填些/etc/ipsec.secrets中。~/ca$/usr/lib/ssl/misc/CA.sh -sign 对证书进行签名认证,默认名字为newcert.pem~/ca$/usr/lib/ssl/misc/CA.sh -verify 认证一下然后重命名文件~ca$mv newcert.pem ora92.pem~ca$mv newreq.pem ora92.key //别搞反了,小的那个文件是key:),另外如果要生成的主机证书,填入的信息相同可能出错用同样的方法在right――vpn主机上生成vpn.pem和vpn.key文件。这样我们就有了同样的根证书生成的两个证书文件。把文件拷贝到相应的位置:5)在Left主机主机上ora92:~/ca#cp ora92.key /etc/ipsec.d/privateora92:~/ca#cp ora92.pem /etc/ipsec.d/certsora92:~/ca#cp demoCA/cacert.pem /etc/ipsec.d/cacertsora92:~/ca#cp crl.pem /etc/ipsec.d/crls/crl.pem用安全的渠道(scp或软盘,别用ftp)把ora92.pem文件拷贝到right上ora92:~/ca#scp /etc/ipsec.d/certs/ora92.pem root@192.168.32.30:/etc/ipsec.d/certs/ora92.pem

6)在right主机主机上也拷贝到正确的地方vpn:~/ca#cp vpn.key /etc/ipsec.d/privatevpn:~/ca#cp vpn.pem /etc/ipsec.d/certsvpn:~/ca#cp crl.pem /etc/ipsec.d/crlsvpn:~/ca#cp cacert.pem /etc/ipsec.d/cacerts/cacert.pem用安全的渠道(scp或软盘,别用ftp)把vpn.pem文件拷贝到left上vpn:~/ca#scp /etc/ipsec.d/certs/vpn.pem root@192.168.32.29:/etc/ipsec.d/certs/vpn.pem

7) 配置ipsecleft上:首先是/etc/ipsec.secrets加上: RSA /etc/ipsec.d/private/ora92.key “password”password就是生成主机密钥的时候输入的密码

Right上:首先是/etc/ipsec.secrets加上: RSA /etc/ipsec.d/private/vpn.key “password”password就是生成主机密钥的时候输入的密码

这里有几个密码要搞清楚,在生成根证书的时候输入密码是用来生成其他证书的,CA.sh -sign的时候要填入,ipsec.secrets填入的密码是CA.sh -newreq时候输入的密码。

然后当然就是/etc/ipsec.conf在本例子中的ipsec.conf分别为

#Left(ora92)version 2.0

config setupinterfaces=%defaultroutenat_traversal=yesconn %defaultauthby=rsasigcompress=yesleftrsasigkey=%certrightrsasigkey=%certkeyingtries=1disablearrivalcheck=noinclude /etc/ipsec.d/examples/no_oe.confconn net-to-netleft=192.168.32.29

leftsubnet=172.16.50.0/24leftcert=ora92.pemright=192.168.32.30

rightcert=vpn.pemrightsubnet=172.16.40.0/24pfs=yesauto=add

#Right(vpn)version 2.0config setupinterfaces=%defaultroutenat_traversal=yesconn %defaultauthby=rsasigcompress=yesleftrsasigkey=%certrightrsasigkey=%certkeyingtries=1disablearrivalcheck=noinclude /etc/ipsec.d/examples/no_oe.confconn net-to-netleft=192.168.32.29leftsubnet=172.16.50.0/24leftcert=ora92.pemright=192.168.32.30rightsubnet=172.16.40.0/24rightcert=vpn.pempfs=yesauto=add

然后分别重新启动IPSec服务#ipsec setup restart在right上启动连接#ipsec auto –up net-to-net如果一切正确,两个子网之间就可以互相通讯了。

三、RoadWarrior模式的配置上面我们做的是网关对网关的配置,我们在应用中还有一种情况,员工带着比较本出差或在家,需要用IPSec连接到公司的网络。这个就是RoadWarrior模式。

我们回到1)中RSA Keys配置的例子,在两台主机上添加这样的配置字段

#RoadWarrior,Road–Client的机子,比如到处带着跑的笔记本,我们这里用rightconn roadleft=192.168.32.30 #如果是动态ip地址,可以填上%defaultrouteleftnexthop=%defaultrouteleftid=@vpnleftrsasigkey=0sAQ… #本机的RSA Keyright=192.168.32.29rightsubnet=172.16.50.0/24rightid=@ora92rightrsasigkey=0sAQO… #远程机子的RSA Keyauto=add#############################Host–Server 主机,我们这里用ora92conn roadleft=192.168.32.29leftid=@ora92leftsubnet=172.16.50.0/24leftrsasigkey=0sAQ…rightnexthop=%defaultrouteright=%any #不知道要传入的连接,所以用%anyrightid=@vpnrightrsasigkey=0sAQ…auto=add

可以看出,RoadWarrior模式和Net-to-Net模式配置的区别,关键就是在于net-to-net模式Left和Right是相同的,通讯的主机处于固定的位置上,而RoadWarrior配置,Left就是自己(Local),Right就是远程主机(Remote)。所以看上去,两个的 Left和Right值是相反的。这个是配置的关键。

然后在RoadWarrior的主机上运行ipsec auto –up road更改配置文件后记的要#ipsec setup restart重启Openswan Pluto。

接着就可以在right–vpn主机上ping到ora92下的内网了right$ping 172.16.50.18同样的可以在ora92上ora92#tcpdump -i eth0看到ESP包的交换

用Openswan组建Linux IPSec —第一部分

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