Что такое VPN? Суть технологии и области ее применения. Как подключить VPN соединение и правильно его настроить на Windows

ВПН (VPN) — виртуальные частные сети, сегодня на слуху у всех. Многие неискушенные пользователи представляют их себе как волшебный ключик для доступа на заблокированные веб-ресурсы: нажал кнопку — сайт и открылся. Красота! Да, разблокировка сайтов — одна из функций VPN, самая востребованная, но далеко не самая главная. Основное назначение виртуальных частных сетей — защита данных, передаваемых через Интернет, от перехвата людьми, для которых эти данные не предназначены.

Поговорим, что представляют собой виртуальные частные сети, какие функции они выполняют, где их применяют и в чем их недостатки. А также познакомимся с возможностями нескольких популярных VPN-приложений и расширений браузеров, которые можно использовать и на ПК, и на мобильных устройствах.

Для лучшего понимания сути VPN-технологии представим Интернет в виде сети дорог, по которым ездят почтовые фургоны с письмами и посылками. Они совершенно не скрывают, куда следуют и что везут. Письма и посылки иногда теряются по дороге и нередко попадают в чужие руки. Их отправитель и получатель не могут быть на 100% уверены, что содержимое пакета не будет кем-то прочитано, украдено или подменено, поскольку не контролируют процесс доставки. Но знают, что в плане безопасности такой метод пересылки не слишком надежен.

И вот среди дорог появился закрытый туннель. Фургоны, которые по нему проходят, скрыты от посторонних глаз. Никто не знает, куда направляется машина после въезда в туннель, что и кому она доставляет. Об этом знают только отправитель и получатель корреспонденции.

Как вы уже догадались, наш воображаемый туннель — и есть виртуальная частная сеть, построенная на базе более крупной сети — Всемирной паутины. Трафик, проходящий по этому туннелю, скрыт от посторонних, в том числе и от провайдера. Провайдер, если кто не знает, в обычных условиях (без VPN) может отслеживать и контролировать ваши действия в Интернете, так как видит, какие ресурсы вы посещаете. А если вы «нырнете» в VPN, то не сможет. Кроме того, пересылаемая по такому каналу информация становится бесполезной и для любителей чужого добра — хакеров, поскольку зашифрована. Это и есть суть технологии и упрощенный принцип работы VPN.

Где используют виртуальные частные сети

Для чего он нужен, этот VPN, надеюсь, понятно. Теперь давайте посмотрим, где, как и для чего он используется. Итак, без VPN не обойтись:

В корпоративных сетях. Здесь он необходим для обмена конфиденциальными данными между сотрудниками или сетевыми ресурсами компании и клиентами. Пример второго случая — управление счетами через приложения типа клиент банка и мобильный банк. Также VPN применяют для решения технических задач — разделения трафика, резервного копирования и т. п.
В общественных сетях Wi-Fi, например, в кафе. Такие сети открыты всем желающим и трафик, проходящий по ним, очень легко перехватить. Владельцы открытых точек доступа услуги VPN не предоставляют. О защите информации должен позаботиться сам пользователь.
Для сокрытия посещаемых веб-ресурсов, например, от начальника или системного администратора на работе.
Для обмена секретной информацией с другими людьми, если нет доверия обычному интернет-соединению.
Для захода на заблокированные сайты.
Для сохранения анонимности в Интернете.

Обеспечение доступа ко всемирной паутине посредством VPN широко используют и российские интернет-провайдеры при подключении абонентов.

Разновидности VPN

Как вы, возможно, знаете, функционирование любых компьютерных сетей подчинено правилам, которые отражены в сетевых протоколах. Сетевой протокол — это своеобразный свод стандартов и инструкций, описывающий условия и порядок действий при обмене данными между участниками соединения (речь идет не о людях, а об устройствах, операционных системах и приложениях). Сети VPN как раз и различают по типу протоколов, на основе которых они работают, и технологиям построения.

PPTP

PPTP (Point-to-Point Tunneling Protocol) — старейший протокол передачи данных в виртуальных частных сетях, ему уже больше 20 лет. Благодаря тому, что он появился очень давно, его знают и поддерживают практически все существующие операционные системы. Он почти не нагружает вычислительные ресурсы оборудования и может использоваться даже на очень старых компьютерах. Однако в нынешних условиях уровень его безопасности весьма невысок, то есть данные, передаваемые по каналу PPTP, подвергаются риску взлома. Кстати, некоторые интернет-провайдеры блокируют приложения, использующие этот протокол.

L2TP

L2TP (Layer 2 Tunneling Protocol) — тоже довольно старый протокол, созданный на базе технологий PPTP и L2F (последний специально разработан для туннелирования сообщений PPTP). Обеспечивает более высокую степень защиты трафика, чем просто PPTP, так как позволяет задавать приоритеты доступа.

Протокол L2TP широко используется по сей день, но обычно не изолированно, а в сочетании с другими защитными технологиями, например, IPSec.

IPSec

IPSec — сложная технология, использующая много разных протоколов и стандартов. Постоянно совершенствуется, поэтому при грамотном применении обеспечивает довольно высокий уровень безопасности связи. Может комбинироваться с другими системами защиты сетевых подключений, не вызывая конфликтов. Это его сильные стороны.

Недостатки IPSec — трудоемкость в настройке и расчет на использование только обученными специалистами (неправильно сконфигурированный, он не обеспечит сколько-нибудь приемлемой защиты). Кроме того, IPSec довольно требователен к аппаратным ресурсам вычислительных систем и на слабых устройствах может вызывать тормоза.

SSL и TLS

SSL и TLS в основном используют для безопасной передачи информации в сети Интернет через веб-браузеры. Они защищают от перехвата конфиденциальные данные посетителей сайтов — логины, пароли, переписку, платежные реквизиты, вводимые при заказах товаров и услуг, и т. д. Адреса сайтов, которые поддерживают SSL, начинаются с префикса HTTPS.

Частный случай применения технологий SSL/TLS вне веб-браузеров — кроссплатформенное ПО OpenVPN.

OpenVPN

OpenVPN — это свободная реализация технологии VPN, предназначенная для создания защищенных каналов связи между пользователями Интернета или локальных сетей по типу клиент-сервер или точка-точка. Сервером при этом назначается один из компьютеров участников соединения, остальные подключаются как клиенты. В отличие от первых трех разновидностей VPN, требует установки специального программного обеспечения.

OpenVPN позволяет создавать защищенные туннели без изменения параметров основного подключения компьютера к сети. Рассчитан на опытных пользователей, так как его настройку простой не назовешь.

MPLS

MPLS — технология многопротокольной передачи данных от одного узла к другому при помощи специальных меток. Метка — это часть служебной информации пакета (если представить пересылаемые данные в виде поезда, то пакет — это один вагон). Метки используются для перенаправления трафика внутри канала MPLS от устройства к устройству, в то время как остальное содержимое заголовков пакетов (то же, что и адрес на письме) сохраняется в тайне.

Для усиления защиты трафика, передаваемого по каналам MPLS, также нередко используют IPSec.

Это не все существующие сегодня разновидности виртуальных частных сетей. Интернет и всё, что с ним соприкасается, находится в постоянном развитии. Соответственно, появляются и новые технологии VPN.

Уязвимости виртуальных частных сетей

Уязвимости — это бреши в безопасности канала VPN, через которые возможна утечка данных наружу — в общедоступную сеть. К сожалению, абсолютно непробиваемой защиты не существует. Даже очень грамотно построенный канал не даст вам 100% гарантию анонимности. И дело тут не в хакерах, которые взламывают алгоритмы шифрования, а в гораздо более банальных вещах. Например:

Если соединение с сервером VPN вдруг прервется (а это происходит нередко), но подключение к Интернету сохранится, часть трафика уйдет в общедоступную сеть. Для предотвращения таких утечек используют технологии VPN Reconnect (автоматическое переподключение) и Killswitch (отключение Интернета при пропадании связи с VPN). Первая внедрена в Windows, начиная с «семерки», вторую обеспечивает сторонний софт, в частности, некоторые платные VPN-приложения.
Когда вы пытаетесь открыть какой-либо сайт, ваш трафик сначала направляется на сервер DNS, который и определяет IP этого сайта по введенному вами адресу. Иначе браузер не сможет его загрузить. Запросы к DNS-серверам (кстати, нешифрованные) часто выходят за пределы канала VPN, что срывает с пользователя маску анонимности. Дабы избежать такой ситуации, укажите в настройках подключения к Интернету адреса DNS, которые предоставляет ваш VPN-сервис.

Утечку данных могут создавать и сами веб-браузеры, точнее, их компоненты, например, WebRTC . Этот модуль используют для голосового и видеообщения непосредственно из браузера, и он не позволяет пользователю выбрать способ сетевого подключения самому. Другие приложения с выходом в Интернет тоже могут использовать незащищенные соединения.
VPN работает в сетях, которые основаны на протоколе IPv4. Помимо него существует протокол IPv6, который пока находится на стадии внедрения, но кое-где уже применяется. Современные операционные системы, в частности, Windows, Андроид и iOS, также поддерживают IPv6, даже больше — на многих из них он по умолчанию включен. Это значит, пользователь, сам того не ведая, может приконнектиться к публичной сети IPv6 и его трафик пойдет вне защищенного канала. Чтобы обезопасить себя от подобного, отключите поддержку IPv6 на устройствах.

На все эти огрехи можно закрыть глаза, если вы юзаете VPN только для доступа к заблокированным веб-ресурсам. Но если вам нужна анонимность или сохранность данных при передаче по сети, они могут создать вам серьезные проблемы, если не принять мер по дополнительной защите.

Использование VPN для обхода блокировок и анонимизации трафика

Русскоязычная аудитория Интернета чаще всего использует VPN именно для того, чтобы свободно посещать заблокированные интернет-ресурсы и сохранять анонимность в сети. Поэтому основная масса бесплатных VPN-приложений и сервисов «заточено» как раз на это. Познакомимся с некоторыми из них поближе.

Opera VPN

Разработчики браузера Opera первыми внедрили модуль VPN непосредственно в сам продукт, избавив пользователей от заморочек с поиском и настройкой сторонних расширений. Опция включается в параметрах браузера — в разделе «Безопасность».

После включения значок VPN появляется в адресной строке Оперы. Кликом по нему открывается окошко настроек, среди которых ползунок включения-выключения и выбор виртуального месторасположения.

Объем трафика, проходимого через Opera VPN, не имеет ограничений, это плюс. Но у сервиса есть и недостаток — он защищает только те данные, которые передаются по протоколам HTTP и HTTPS. Все остальное идет по открытому каналу.

В Опере, а также Яндекс браузере есть еще одна функция с подобными возможностями. Это режим сжатия трафика турбо. Совместно с VPN он не работает, но доступ к заблокированным ресурсам открывает неплохо.

Браузерное расширение и мобильное приложение Browsec — один из самых известных VPN-сервисов. Он поддерживает все популярные веб-браузеры — Opera, Google Chrome, Firefox, Яндекс, Safari и т. д., обеспечивает быструю и стабильную связь, не требует настройки, не имеет лимита. Пользователям бесплатной версии предлагается на выбор 4 сервера: в Великобритании, Сингапуре, США и Нидерландах.

Платная подписка Browsec стоит около 300 рублей в месяц. Пользователи этого тарифа получают более высокую скорость соединения, техническую поддержку и большой выбор серверов по всему миру, включая Россию, Украину, Латвию, Болгарию, Германию.

Hola

Hola — основной конкурент Browsec, существующий в виде приложений и браузерных расширений. Версии для Android , десктопных систем и браузеров работают на основе пиринговых технологий (одноранговой сети), где ресурсы друг для друга предоставляют сами пользователи. Для личного некоммерческого применения доступ к ним предоставляется бесплатно. Выбор серверов довольно большой.

Версия Hola для iOS создана как браузер с интегрированным сервисом VPN. Она платная, стоит около $5 в месяц. Пробный период составляет 7 дней.

Zenmate — третий по популярности сервис VPN, выпущенный в виде расширения для Opera, Google Chrome, Firefox, Maxthon Cloud Browser (только на Mac OS X) и некоторых других браузеров. А также — в виде мобильных приложений для Android и iOS . При бесплатном использовании заметно ограничение скорости, а выбор серверов очень невелик. Однако весь трафик, проходящий по VPN-каналу Zenmate, надежно шифруется.

Пользователям, купившим премиум-доступ, предоставляется выбор из более чем 30 серверов по всему миру. Плюс для них включается ускорение соединения. Стоимость подписки начинается от 175 до 299 рублей в месяц.

Как и другие подобные сервисы, Zenmate не нужно настраивать — достаточно установить и запустить. Работа с ним интуитивно понятна, тем более, что интерфейс поддерживает русский язык.

Tunnelbear — еще один дружественный пользователю VPN для разных устройств — ПК под управлением Windows, Linux и OS X, смартфонов под Android и iOS . Выпускается в виде приложений (как мобильных, так и десктопных) и браузерных расширений. Имеет очень полезную функцию блокировки трафика при разрыве соединения с VPN, что предотвращает утечку данных в открытую сеть. По умолчанию выбирает оптимальный канал связи с учетом месторасположения пользователя.

Возможности бесплатных версий Tunnelbear ничем не отличаются от платных, кроме одного — ограничения объема трафика до 500 Mb в месяц. В телефоне этого, возможно, достаточно, если не смотреть фильмы онлайн, а вот на компьютере — вряд ли.

Ни платные, ни бесплатные версии Tunnelbear не собирают никаких данных о пользователе. Вы просто нажимаете единственную кнопку и получаете доступ.

HideMy.name

HideMy.name — надежный и относительно недорогой платный VPN-сервис. Обеспечивает стабильно высокую скорость подключения даже при просмотре онлайн-видео в HD-качестве и игр в сетевые игрушки. Хорошо защищает трафик от перехвата и обеспечивает полную анонимность в сети. Сервера NideMy.name расположены в 43 странах и 68 городах мира.

HideMy.name поддерживает любые устройства, способные подключаться к Интернету: не только телефоны и компьютеры, но и роутеры, телевизионные приставки, SmartTV и т. д. По одной подписке вы можете использовать сервис одновременно на всех девайсах.

Приложения HideMy.name выпускаются для Windows, Mac OS X, Linux, iOS и Android. Как уже сказано, все они стоят денег, но вы можете платить только за те дни, когда пользуетесь VPN. Стоимость дневной подписки — 49 рублей. Лицензия на 1 год — 1690 рублей. Бесплатный пробный период составляет 1 день.

— давно существующее VPN-приложение, одно из немногих, которое всегда предоставляло услуги бесплатно и без ограничений в объеме трафика. Лимит в 500 Mb в день при «халявном» использовании появился относительно недавно. Также «бесплатники» имеют доступ лишь к одному VPN-серверу, который находится в США, поэтому скорость связи посредством Hotspot Shield не слишком высока.

Стоимость платной подписки на VPN Hotspot Shield составляет $6-16 в месяц.

Мы выпустили новую книгу «Контент-маркетинг в социальных сетях: Как засесть в голову подписчиков и влюбить их в свой бренд».

VPN - это технология сетевого подключения, при которой в существующей сети может организовываться виртуальная подсеть.

Чтобы понять, VPN что это, разберем пример. Например, вам нужно отправить посылку в другой город и сделать это анонимно. На обычной почте у вас попросят предоставить документ, удостоверяющий личность, то есть отправить посылку анонимно не получится. Да и нет стопроцентной гарантии, что содержимое посылки останется в секрете и ее не вскроют. Но можно воспользоваться услугами специальных компаний, которые передадут посылку, не спрашивая, кто является отправителем, а также они гарантируют полную конфиденциальность содержимого, его целостность и сохранность. VPN выполняет функцию подобных компаний.

Для чего нужен VPN

VPN позволяет надежно передавать данные без искажения.

Использовать данный тип подключения нужно для:

Работы с приложениями и их загрузки, когда IP адрес принадлежит другой зоне.
Удобного и простого подключения к глобальной сети.
Создания безопасного канала, защищенного от атак хакеров.
Возможности анонимной работы.
Высокой скорости соединения без сбоев в работе.
Обеспечения уровня безопасности при работе в корпоративных сетях.

Как работает VPN-подключение

Если подключаться через VPN, сведения об удаленном маршруте и использующемся серверном IP передается в сообщении. Эти сведения, которые проходят по сети находятся в инкапсулированном состоянии, данные зашифрованы, поэтому их нельзя перехватить. Этап шифрования через VPN осуществляется при отправке, а расшифровка уже выполняется по заголовку сообщения на стороне получателя (ключ шифрования при этом должен быть общим). Если расшифровка была выполнена правильно, устанавливается нужный тип соединения.

Если говорить об уровне безопасности, то сегодня интернет не может похвастаться высоким уровнем защиты. А вот если применять VPN вместе с протоколами, удается достичь безопасности и защищенности информации.

Как пользоваться

Необходимо настроить соединение. Разберем шаги на примере самой распространенной ОС - Windows: открываем панель управления и выбираем раздел «Сеть и интернет». Далее: «Центр управления сетями и общим доступом» - "Настройка нового подключения» - «Подключение к рабочему месту». Кликаем возле «Нет, создать подключение» и жмем «Использовать мое подключение».

При входе через интернет вводим IP роутера или интернет-центра (предоставляется провайдером при первоначальной настройке), а при входе через VPN - локальный IP.

Затем настраиваем параметры учетной записи (даются при регистрации интернет-центра/ Wi-Fi роутера, расположены на оборотной стороне устройства), которые необходимы для подключения к РРТР-серверу, это имя пользователя, пароль и домен (домен не обязателен). Мы создали ВПН и теперь для последующих входов можем оптимизировать весь процесс, чтобы сократить время соединения:

Открываем «Центр управления сетями и общим доступом».
Жмем «Изменения параметров адаптера».
Ищем сделанное нами подключение и просматриваем его характеристики (безопасность, свойства и тип VPN).
Устанавливаем «Туннельный протокол типа точка-точка (РРТР)».

Если не выполнить этого, при каждом выходе в глобальную сеть Windows будет по очереди перебирать доступные варианты, пока не найдет протокол РРТР.

На этом настройка закончена, смело выполняйте подключение.

Как подключить VPN с помощью браузера

Настройка подключения для каждого браузера отличается. Разберем каждый из них:

Opera. Данный браузер имеет встроенный безлимитный VPN, пользоваться которым можно бесплатно. Чтобы включить его нужно открыть «Меню», далее пройти в «Настройки», выбрать пункт «Безопасность» и «Включить VPN».
Chrome. Здесь не обойтись без помощи специальных расширений. Открываем «Меню», далее «Дополнительные инструменты», далее «Расширения» и «Еще расширения». Вводим «VPN», просматриваем результаты и кликаем по одному из них. В открывшейся вкладке нажимаем «Установить». После этого расширение автоматически установится, а его значок будет отображаться на панели «Меню». Когда нужно будет воспользоваться VPN, кликните на значок и включите расширение. Лучшие расширения: «Hotspot Shield», «Touch VPN». Все они являются бесплатными.
Яндекс браузер. Устанавливаем дополнение - сервис ВПН. Открываем «Меню», далее «Дополнения», после этого выбираем «Каталог расширений». В поиске задаем «VPN» и выбираем любой из предложенных вариантов. Далее механизм действия тот же: устанавливаем расширение, его значок появляется в строке «Меню». Перед каждым использованием ВПН подключения, включаем расширение. Хорошо зарекомендовали себя следующие расширения: «TunnelBear», «Hola Better Internet», «Zen Mate».
Mozilla. По вышеописанной схеме выполняем установку расширения. Лучшие дополнения: «Hotspot Shield Free VPN Proxy», «Hoxx VPN Proxy», «Zenmate Security".

Интернет все чаще используется в качестве средства коммуникации между компьютерами, поскольку он предлагает эффективную и недорогую связь. Однако Интернет является сетью общего пользования и для того чтобы обеспечивать безопасную коммуникацию через него необходим некий механизм, удовлетворяющий как минимум следующим задачам:

конфиденциальность информации;

целостность данных;

доступность информации;

Этим требованиям удовлетворяет механизм, названный VPN (Virtual Private Network – виртуальная частная сеть) – обобщённое название технологий, позволяющих обеспечить одно или несколько сетевых соединений (логическую сеть) поверх другой сети (например, Интернет) с использованием средств криптографии (шифрования, аутентификации, инфраструктуры открытых ключей, средств для защиты от повторов и изменений передаваемых по логической сети сообщений).

Создание VPN не требует дополнительных инвестиций и позволяет отказаться от использования выделенных линий. В зависимости от применяемых протоколов и назначения, VPN может обеспечивать соединения трёх видов: хост-хост, хост-сеть и сеть-сеть .

Для наглядности представим следующий пример: предприятие имеет несколько территориально отдаленных филиалов и "мобильных" сотрудников, работающих дома или в разъезде. Необходимо объединить всех сотрудников предприятия в единую сеть. Самый простой способ – это поставить модемы в каждом филиале и организовывать связь по мере необходимости. Такое решение, однако, не всегда удобно и выгодно – порой нужна постоянная связь и большая пропускная способность. Для этого придется либо прокладывать выделенную линию между филиалами, либо арендовать их. И то и другое довольно дорого. И здесь в качестве альтернативы при построении единой защищенной сети можно применять VPN-подключения всех филиалов фирмы через Интернет и настройку VPN-средств на хостах сети.

Рис. 6.4. VPN-соединение типа сеть-сеть

Рис. 6.5. VPN-соединение типа хост-сеть

В этом случае решаются многие проблемы – филиалы могут располагаться где угодно по всему миру.

Опасность здесь заключается в том, что, во-первых, открытая сеть доступна для атак со стороны злоумышленников всего мира. Во-вторых, по Интернету все данные передаются в открытом виде, и злоумышленники, взломав сеть, будут обладать всей информацией, передаваемой по сети. И, в-третьих, данные могут быть не только перехвачены, но и заменены в процессе передачи через сеть. Злоумышленник может, например, нарушить целостность баз данных, действуя от имени клиентов одного из доверенных филиалов.

Чтобы этого не произошло, в решениях VPN используются такие средства, как шифрование данных для обеспечения целостности и конфиденциальности, аутентификация и авторизация для проверки прав пользователя и разрешения доступа к виртуальной частной сети.

VPN-соединение всегда состоит из канала типа точка-точка, также известного под названием туннель. Туннель создаётся в незащищённой сети, в качестве которой чаще всего выступает Интернет.

Туннелирование (tunneling) или инкапсуляция (encapsulation) – это способ передачи полезной информации через промежуточную сеть. Такой информацией могут быть кадры (или пакеты) другого протокола. При инкапсуляции кадр не передается в том виде, в котором он был сгенерирован хостом-отправителем, а снабжается дополнительным заголовком, содержащим информацию о маршруте, позволяющую инкапсулированным пакетам проходить через промежуточную сеть (Интернет). На конце туннеля кадры деинкапсулируются и передаются получателю. Как правило, туннель создается двумя пограничными устройствами, размещенными в точках входа в публичную сеть. Одним из явных достоинств туннелирования является то, что данная технология позволяет зашифровать исходный пакет целиком, включая заголовок, в котором могут находиться данные, содержащие информацию, которую злоумышленники используют для взлома сети (например, IP-адреса, количество подсетей и т.д.).

Хотя VPN-туннель устанавливается между двумя точками, каждый узел может устанавливать дополнительные туннели с другими узлами. Для примера, когда трём удалённым станциям необходимо связаться с одним и тем же офисом, будет создано три отдельных VPN-туннеля к этому офису. Для всех туннелей узел на стороне офиса может быть одним и тем же. Это возможно благодаря тому, что узел может шифровать и расшифровывать данные от имени всей сети, как это показано на рисунке:

Рис. 6.6. Создание VPN-туннелей для нескольких удаленных точек

Пользователь устанавливает соединение с VPN-шлюзом, после чего пользователю открывается доступ к внутренней сети.

Внутри частной сети самого шифрования не происходит. Причина в том, что эта часть сети считается безопасной и находящейся под непосредственным контролем в противоположность Интернету. Это справедливо и при соединении офисов с помощью VPN-шлюзов. Таким образом, гарантируется шифрование только той информации, которая передаётся по небезопасному каналу между офисами.

Существует множество различных решений для построения виртуальных частных сетей. Наиболее известные и широко используемые протоколы – это:

PPTP (Point-to-Point Tunneling Protocol) – этот протокол стал достаточно популярен благодаря его включению в операционные системы фирмы Microsoft.

L2TP (Layer-2 Tunneling Protocol) – сочетает в себе протокол L2F (Layer 2 Forwarding) и протокол PPTP. Как правило, используется в паре с IPSec.

IPSec(Internet Protocol Security) – официальный Интернет-стандарт, разработан сообществом IETF (Internet Engineering Task Force).

Перечисленные протоколы поддерживаются устройствами D-Link.

Протокол PPTP, в первую очередь, предназначен для виртуальных частных сетей, основанных на коммутируемых соединениях. Протокол позволяет организовать удаленный доступ, благодаря чему пользователи могут устанавливать коммутируемые соединения с Интернет-провайдерами и создавать защищенный туннель к своим корпоративным сетям. В отличие от IPSec, протокол PPTP изначально не предназначался для организации туннелей между локальными сетями. PPTP расширяет возможности PPP – протокола, расположенного на канальном уровне, который первоначально был разработан для инкапсуляции данных и их доставки по соединениям типа точка-точка.

Протокол PPTP позволяет создавать защищенные каналы для обмена данными по различным протоколам – IP, IPX, NetBEUI и др. Данные этих протоколов упаковываются в кадры PPP, инкапсулируются с помощью протокола PPTP в пакеты протокола IP. Далее они переносятся с помощью IP в зашифрованном виде через любую сеть TCP/IP. Принимающий узел извлекает из пакетов IP кадры PPP, а затем обрабатывает их стандартным способом, т.е. извлекает из кадра PPP пакет IP, IPX или NetBEUI и отправляет его по локальной сети. Таким образом, протокол PPTP создает соединение точка-точка в сети и по созданному защищенному каналу передает данные. Основное преимущество таких инкапсулирующих протоколов, как PPTP – это их многопротокольность. Т.е. защита данных на канальном уровне является прозрачной для протоколов сетевого и прикладного уровней. Поэтому, внутри сети в качестве транспорта можно использовать как протокол IP (как в случае VPN, основанного на IPSec), так и любой другой протокол.

В настоящее время за счет легкости реализации протокол PPTP широко используется как для получения надежного защищенного доступа к корпоративной сети, так и для доступа к сетям Интернет-провайдеров, когда клиенту требуется установить PPTP-соединение с Интернет-провайдером для получения доступа в Интернет.

Метод шифрования, применяемый в PPTP, специфицируется на уровне PPP. Обычно в качестве клиента PPP выступает настольный компьютер с операционной системой Microsoft, а в качестве протокола шифрования используется протокол Microsoft Point-to-Point Encryption (MPPE). Данный протокол основывается на стандарте RSA RC4 и поддерживает 40- или 128-разрядное шифрование. Для многих приложений такого уровня шифрования использование данного алгоритма вполне достаточно, хотя он и считается менее надежным, нежели ряд других алгоритмов шифрования, предлагаемых IPSec, в частности, 168-разрядный Triple-Data Encryption Standard (3DES).

Как происходит установление соединения PPTP ?

PPTP инкапсулирует пакеты IP для передачи по IP-сети. Клиенты PPTP создают управляющее туннелем соединение, которое обеспечивает работоспособность канала. Этот процесс выполняется на транспортном уровне модели OSI. После создания туннеля компьютер-клиент и сервер начинают обмен служебными пакетами.

В дополнение к управляющему соединению PPTP создается соединение для пересылки данных по туннелю. Инкапсуляция данных перед отправкой в туннель включает два этапа. Сначала создается информационная часть PPP-кадра. Данные проходят сверху вниз, от прикладного уровня OSI до канального. Затем полученные данные отправляются вверх по модели OSI и инкапсулируются протоколами верхних уровней.

Данные с канального уровня достигают транспортного уровня. Однако информация не может быть отправлена по назначению, так как за это отвечает канальный уровень OSI. Поэтому PPTP шифрует поле полезной нагрузки пакета и берет на себя функции второго уровня, обычно принадлежащие PPP, т. е. добавляет к PPTP-пакету PPP-заголовок (header) и окончание (trailer). На этом создание кадра канального уровня заканчивается. Далее, PPTP инкапсулирует PPP-кадр в пакет Generic Routing Encapsulation (GRE), который принадлежит сетевому уровню. GRE инкапсулирует протоколы сетевого уровня, например IP, IPX, чтобы обеспечить возможность их передачи по IP-сетям. Однако применение только GRE-протокола не обеспечит установление сессии и безопасность данных. Для этого используется способность PPTP создавать соединение для управления туннелем. Применение GRE в качестве метода инкапсуляции ограничивает поле действия PPTP только сетями IP.

После того как кадр PPP был инкапсулирован в кадр с заголовком GRE, выполняется инкапсуляция в кадр с IP-заголовком. IP-заголовок содержит адреса отправителя и получателя пакета. В заключение PPTP добавляет PPP заголовок и окончание.

На рис. 6.7 показана структура данных для пересылки по туннелю PPTP:

Рис. 6.7. Структура данных для пересылки по туннелю PPTP

Для организации VPN на основе PPTP не требуется больших затрат и сложных настроек: достаточно установить в центральном офисе сервер PPTP (решения PPTP существуют как для Windows, так и для Linux платформ), а на клиентских компьютерах выполнить необходимые настройки. Если же нужно объединить несколько филиалов, то вместо настройки PPTP на всех клиентских станциях лучше воспользоваться Интернет-маршрутизатором или межсетевым экраном с поддержкой PPTP: настройки осуществляются только на пограничном маршрутизаторе (межсетевом экране), подключенном к Интернету, для пользователей все абсолютно прозрачно. Примером таких устройств могут служить многофункциональные Интернет-маршрутизаторы серии DIR/DSR и межсетевые экраны серии DFL.

GRE -туннели

Generic Routing Encapsulation (GRE) – протокол инкапсуляции сетевых пакетов, обеспечивающий туннелирование трафика через сети без шифрования. Примеры использования GRE:

передача трафика (в том числе широковещательного) через оборудование, не поддерживающее определенный протокол;

туннелирование IPv6-трафика через сеть IPv4;

передача данных через публичные сети для реализации защищенного VPN-соединения.

Рис. 6.8. Пример работы GRE-туннеля

Между двумя маршрутизаторами A и B ( рис. 6.8 ) находится несколько маршрутизаторов, GRE-туннель позволяет обеспечить соединение между локальными сетями 192.168.1.0/24 и 192.168.3.0/24 так, как если бы маршрутизаторы A и B были подключены напрямую.

L 2 TP

Протокол L2TP появился в результате объединения протоколов PPTP и L2F. Главное достоинство протокола L2TP в том, что он позволяет создавать туннель не только в сетях IP, но и в сетях ATM, X.25 и Frame relay. L2TP применяет в качестве транспорта протокол UDP и использует одинаковый формат сообщений как для управления туннелем, так и для пересылки данных.

Как и в случае с PPTP, L2TP начинает сборку пакета для передачи в туннель с того, что к полю информационных данных PPP добавляется сначала заголовок PPP, затем заголовок L2TP. Полученный таким образом пакет инкапсулируется UDP. В зависимости от выбранного типа политики безопасности IPSec, L2TP может шифровать UDP-сообщения и добавлять к ним заголовок и окончание Encapsulating Security Payload (ESP), а также окончание IPSec Authentication (см. в разделе "L2TP over IPSec"). Затем производится инкапсуляция в IP. Добавляется IP-заголовок, содержащий адреса отправителя и получателя. В завершение L2TP выполняет вторую PPP-инкапсуляцию для подготовки данных к передаче. На рис. 6.9 показана структура данных для пересылки по туннелю L2TP.

Рис. 6.9. Структура данных для пересылки по туннелю L2TP

Компьютер-получатель принимает данные, обрабатывает заголовок и окончание PPP, убирает заголовок IP. При помощи IPSec Authentication проводится аутентификация информационного поля IP, а ESP-заголовок IPSec помогает расшифровать пакет.

Далее компьютер обрабатывает заголовок UDP и использует заголовок L2TP для идентификации туннеля. Пакет PPP теперь содержит только полезные данные, которые обрабатываются или пересылаются указанному получателю.

IPsec (сокращение от IP Security) – набор протоколов для обеспечения защиты данных, передаваемых по межсетевому протоколу IP, позволяет осуществлять подтверждение подлинности и/или шифрование IP-пакетов. IPsec также включает в себя протоколы для защищённого обмена ключами в сети Интернет.

Безопасность IPSec достигается за счёт дополнительных протоколов, добавляющих к IP-пакету собственные заголовки – инкапсуляции. Т.к. IPSec – стандарт Интернет, то для него существуют документы RFC:

RFC 2401 (Security Architecture for the Internet Protocol) – архитектура защиты для протокола IP.

RFC 2402 (IP Authentication header) – аутентификационный заголовок IP.

RFC 2404 (The Use of HMAC-SHA-1-96 within ESP and AH) – использование алгоритма хэширования SHA-1 для создания аутентификационного заголовка.

RFC 2405 (The ESP DES-CBC Cipher Algorithm With Explicit IV) – использование алгоритма шифрования DES.

RFC 2406 (IP Encapsulating Security Payload (ESP)) – шифрование данных.

RFC 2407 (The Internet IP Security Domain of Interpretation for ISAKMP) – область применения протокола управления ключами.

RFC 2408 (Internet Security Association and Key Management Protocol (ISAKMP)) – управление ключами и аутентификаторами защищенных соединений.

RFC 2409 (The Internet Key Exchange (IKE)) – обмен ключами.

RFC 2410 (The NULL Encryption Algorithm and Its Use With IPsec) – нулевой алгоритм шифрования и его использование.

RFC 2411 (IP Security Document Roadmap) – дальнейшее развитие стандарта.

RFC 2412 (The OAKLEY Key Determination Protocol) – проверка аутентичности ключа.

IPsec является неотъемлемой частью Интернет-протокола IPv6 и необязательным расширением версии Интернет-протокола IPv4.

Механизм IPSec решает следующие задачи:

аутентификацию пользователей или компьютеров при инициализации защищенного канала;

шифрование и аутентификацию данных, передаваемых между конечными точками защищенного канала;

автоматическое снабжение конечных точек канала секретными ключами, необходимыми для работы протоколов аутентификации и шифрования данных.

Компоненты IPSec

Протокол AH (Authentication Header) – протокол идентификации заголовка. Обеспечивает целостность путём проверки того, что ни один бит в защищаемой части пакета не был изменён во время передачи. Но использование AH может вызвать проблемы, например, при прохождении пакета через NAT устройство. NAT меняет IP-адрес пакета, чтобы разрешить доступ в Интернет с закрытого локального адреса. Т.к. пакет в таком случае изменится, то контрольная сумма AH станет неверной (для устранения этой проблемы разработан протокол NAT-Traversal (NAT-T), обеспечивающий передачу ESP через UDP и использующий в своей работе порт UDP 4500). Также стоит отметить, что AH разрабатывался только для обеспечения целостности. Он не гарантирует конфиденциальности путём шифрования содержимого пакета.

Протокол ESP (Encapsulation Security Payload) обеспечивает не только целостность и аутентификацию передаваемых данных, но еще и шифрование данных, а также защиту от ложного воспроизведения пакетов.

Протокол ESP – инкапсулирующий протокол безопасности, который обеспечивает и целостность, и конфиденциальность. В режиме транспорта ESP-заголовок находится между исходным IP-заголовком и заголовком TCP или UDP. В режиме туннеля ESP-заголовок размещается между новым IP-заголовком и полностью зашифрованным исходным IP-пакетом.

Т.к. оба протокола – AH и ESP – добавляют собственные заголовки IP, каждый из них имеет свой номер (ID) протокола, по которому можно определить, что последует за IP-заголовком. Каждый протокол, согласно IANA (Internet Assigned Numbers Authority – организация, ответственная за адресное пространство сети Интернет), имеет свой собственный номер (ID). Например, для TCP этот номер равен 6, а для UDP – 17. Поэтому, очень важно при работе через межсетевой экран настроить фильтры таким образом, чтобы пропускать пакеты с ID AH и/или ESP протокола.

Для того чтобы указать, что в заголовке IP присутствует AH, устанавливается ID протокола 51, а для ESP – номер 50.

ВНИМАНИЕ : ID протокола не то же самое, что номер порта.

Протокол IKE (Internet Key Exchange) – стандартный протокол IPsec, используемый для обеспечения безопасности взаимодействия в виртуальных частных сетях. Предназначение IKE – защищенное согласование и доставка идентифицированного материала для ассоциации безопасности (SA).

SA – это термин IPSec для обозначения соединения. Установленный SA (защищенный канал, называемый "безопасной ассоциацией" или "ассоциацией безопасности" – Security Association, SA) включает в себя разделяемый секретный ключ и набор криптографических алгоритмов.

Протокол IKE выполняет три основные задачи:

обеспечивает средства аутентификации между двумя конечными точками VPN;

устанавливает новые связи IPSec (создаёт пару SA);

управляет существующими связями.

IKE использует UDP-порт с номером 500. При использовании функции NAT Traversal, как упоминалось ранее, протокол IKE использует UDP-порт с номером 4500.

Обмен данными в IKE происходит в 2 фазы. В первой фазе устанавливается ассоциация SA IKE. При этом выполняется аутентификация конечных точек канала и выбираются параметры защиты данных, такие как алгоритм шифрования, сессионный ключ и др.

Во второй фазе SA IKE используется для согласования протокола (обычно IPSec).

При настроенном VPN-туннеле для каждого используемого протокола создаётся одна пара SA. SA создаются парами, т.к. каждая SA – это однонаправленное соединение, а данные необходимо передавать в двух направлениях. Полученные пары SA хранятся на каждом узле.

Так как каждый узел способен устанавливать несколько туннелей с другими узлами, каждый SA имеет уникальный номер, позволяющий определить, к какому узлу он относится. Этот номер называется SPI (Security Parameter Index) или индекс параметра безопасности.

SA храняться в базе данных (БД) SAD (Security Association Database).

Каждый узел IPSec также имеет вторую БД – SPD (Security Policy Database) – БД политики безопасности. Она содержит настроенную политику узла. Большинство VPN-решений разрешают создание нескольких политик с комбинациями подходящих алгоритмов для каждого узла, с которым нужно установить соединение.

Гибкость IPSec состоит в том, что для каждой задачи предлагается несколько способов ее решения, и методы, выбранные для одной задачи, обычно не зависят от методов реализации других задач. Вместе с тем, рабочая группа IETF определила базовый набор поддерживаемых функций и алгоритмов, который должен быть однотипно реализован во всех продуктах, поддерживающих IPSec. Механизмы AH и ESP могут использоваться с различными схемами аутентификации и шифрования, некоторые из которых являются обязательными. Например, в IPSec определяется, что пакеты аутентифицируются либо с помощью односторонней функции MD5, либо с помощью односторонней функции SHA-1, а шифрование осуществляется с использованием алгоритма DES. Производители продуктов, в которых работает IPSec, могут добавлять другие алгоритмы аутентификации и шифрования. Например, некоторые продукты поддерживают такие алгоритмы шифрования, как 3DES, Blowfish, Cast, RC5 и др.

Для шифрования данных в IPSec может быть применен любой симметричный алгоритм шифрования, использующий секретные ключи.

Протоколы защиты передаваемого потока (AH и ESP) могут работать в двух режимах – в транспортном режиме и в режиме туннелирования . При работе в транспортном режиме IPsec работает только с информацией транспортного уровня, т.е. шифруется только поле данных пакета, содержащего протоколы TCP / UDP (заголовок IP-пакета не изменяется (не шифруется)). Транспортный режим, как правило, используется для установления соединения между хостами.

В режиме туннелирования шифруется весь IP-пакет, включая заголовок сетевого уровня. Для того чтобы его можно было передать по сети, он помещается в другой IP-пакет. По существу, это защищённый IP-туннель. Туннельный режим может использоваться для подключения удалённых компьютеров к виртуальной частной сети (схема подключения "хост-сеть") или для организации безопасной передачи данных через открытые каналы связи (например, Интернет) между шлюзами для объединения разных частей виртуальной частной сети (схема подключения "сеть-сеть").

Режимы IPsec не являются взаимоисключающими. На одном и том же узле некоторые SA могут использовать транспортный режим, а другие – туннельный.

На фазе аутентификации вычисляется контрольная сумма ICV (Integrity Check Value) пакета. При этом предполагается, что оба узла знают секретный ключ, который позволяет получателю вычислить ICV и сравнить с результатом, присланным отправителем. Если сравнение ICV прошло успешно, считается, что отправитель пакета аутентифицирован.

В режиме транспорта AH

весь IP-пакет, за исключением некоторых полей в заголовке IP, которые могут быть изменены при передаче. Эти поля, значения которых для расчета ICV равняются 0, могут быть частью службы (Type of Service, TOS), флагами, смещением фрагмента, временем жизни (TTL), а также заголовком контрольной суммы;

все поля в AH;

полезные данные пакетов IP.

AH в режиме транспорта защищает IP-заголовок (за исключением полей, для которых разрешены изменения) и полезные данные в исходном IP-пакете (рисунок 3.39).

В туннельном режиме исходный пакет помещается в новый IP-пакет, и передача данных выполняется на основании заголовка нового IP-пакета.

Для туннельного режима AH при выполнении расчета в контрольную сумму ICV включаются следующие компоненты:

все поля внешнего заголовка IP, за исключением некоторых полей в заголовке IP, которые могут быть изменены при передаче. Эти поля, значения которых для расчета ICV равняются 0, могут быть частью службы (Type of Service, TOS), флагами, смещением фрагмента, временем жизни (TTL), а также заголовком контрольной суммы;

все поля AH;

исходный IP-пакет.

Как видно на следующей иллюстрации, режим туннелирования AH защищает весь исходный IP-пакет за счет дополнительного внешнего заголовка, который в режиме транспорта AH не используется:

Рис. 6.10. Туннельный и транспортный режимы работы протокола АН

В режиме транспорта ESP аутентифицирует не весь пакет, а обеспечивает защиту только полезных данных IP. Заголовок ESP в режиме транспорта ESP добавляется в IP-пакет сразу после заголовка IP, а окончание ESP (ESP Trailer), соответственно, добавляется после данных.

Режим транспорта ESP шифрует следующие части пакета:

полезные данные IP;

Алгоритм шифрования, который использует режим шифрования цепочки блоков (Cipher Block Chaining, CBC) имеет незашифрованное поле между заголовком ESP и полезной нагрузкой. Это поле называется вектором инициализации IV (Initialization Vector) для расчета CBC, которое выполняется на получателе. Так как это поле используется для начала процесса расшифровки, оно не может быть зашифрованным. Несмотря на то, что у злоумышленника есть возможность просмотра IV, он никак не сможет расшифровать зашифрованную часть пакета без ключа шифрования. Для предотвращения злоумышленниками изменения вектора инициализации, он охраняется контрольной суммой ICV. В этом случае ICV выполняет следующие расчеты:

все поля в заголовке ESP;

полезные данные, включая открытый текст IV;

все поля в ESP Trailer, за исключением поля данных проверки подлинности.

Туннельный режим ESP инкапсулирует весь исходный IP-пакет в заголовок нового IP, заголовок ESP и ESP Trailer. Для того чтобы указать, что в заголовке IP присутствует ESP, устанавливается идентификатор протокола IP 50, причем исходный заголовок IP и полезные данные остаются без изменений. Как и в случае с туннельным режимом AH, внешний IP-заголовок базируется на конфигурации туннеля IPSec. В случае использования туннельного режима ESP область аутентификации IP-пакета показывает, где была поставлена подпись, удостоверяющая его целостность и подлинность, а зашифрованная часть показывает, что информация является защищенной и конфиденциальной. Исходный заголовок помещается после заголовка ESP. После того, как зашифрованная часть инкапсулируется в новый туннельный заголовок, который не зашифровывается, осуществляется передача IP-пакета. При отправке через общедоступную сеть такой пакет маршрутизируется на IP-адрес шлюза принимающей сети, а уже шлюз расшифровывает пакет и отбрасывает заголовок ESP с использованием исходного заголовка IP для последующей маршрутизации пакета на компьютер, находящийся во внутренней сети. Режим туннелирования ESP шифрует следующие части пакета:

исходный IP-пакет;

Для туннельного режима ESP расчет ICV производится следующим образом:
все поля в заголовке ESP;
исходный IP-пакет, включая открытый текст IV;
все поля заголовка ESP, за исключением поля данных проверки подлинности.

Рис. 6.11. Туннельный и транспортный режим протокола ESP

Рис. 6.12. Сравнение протоколов ESP и AH

Резюме по применению режимов IPSec :

Протокол – ESP (AH).

Режим – туннельный (транспортный).

Способ обмена ключами – IKE (ручной).

Режим IKE – main (aggressive).

Ключ DH – group 5 (group 2, group 1) – номер группы для выбора динамически создаваемых ключей сеанса, длина группы.

Аутентификация – SHA1 (SHA, MD5).

Шифрование – DES (3DES, Blowfish, AES).

При создании политики, как правило, возможно создание упорядоченного списка алгоритмов и Diffie-Hellman групп. Diffie-Hellman (DH) – протокол шифрования, используемый для установления общих секретных ключей для IKE, IPSec и PFS (Perfect Forward Secrecy – совершенная прямая секретность). В таком случае будет использована первая позиция, совпавшая на обоих узлах. Очень важно, чтобы всё в политике безопасности позволяло добиться этого совпадения. Если за исключением одной части политики всё остальное совпадает, узлы всё равно не смогут установить VPN-соединение. При настройке VPN-туннеля между различными системами нужно выяснить, какие алгоритмы поддерживаются каждой стороной, чтобы была возможность выбора наиболее безопасной политики из всех возможных.

Основные настройки, которые включает в себя политика безопасности:

Симметричные алгоритмы для шифрования/дешифрования данных.

Криптографические контрольные суммы для проверки целостности данных.

Способ идентификации узла. Самые распространенные способы – это предустановленные ключи (pre-shared secrets) или СА-сертификаты.

Использовать ли режим туннеля или режим транспорта.

Какую использовать группу Diffie-Hellman (DH group 1 (768-bit); DH group 2 (1024-bit); DH group 5 (1536-bit)).

Использовать ли AH, ESP, или оба вместе.

Использовать ли PFS.

Ограничением IPSec является то, что он поддерживает только передачу данных на уровне протокола IP.

Существуют две основные схемы применения IPSec, отличающиеся ролью узлов, образующих защищенный канал.

В первой схеме защищенный канал образуется между конечными хостами сети. В этой схеме протокол IPSec защищает тот узел, на котором выполняется:

Рис. 6.13. Создание защищенного канала между двумя конечными точками

Во второй схеме защищенный канал устанавливается между двумя шлюзами безопасности. Эти шлюзы принимают данные от конечных хостов, подключенных к сетям, расположенным за шлюзами. Конечные хосты в этом случае не поддерживают протокол IPSec, трафик, направляемый в публичную сеть, проходит через шлюз безопасности, который выполняет защиту от своего имени.

Рис. 6.14. Создание защищенного канала между двумя шлюзами

Для хостов, поддерживающих IPSec, возможно использование как транспортного, так и туннельного режимов. Для шлюзов разрешается использование только туннельного режима.

Установка и поддержка VPN

Как упоминалось выше, установка и поддержка VPN-туннеля выполняется в два этапа. На первом этапе (фазе) два узла договариваются о методе идентификации, алгоритме шифрования, хэш-алгоритме и группе Diffie-Hellman. Они также идентифицируют друг друга. Всё это может пройти в результате обмена тремя нешифрованными сообщениями (т.н. агрессивный режим, Aggressive mode ) или шестью сообщениями, с обменом зашифрованной информацией об идентификации (стандартный режим, Main mode ).

В режиме Main Mode обеспечивается возможность согласований всех параметров конфигурации устройств отправителя и получателя, в то время как в режиме Aggressive Mode такой возможности нет, и некоторые параметры (группа Diffie-Hellman, алгоритмы шифрования и аутентификации, PFS) должны быть заранее одинаково настроены на каждом устройстве. Однако, в данном режиме меньше и число обменов, и число пересылаемых при этом пакетов, в результате чего требуется меньше времени для установки сеанса IPSec.

Рис. 6.15. Обмен сообщениями в стандартном (а) и агрессивном (б) режимах

Предполагая, что операция завершилась успешно, создаётся SA первой фазы – Phase 1 SA (также называемый IKE SA ) и процесс переходит ко второй фазе.

На втором этапе генерируются данные ключей, узлы договариваются об используемой политике. Этот режим, также называемый быстрым режимом (Quick mode), отличается от первой фазы тем, что может установиться только после первого этапа, когда все пакеты второй фазы шифруются. Правильное завершение второй фазы приводит к появлению Phase 2 SA или IPSec SA и на этом установка туннеля считается завершённой.

Сначала на узел прибывает пакет с адресом назначения в другой сети, и узел инициирует первую фазу с тем узлом, который отвечает за другую сеть. Допустим, туннель между узлами был успешно установлен и ожидает пакеты. Однако узлам необходимо переидентифицировать друг друга и сравнить политику по прошествие определённого периода времени. Этот период называется время жизни Phase One или IKE SA lifetime.

Узлы также должны сменить ключ для шифрования данных через отрезок времени, который называется временем жизни Phase Two или IPSec SA lifetime.

Phase Two lifetime короче, чем у первой фазы, т.к. ключ необходимо менять чаще. Нужно задать одинаковые параметры времени жизни для обоих узлов. Если не выполнить этого, то возможен вариант, когда изначально туннель будет установлен успешно, но по истечении первого несогласованного промежутка времени жизни связь прервётся. Проблемы могут возникнуть и в том случае, когда время жизни первой фазы меньше аналогичного параметра второй фазы. Если настроенный ранее туннель прекращает работу, то первое, что нуждается в проверке – это время жизни на обоих узлах.

Еще следует отметить, что при смене политики на одном из узлов изменения вступят в силу только при следующем наступлении первой фазы. Чтобы изменения вступили в силу немедленно, надо убрать SA для этого туннеля из базы данных SAD. Это вызовет пересмотр соглашения между узлами с новыми настройками политики безопасности.

Иногда при настройке IPSec-туннеля между оборудованием разных производителей возникают затруднения, связанные с согласованием параметров при установлении первой фазы. Следует обратить внимание на такой параметр, как Local ID – это уникальный идентификатор конечной точки туннеля (отправителя и получателя). Особенно это важно при создании нескольких туннелей и использовании протокола NAT Traversal.

Dead Peer Detection

В процессе работы VPN, при отсутствии трафика между конечными точками туннеля, или при изменении исходных данных удалённого узла (например, смена динамически назначенного IP-адреса), может возникнуть ситуация, когда туннель по сути таковым уже не является, становясь как бы туннелем-призраком. Для того чтобы поддерживать постоянную готовность к обмену данными в созданном IPSec-туннеле, механизм IKE (описанный в RFC 3706) позволяет контролировать наличие трафика от удалённого узла туннеля, и в случае его отсутствия на протяжении установленного времени, посылается hello- сообщение (в межсетевых экранах D-Link посылается сообщение "DPD-R-U-THERE"). При отсутствии ответа на это сообщение в течение определённого времени, в межсетевых экранах D-Link заданного настройками "DPD Expire Time", туннель демонтируется. Межсетевые экраны D-Link после этого, используя настройки "DPD Keep Time" ( рис. 6.18 ), автоматически пытаются восстановить туннель.

Протокол NAT Traversal

IPsec-трафик может маршрутизироваться по тем же правилам, что и остальные IP-протоколы, но так как маршрутизатор не всегда может извлечь информацию, характерную для протоколов транспортного уровня, то прохождение IPsec через NAT-шлюзы невозможно. Как упоминалось ранее, для решения этой проблемы IETF определила способ инкапсуляции ESP в UDP, получивший название NAT-T (NAT Traversal).

Протокол NAT Traversal инкапсулирует трафик IPSec и одновременно создает пакеты UDP, которые NAT корректно пересылает. Для этого NAT-T помещает дополнительный заголовок UDP перед пакетом IPSec, чтобы он во всей сети обрабатывался как обычный пакет UDP и хост получателя не проводил никаких проверок целостности. После поступления пакета по месту назначения заголовок UDP удаляется, и пакет данных продолжает свой дальнейший путь как инкапсулированный пакет IPSec. Таким образом, с помощью механизма NAT-T возможно установление связи между клиентами IPSec в защищённых сетях и общедоступными хостами IPSec через межсетевые экраны.

При настройке межсетевых экранов D-Link в устройстве-получателе нужно отметить два пункта:

в полях Remote Network и Remote Endpoint указать сеть и IP-адрес удаленного устройства-отправителя. Необходимо разрешить преобразование IP-адреса инициатора (отправителя) с помощью технологии NAT (рисунок 3.48).

при использовании общих ключей с несколькими туннелями, подключенными к одному удаленному межсетевому экрану, которые были преобразованы с помощью NAT в один и тот же адрес, важно убедиться в том, что Local ID является уникальным для каждого туннеля.

Local ID может быть одним из:

Auto – в качестве локального идентификатора используется IP-адрес интерфейса исходящего трафика.

IP – IP-адрес WAN-порта удаленного межсетевого экрана

DNS – DNS-адрес

Понятие частных виртуальных сетей, сокращенно обозначаемых как VPN (от английского появилось в компьютерных технологиях относительно недавно. Создание подключения такого типа позволило объединять компьютерные терминалы и мобильные устройства в виртуальные сети без привычных проводов, причем вне зависимости от места дислокации конкретного терминала. Сейчас рассмотрим вопрос о том, как работает VPN-соединение, а заодно приведем некоторые рекомендации по настройке таких сетей и сопутствующих клиентских программ.

Что такое VPN?

Как уже понятно, VPN представляет собой виртуальную частную сеть с несколькими подключенными к ней устройствами. Обольщаться не стоит - подключить десятка два-три одновременно работающих компьютерных терминалов (как это можно сделать в «локалке») обычно не получается. На это есть свои ограничения в настройке сети или даже просто в пропускной способности маршрутизатора, отвечающего за присвоение IP-адресов и

Впрочем, идея, изначально заложенная в технологии соединения, не нова. Ее пытались обосновать достаточно давно. И многие современные пользователи компьютерных сетей себе даже не представляют того, что они об этом знали всю жизнь, но просто не пытались вникнуть в суть вопроса.

Как работает VPN-соединение: основные принципы и технологии

Для лучшего понимания приведем самый простой пример, который известен любому современному человеку. Взять хотя бы радио. Ведь, по сути, оно представляет собой передающее устройство (транслятор), посреднический агрегат (ретранслятор), отвечающий за передачу и распределение сигнала, и принимающее устройство (приемник).

Другое дело, что сигнал транслируется абсолютно всем потребителям, а виртуальная сеть работает избранно, объединяя в одну сеть только определенные устройства. Заметьте, ни в первом, ни во втором случае провода для подключения передающих и принимающих устройств, осуществляющих обмен данными между собой, не требуются.

Но и тут есть свои тонкости. Дело в том, что изначально радиосигнал являлся незащищенным, то есть его может принять любой радиолюбитель с работающим прибором на соответствующей частоте. Как работает VPN? Да точно так же. Только в данном случае роль ретранслятора играет маршрутизатор (роутер или ADSL-модем), а роль приемника - стационарный компьютерный терминал, ноутбук или мобильное устройство, имеющее в своем оснащении специальный модуль беспроводного подключения (Wi-Fi).

При всем этом данные, исходящие из источника, изначально шифруются, а только потом при помощи специального дешифратора воспроизводятся на конкретном устройстве. Такой принцип связи через VPN называется туннельным. И этому принципу в наибольшей степени соответствует мобильная связь, когда перенаправление происходит на конкретного абонента.

Туннелирование локальных виртуальных сетей

Разберемся в том, как работает VPN в режиме туннелирования. По сути своей, оно предполагает создание некой прямой, скажем, от точки «A» до точки «B», когда при передаче данных из центрального источника (роутера с подключением сервера) определение всех сетевых устройств производится автоматически по заранее заданной конфигурации.

Иными словами, создается туннель с кодированием при отправке данных и декодированием при приеме. Получается, что никакой другой юзер, попытавшийся перехватить данные такого типа в процессе передачи, расшифровать их не сможет.

Средства реализации

Одними из самых мощных инструментов такого рода подключений и заодно обеспечения безопасности являются системы компании Cisco. Правда, у некоторых неопытных админов возникает вопрос о том, почему не работает VPN-Cisco-оборудование.

Связано это в первую очередь только с неправильной настройкой и устанавливаемыми драйверами маршрутизаторов типа D-Link или ZyXEL, которые требуют тонкой настройки только по причине того, что оснащаются встроенными брэндмауэрами.

Кроме того, следует обратить внимание и на схемы подключения. Их может быть две: route-to-route или remote access. В первом случае речь идет об объединении нескольких распределяющих устройств, а во втором - об управлении подключением или передачей данных с помощью удаленного доступа.

Протоколы доступа

Что касается протоколов, сегодня в основном используются средства конфигурации на уровне PCP/IP, хотя внутренние протоколы для VPN могут различаться.

Перестал работать VPN? Следует посмотреть на некоторые скрытые параметры. Так, например, основанные на технологии TCP дополнительные протоколы PPP и PPTP все равно относятся к стекам протоколов TCP/IP, но для соединения, скажем, в случае использования PPTP необходимо использовать два IP-адреса вместо положенного одного. Однако в любом случае туннелирование предполагает передачу данных, заключенных во внутренних протоколах типа IPX или NetBEUI, и все они снабжаются специальными заголовками на основе PPP для беспрепятственной передачи данных соответствующему сетевому драйверу.

Аппаратные устройства

Теперь посмотрим на ситуацию, когда возникает вопрос о том, почему не работает VPN. То, что проблема может быть связана с некорректной настройкой оборудования, понятно. Но может проявиться и другая ситуация.

Стоит обратить внимание на сами маршрутизаторы, которые осуществляют контроль подключения. Как уже говорилось выше, следует использовать только устройства, подходящие по параметрам подключения.

Например, маршрутизаторы вроде DI-808HV или DI-804HV способны обеспечить подключение до сорока устройств одновременно. Что касается оборудования ZyXEL, во многих случаях оно может работать даже через встроенную сетевую операционную систему ZyNOS, но только с использованием режима командной строки через протокол Telnet. Такой подход позволяет конфигурировать любые устройства с передачей данных на три сети в общей среде Ethernet с передачей IP-трафика, а также использовать уникальную технологию Any-IP, предназначенную для задействования стандартной таблицы маршрутизаторов с перенаправляемым трафиком в качестве шлюза для систем, которые изначально были сконфигурированы для работы в других подсетях.

Что делать, если не работает VPN (Windows 10 и ниже)?

Самое первое и главное условие - соответствие выходных и входных ключей (Pre-shared Keys). Они должны быть одинаковыми на обоих концах туннеля. Тут же стоит обратить внимание и на алгоритмы криптографического шифрования (IKE или Manual) с наличием функции аутентификации или без нее.

К примеру, тот же протокол AH (в английском варианте - Authentication Header) может обеспечить всего лишь авторизацию без возможности применения шифрования.

VPN-клиенты и их настройка

Что касается VPN-клиентов, то и здесь не все просто. Большинство программ, основанных на таких технологиях, используют стандартные методы настройки. Однако тут есть свои подводные камни.

Проблема заключается в том, что как ни устанавливай клиент, при выключенной службе в самой «операционке» ничего путного из этого не выйдет. Именно поэтому сначла нужно задействовать эти параметры в Windows, потом включить их на маршрутизаторе (роутере), а только после приступать к настройке самого клиента.

В самой системе придется создать новое подключение, а не использовать уже имеющееся. На этом останавливаться не будем, поскольку процедура стандартная, но вот на самом роутере придется зайти в дополнительные настройки (чаще всего они расположены в меню WLAN Connection Type) и активировать все то, что связано с VPN-сервером.

Стоит отметить еще и тот факт, что сам придется устанавливать в систему в качестве сопутствующей программы. Зато потом его можно будет использовать даже без ручной настройки, попросту выбрав ближайшую дислокацию.

Одним из самых востребованных и наиболее простых в использовании можно назвать VPN клиент-сервер под названием SecurityKISS. Устанавливается программа зато потом даже в настройки заходить не нужно, чтобы обеспечить нормальную связь для всех устройств, подключенных к раздающему.

Случается, что достаточно известный и популярный пакет Kerio VPN Client не работает. Тут придется обратить внимание не только на или самой «операционки», но и на параметры клиентской программы. Как правило, введение верных параметров позволяет избавиться от проблемы. В крайнем случае придется проверить настройки основного подключения и используемых протоколов TCP/IP (v4/v6).

Что в итоге?

Мы рассмотрели, как работает VPN. В принципе, ничего сложного в самом подключении ли создании сетей такого типа нет. Основные трудности заключаются в настройке специфичного оборудования и установке его параметров, которые, к сожалению, многие пользователи упускают из виду, полагаясь на то, что весь процесс будет сведен к автоматизму.

С другой стороны, мы сейчас больше занимались вопросами, связанными с техникой работы самих виртуальных сетей VPN, так что настраивать оборудование, устанавливать драйверы устройств и т. д. придется с помощью отдельных инструкций и рекомендаций.

В этой статье мы ответим на самые частые вопросы что такое VPN сервер, расскажем может ли VPN повысить вашу безопасность, нужно ли использовать Double VPN и как проверить ведет ли VPN сервис логи, а также какие современные технологии существуют для защиты личной информации.

VPN – это виртуальная частная сеть, которая обеспечивает шифрование между клиентом и VPN сервером.

Основное предназначение VPN - это шифрование трафика и смена IP адреса.

Давайте разберемся для чего и когда это нужно.

Для чего нужен VPN

Все Интернет-провайдеры логируют деятельность своих клиентов в сети Интернет. То есть Интернет-провайдер знает какие сайты вы посещали. Это нужно для того, чтобы в случае запросов из полиции выдать всю информацию о нарушителе, а также снять с себя всю юридическую ответственность за действия пользователя.

Существует множество ситуаций, когда пользователю необходимо защитить свои личные данные в сети Интернет и получить свободу общения.

Пример 1. Есть бизнес и необходимо передавать конфиденциальные данные через Интернет, чтобы никто не смог их перехватить. Большинство компаний использует технологию VPN для передачи информации между филиалами компаний.

Пример 2. Многие сервисы в Интернете работают по принципу географической привязки к местности и запрещают доступ пользователям из других стран.

Например, сервис Яндекс Музыка работает только для IP адресов из России и стран бывшего СНГ. Соответственно все русскоязычное население, проживающее в других странах не имеет доступа к этому сервису.

Пример 3. Блокировка определенных сайтов в офисе и в стране. Часто в офисах блокируют доступ к социальным сетям, чтобы работники не тратили рабочее время на общение.

Например, в Китае заблокированы многие сервисы Google. Если житель Китая работает с компанией из Европы, то возникает необходимость в использовании таких сервисов как Google Disk.

Пример 4. Скрыть посещенные сайты от Интернет-провайдера. Бывают случаи, когда нужно скрыть список посещенных сайтов от Интернет-провайдера. Весь трафик будет зашифрован.

Благодаря шифрованию трафика ваш Интернет-провайдер не узнает, какие сайты вы посещали в Интернете. При этом ваш IP адрес в Интернете будет принадлежать стране VPN сервера.

При подключении к VPN создается защищенный канал между вашим компьютером и VPN сервером. Все данные в этом канале зашифрованы.

Благодаря VPN, вы получите свободу общения и защитите свои личные данные.

В логах Интернет-провайдера будет набор разных символов. На картинке ниже представлен анализ данных, полученных специальной программой.

В HTTP заголовке сразу видно к какому сайту вы подключаетесь. Эти данные записывают Интернет-провайдеры.

На следующей картинке показан HTTP заголовок при использовании VPN. Данные зашифрованы и невозможно узнать какие сайты вы посещали.

Как подключиться к VPN

Существует несколько способов подключения к VPN сети.

PPTP - устаревший протокол. Большинство современных ОС исключило его из списка поддерживаемых. Минусы PPTP - низкая стабильность соединения. Соединение может обрываться и незащищенные данные могут уйти в Интернет.
L2TP (IPSec) подключение характеризуется большей надежностью. Также встроено в большинство операционных систем (Windows, Mac OS, Linux, iOS, Android, Windows Phone и другие). Отличается лучшей надежностью в отличие от PPTP соединения.
SSTP подключение было разработано сравнительно недавно. Оно поддерживается только в Windows, поэтому не получило большого распространения.
IKEv2 - современный протокол на основе IPSec. Этот протокол пришел на смену PPTP протокола и поддерживается всеми популярными ОС.
OpenVPN подключение считается самым надежным. Эту технологию можно гибко настраивать и при падении соединения OpenVPN блокирует отправку незащищенных данных в Интернет.

Существует 2 протокола передачи данных для OpenVPN технологии:

UDP протокол – отличается быстротой работы (рекомендуется использовать для VoiP телефонии, Skype, онлайн игры)
TCP протокол – характеризуется надежностью передаваемых данных (требует подтверждения получения пакета). Работает немного медленнее, чем UDP.

Как настроить VPN

Настройка VPN соединения занимает несколько минут и отличается способом VPN подключения.

На нашем сервисе мы используем PPTP и OpenVPN соединения.

Безопасность работы с VPN программой

Мы всегда будем говорить о комплексном подходе к безопасности. Безопасность пользователя состоит не только из самого VPN подключения. Важно какой программой вы пользуетесь для подключения к VPN серверу.

В настоящее время сервисы предлагают удобные VPN клиенты – это программы, которые облегчают настройку VPN подключения. Мы сами предлагаем удобный VPN клиент. Благодаря таким программам настройка VPN подключения занимает не более 1 минуты.

Когда мы только начинали заниматься предоставлением VPN услуг в 2006 году, все наши пользователи настраивали официальное OpenVPN приложение. Оно имеет открытый исходный код. Конечно, настройка официального OpenVPN клиента занимает больше времени. Но давайте разберемся, чем лучше пользоваться в плане анонимности.

Анонимность VPN клиента

Мы видим опасность в использовании подобных программ. Все дело в том, что исходный код таких программ является собственностью компании и в целях сохранения уникальности своей программы, никто его не публикует.

Пользователи не могут узнать какие данные о вас собирает программа при отсутствии открытого исходного кода.

VPN программа может идентифицировать вас как конкретного пользователя даже при выключенных логах на сервере.

Любая программа может иметь функционал по записи посещенных вами сайтов, вашего реального IP адреса. А так как вы сами вводите свой логин в программу, то говорить о какой-либо анонимности использования программы вообще нельзя.

Если вашей деятельности нужен высокий уровень анонимности, мы рекомендуем вам отказаться от подобных VPN программ и использовать официальный релиз OpenVPN c открытым исходным кодом.

Сначала вам покажется это неудобным. Но со временем вы привыкните к этому, если фактор безопасности и анонимности для вас стоит на первом месте.

Мы гарантируем, что Secure Kit не сохраняет какие-либо данные о вас. Но мы должны вас предупредить, что подобные программы могут вести слежку за вами.

Еще одна идея как увеличить свою безопасность пришла с точки зрения географического расположения серверов. В Интернете она называется офшорный VPN.

Что такое офшорный VPN

Разные страны имеют разный уровень законодательства. Есть сильные государства с сильными законами. А есть небольшие страны, уровень развития которых не позволяет вести информационную защиту данных в своей стране.

Первоначально понятие офшорный применялось для обозначения страны, в которой смягчена налоговая политика. Такие страны имеют очень низкие налоги на бизнес. Мировые компании заинтересовались законным уходом от налогов в своей стране, и счета на Каймановых островах в офшорном банке стали очень популярными.

В настоящее время во многих странах мира уже есть запреты на использование банковских счетов в офшорных странах.

Большинство офшорных стран – это небольшие государства, расположенные в отдаленных уголках планеты. Сервера в таких странах найти сложнее и стоят они дороже из-за отсутствия развитой Интернет инфраструктуры. VPN сервера в таких странах начали называть офшорными.

Получается, что слово офшорный VPN не означает анонимный VPN, а говорит лишь о территориальной принадлежности к офшорному государству.

Стоит ли использовать офшорный VPN?

Офшорный VPN представляет дополнительные преимущества с точки зрения анонимности.

Как вы думаете куда легче написать официальный запрос:

в отдел полиции в Германии
или в отдел полиции на острова в Антигуа-Барбуда

Офшорный VPN – это дополнительный уровень защиты. Офшорный сервер хорошо использовать в составе цепочки Double VPN.

Не нужно использовать только 1 офшорный VPN сервер и думать, что это полная безопасность. Нужно подходить к своей безопасности и анонимности в Интернете с разных сторон.

Используйте офшорный VPN как звено вашей анонимности.

И пора ответить на самый часто задаваемый вопрос. Может ли анонимный VPN сервис вести логи? И как определить ведет ли сервис логи?

Анонимный VPN сервис и логи. Как быть?

Анонимный VPN сервис не должен вести логи. Иначе его нельзя уже называть анонимным.

Мы составили список вопросов, благодаря которым, вы сможете точно определить ведет ли сервис логи.

Теперь вы имеете полную информацию о VPN подключениях. Этих знаний достаточно, чтобы сделать себя анонимным в Интернете и сделать безопасной передачу личных данных.

Новые VPN технологии

Существуют ли какие-то новые направления в области VPN?

Мы уже говорили о плюсах и минусах последовательного каскадирования VPN серверов (Double, Triple, Quad VPN).

Чтобы избежать минусов технологии Double VPN можно сделать параллельный каскад цепочек. Мы назвали это Parallel VPN.

Что такое Parallel VPN

Суть Parallel VPN заключается в том, чтобы направить трафик в параллельный канал данных.

Минусом технологии последовательного каскадирования (Double, Triple, Quad VPN) является то, что на каждом сервере происходит расшифровка канала и зашифровка в следующий канал. Данные последовательно шифруются.

В технологии Parallel VPN такой проблемы нет, так как все данные проходят двойное параллельное шифрование. То есть представьте лук, который имеет несколько кожурок. Таким же образом данные проходят в канале, который дважды зашифрован.