Ikev2 android без strongswan

Sun Apr 25, 2021 2:05 am

Hello,
For a couple of days I’m struggling to make my android phone to connect to a IKEv2 vpn

Setup: MIKROTIK ROS 6.47.9 LTS

4 windows machines ( certificated create + imported on each machine ) => ALL of them can establish connection.

/certificate pr detail

key exported and imported on android ( using strongswan)

ip ipsec peer export
/ip ipsec peer
add exchange-mode=ike2 name=xena@local.cz passive=yes profile=profile.ike2

[admin@core-router] > ip ipsec identity export
/ip ipsec identity
add auth-method=digital-signature certificate=vpn_ike2 generate-policy=port-strict match-by=certificate mode-config=cfg1 my-id=\
fqdn:xena@local.cz peer=xena@local.cz policy-template-group=ike2 remote-certificate=xena@local.cz

I HAVE tried all possible combinations for : ID Type/Remote ID type and EVERY time I get to the logs:

Re: IKEv2 + android clients

Sun Apr 25, 2021 5:03 pm

I’m a bit confused by xena@local.cz being used as both the common name of the initiator’s (Strongswan’s) certificate an the own ID of the responder (Mikrotik); maybe the IPsec stack is confused too? How does Mikrotik’s own certificate look like?

I also hazily remember I had cases where I had to remove the identity and set it up from scratch if changing the match-by value. So maybe try to do the same too, remove the identity and create it again, specifying just
auth-method=digital-signature match-by=certificate remote-certificate=xena@local.cz certificate=vpn_ike2 mode-config=cfg1 peer=xena@local.cz generate-policy=port-strict policy-template-group=ike2 (i.e. don’t specify any my-id, which means it will be set to auto).

Another possibility might be that you’ve got multiple peers defined with exchange-mode=ike2 and the initial request is handled by another one than the one to which the identity row is linked. Unfortunately the log doesn’t show the peer chosen to handle the initial request.

Looking one step forward, if Subject-Alt-Name of Mikrotik’s own certificate doesn’t contain the IP address or fqdn to which the Strongswan connects, Strongswan will not consider that certificate valid — it ignores the contents of Common Name.

Re: IKEv2 + android clients

Sun Apr 25, 2021 11:05 pm

Источник

Почему я люблю IKEv2 больше других VPN

Сейчас все вокруг настраивают VPN для удаленных сотрудников. Мне больно смотреть, как люди устанавливают монструозные глючные программы, настраивают какие-то сертификаты, устанавливают драйвера TUN/TAP и делают множество сложных операций, в то время как лучшее решение уже встроено в операционную систему.

IKEv2 — это современный протокол VPN, разработанный Microsoft и Cisco. Он используется по умолчанию для новых VPN-подключений в Windows, macOS, iOS. Он быстрее и безопаснее большинства VPN-протоколов и может легко настраиваться на стороне клиента в два клика без использования сторонних программ.

Я считаю, что IPsec IKEv2 отлично подходит не только для соединения серверов, но и для обычных VPN-подключений конечных пользователей. В этом посте я постараюсь убедить вас использовать IPsec IKEv2 для обычных домашних пользователей вместо OpenVPN.

IKEv2 быстрее

При прочих равных условиях, IKEv2 будет всегда быстрее OpenVPN. Это особенно заметно на маломощных системах с медленной памятью, например на роутерах или одноплатных компьютерах.

Дело в том, что IPsec работает в контексте ядра операционной системы, а OpenVPN в контексте пользователя (userspace), и на обработку каждого пакета происходит переключение контекста между процессами ядра и процессами пользователя. Это влияет как на пропускную способность, так и на задержки.

Сравнение задержек для разных протоколов VPN.

Скриншот выше показывает разницу в задержке в два раза между IPsec и OpenVPN. Разумеется, разницу в 1мс невозможно заметить на глаз, но при нагрузке на систему эти значения могут значительно изменяться. Кроме того, реальные показатели сильно зависят от характеристик конкретной системы, поэтому я не буду приводить абсолютные цифры для сравнения двух протоколов. Задержки очень важны при использовании голосовой и видеосвязи через VPN.

По моим субъективным ощущениям IKEv2 на Windows 10 работает заметно отзывчивее чем OpenVPN. Ведь реальное использование десктопного компьютера сильно отличается от синтетических тестов VPN-протоколов. Нагрузка на процессор и память непостоянная, пользователь может запускать ресурсоемкие программы, все это будет влиять на показатели.

IKEv2 проще в настройке

Все современные операционные системы (кроме Android) поддерживают IPsec IKEv2 прямо из коробки. Не нужно устанавливать никакие программы, драйвера виртуальных адаптеров TUN/TAP и прочее. Всё управление VPN происходит из системного меню.

При этом настройку на клиенте можно упростить до трех строчек:

Домен — для IPsec домен обязателен, так как для него выпускается SSL-сертификат
логин
пароль

Не нужно больше передавать клиенту файлы с сертификатами и ключами, заставлять его импортировать корневые сертификаты в системное хранилище. Достаточно логина и пароля, при этом соединение будет так же надежно защищено, как и в OpenVPN при использовании сертификатов, ведь для установки соединения используется такой же x.509 сертификат, как и для веб-сайтов с HTTPS.

Настройка на Windows 10

Мастер настройки VPN вызывается из меню подключения к WiFi. С настройкой одного окна справится пользователь любой квалификации. Созданное подключение активируется из меню со списком WiFi-сетей.

Интерфейс настройки нового IKEv2 подключения в Windows 10

В macOS поддерживается IKEv2 начиная с версии 10.11 (El Capitan). Создание подключения происходит через меню настроек сети.

Добавляем новое подключение. В качестве имени подключения задаем любое произвольное имя.

Для проверки подлинности сертификата, нужно указать доменное имя. При этом в поле «Server Address» можно указать IP-адрес сервера, а домен только в «Remote ID», тогда для подключения не будет выполняться DNS-резолв, и оно будет происходить чуть быстрее.

Логин и пароль пользователя указываем из файла /etc/ipsec.secrets

Настройку iOS можно выполнить вручную через мастер, но намного удобнее использовать профиль автоконфигурации mobileconfig.

Ручная настройка по смыслу аналогична десктопной macOS:

Настройки -> VPN -> Добавить конфигурацию VPN

IKEv2 это безопасно

На предыдущем шаге мы выяснили, что для настройки подключения достаточно логина и пароля. Но как клиенту проверить, что подключение не прослушивается, не подменяются данные и сервер действительно тот, за кого себя выдает? Для этого используются обычные SSL-сертификаты, которые мы привыкли использовать для веб-сайтов и HTTPS.

Клиент устанавливает защищенный SSL-тоннель с сервером, и уже внутри него передается логин-пароль. По умолчанию в Windows и macOS для передачи пароля используется алгоритм mschapv2. Таким образом с помощью SSL-сертификата клиент проверяет подлинность сервера, а по логину-паролю сервер проверяет подлинность клиента.

Сервер IKEv2 может использовать один и тот же сертификат вместе с веб-сервером, например от популярного Let’s Encrypt. Это сильно упрощает управлением сертификатами.

Такая же модель используется в OpenVPN, и при желании в нем можно использовать сертификат от Lets Encrypt, однако администратору в любом случае потребуется передать пользователю файл для настройки VPN.

Настраиваем IKEv2 сервер

Развернуть свой IKEv2 сервер можно за пару минут с помощью скриптов автоматической установки или используя готовые контейнеры. Использовать docker не рекомендуется, так как его сетевая подсистема снижает производительность IPsec на дешевых тарифах VPS. Вы также можете настроить IKEv2-сервер вручную, на Хабре есть статьи с примерами настройки сервера Strongswan.

Мы будем использовать один из наиболее удачных вариантов скриптов автонастройки github.com/jawj/IKEv2-setup
Этот скрипт хорош тем, что использует сертификаты от Lets Encrypt и автоматически генерирует валидный сертификат.

Шаг 1: Выбор сервера

Для запуска VPN сервера нам потребуется VDS. Подойдет самая простая конфигурация с одним ядром процессора. Скрипт из нашего примера лучше всего протестирован на Ubuntu 18.04, поэтому при создании сервера выбираем этот образ ОС.

Ждем окончания установки сервера и копируем реквизиты для подключения. Пароль root придет на почту, либо его можно задать вручную через веб-интервейс. Далее все команды мы вводим

Шаг 2: Установка Strongswan

Подключаемся SSH-клиентом и запускаем скрипт установки:

Шаг 3: Настройка клиента

Введенные реквизиты пользователя VPN теперь нужно использовать для настройки на клиенте. Важно использовать именно то доменное имя, которое вы вводили в Hostname for VPN.

Шаг 4: Добавление новых пользователей

Чтобы добавить нового пользователя в уже созданный сервер, отредактируйте файл /etc/ipsec.sectes.

После добавления пользователя выполните команду ipsec secrets чтобы Strongswan перечитал конфиг.

Заключение

Мы рассмотрели удобство IKEv2 со стороны пользователя. Администрирование такого сервера не сложнее, а иногда даже проще чем OpenVPN. Если вы только планируете организовать удаленный доступ для своих сотрудников, обязательно посмотрите в сторону IKEv2. Не заставляйте своих пользователей устанавливать лишние программы, если все необходимое уже есть на их компьютере. Это удобнее, безопаснее и намного прогрессивнее.

Источник

VPN везде и всюду: IPsec без L2TP со strongSwan

достаточно сильный лебедь

Если вы когда-либо искали VPN, который будет работать на десктопах, мобильных устройствах и роутерах без установки дополнительного ПО и перепрошивки роутера, вы, вероятно, выбирали между PPTP и L2TP+IPsec. У протокола PPTP имеются проблемы с безопасностью и прохождением через брандмауеры и NAT, так что в 2015 году его уже использовать не стоит, а использование L2TP излишне, т.к. L2 VPN, по моему мнению, для обычного удаленного доступа не нужен практически никогда.

Удивительно, что в интернете не так-то просто можно найти информацию о настройке чего-то помимо L2TP+IPsec в транспортном режиме, учитывая, что это обширный стек протоколов, который можно конфигурировать буквально как душе угодно, поэтому я попытаюсь устранить такое несовершенство мира.

Небольшое введение в мир IPsec

Вообще говоря, не совсем правильно называть IPsec VPN. IPsec не предназначен для построения «виртуальных частных сетей», а создан для шифрования или защиты от подмены передаваемых по IP данных. Это специальный слой поверх IP, который, в зависимости от режима и настроек, работает по-разному. В отличие от привычного VPN, который создает новый интерфейс в системе, на который вы, как это чаще всего бывает, назначаете IP-подсеть из диапазона частных адресов (т.е. создаете новый сетевой сегмент), и через который маршрутизируется трафик в зашифрованном виде, IPsec просто шифрует трафик магическим образом между «внешними» интерфейсами сервера и клиента.

В современном IPsec используются:

Authentication Header (AH) — протокол, обеспечивающий аутентификацию отправителя и целостность данных. Подписывает не только данные пакета, но и все заголовки, кроме изменяемых полей (ToS, TTL, чексумма).
Encapsulating Security Payload (ESP) — протокол, обеспечивающий аутентификацию, целостность и конфиденциальность
Security Association (SA) — параметр с настройками шифрования канала
Internet Key Exchange (IKE и IKEv2) — протокол обмена параметрами, настройками и согласования SA

AH и ESP — транспортные протоколы, инкапсулируемые прямо в IP, имеющие собственные значение для поля Protocol в IP-заголовке. В современном мире, где NAT стоит за NAT у NAT с NAT’ом, следует использовать что-то более привычное, поэтому сейчас повсеместно используется инкапсуляция ESP-пакетов в UDP. AH не поддерживает работу через NAT.

Сам IPsec поддерживает работу в двух режимах:

Транспортный режим. Подписывает заголовки и данные (если AH) или подписывает и шифрует данные (если ESP) пакета. Не скрывает IP-адрес получателя пакета, если он маршрутизируется. Этот режим используется для связки L2TP+IPsec.
Туннельный режим. Подписывает (если AH) и еще шифрует (если ESP) весь пакет.

Протокол IKE позволяет проводить аутентификацию клиента с использованием X.509-сертификатов, Pre-Shared Key и Extensible Authentication Protocol (EAP). Поддерживается двухэтапная аутентификация.

Все современные десктопные ОС (Windows Vista/7/8/8.1, OS X, Linux), мобильные устройства (Android, iOS, Windows Phone, Blackberry) и некоторые роутеры поддерживают VPN с использованием IPsec ESP в туннельном режиме и его настройкой через протокол Internet Key Exchange (IKE) версии 1 или 2, а значит IPsec мы именно так и будем настраивать.

Кстати, писать правильно IPsec, но Cisco IPSec.

IPsec в Linux

В OpenVZ есть поддержка IPsec, и она вполне себе годна для запуска L2TP+IPsec, но там что-то явно не так с маршрутизацией на не-локальные интерфейсы. Вероятно, это можно починить добавлением пары правил на хостовую машину, но это довольно проблематично, если у вас нет доступа к ней, как бывает во подавляющем большинстве случаев. Поэтому для OpenVZ необходимо использовать userspace IPsec, который можно собрать параметром —enable-kernel-libipsec

Жизнь со swanctl:

Жизнь без swanctl:

Нам могут потребоваться некоторые модули, которых может не быть в стандартной поставке:

xauth-noauth — поддельный аутентификатор, позволяет вводить любой логин и пароль. Нужен для iPhone и iPad при аутентификации только по ключам, т.к. там нет возможности отключить аутентификацию по логину и паролю.
vici — интерфейс для swanctl.
libipsec — для userspace IPsec (для OpenVZ и, возможно, других контейнеров).

Если вас не смущает необходимость вводить логин и пароль на iPhone, вам не нужен swanctl и вы не собираетесь запускать это все в OpenVZ-контейнере, то и пересобирать ничего не нужно.
К большому сожалению, мейнтейнеры strongSwan в Debian не запаковали ничего из этого (на февраль 2015), поэтому я сделал патчик, который вы можете использовать.

Переходим к настройке

Будем настраивать подключение через IKEv2 (Windows, Linux, Blackberry), IKEv1+XAUTH (iOS, OS X, Android) и IKEv2+EAP-TLS (Windows Phone). Используем ключи, никаких PSK!
Разработчики strongSwan предлагают нам использовать команду «ipsec pki» для генерации ключей, но она настолько же неудобная, насколько и обычный openssl, поэтому я адаптировал Easy-RSA v3 из OpenVPN для генерации как OpenVPN, так и IPsec-совместимых ключей. С ним вы можете использовать одну связку ключей для двух протоколов!
github.com/ValdikSS/easy-rsa-ipsec
Easy-RSA чрезвычайно простой, поддерживать PKI-инфраструктуру с ним одно удовольствие!

Итак, инициализируем PKI и создаем CA, серверный и клиентский ключи. Важно, чтобы название серверного ключа совпадало с FQDN (доменом, проще говоря) вашего сервера!

Ключи сгенерированы. Я добавлял параметр nopass на каждом шагу, чтобы ключи не были защищены паролем (его можно установить позже в любое время).

Теперь нам необходимо скопировать их в нужные директории внутри /etc/ipsec.d/ , чтобы strongSwan нашел их:

Переходим к настройке strongSwan!
Первым делом, указываем наш приватный ключ в /etc/ipsec.secrets
Редактируем конфигурационный файл /etc/ipsec.conf

Как видите, конфигурационный файл состоит из нескольких секций. В секции config setup два закомментированных параметра: strictcrlpolicy = yes будет требовать неистекший лист отзывов для проведения аутентификации клиента, а uniqueids = no позволяет подключаться нескольким клиентам с одним сертификатом одновременно.
Далее идут секции с описаниями подключений. Секция с названием %default описывает подключение по умолчанию, от которого будут наследоваться другие подключения. Здесь устанавливаются следующие параметры:

dpdaction=clear включает механизм Dead Peer Detection (DPD) и указывает, что нужно забывать о клиенте, если он не отзывался дольше таймаута
dpddelay=35s — задержка до включения DPD
dpdtimeout=300s — таймаут для DPD
fragmentation=yes — включение внутренней фрагментации пакетов. Позволяет использовать IPsec с провайдерами, у которых сломана IP-фрагментация пакетов (привет, мобильный МТС!)
rekey=no — выключение инициации смены ключей со стороны сервера. Windows это не любит.
ike — перечень ciphersuites для использования с IKE (т.е. во время установки шифрованного соединения для передачи конфигурационных параметров, в том числе и ключей для установки SA)
esp — перечень ciphersuites для шифрования трафика
left и right — случаем все интерфейсы и принимаем всех клиентов
leftid — указываем наш FQDN. Нужно для сломанного IKEv2 в OS X El Capitan
leftauth/rightauth=pubkey — используем аутентификацию по ключам
leftsubnet — подсети, которые мы отправляем клиенту для маршрутизации (весь IPv4 и IPv6-интернет). Уберите IPv6, если не используете его.
rightsourceip — пул IP-адресов, из которого выдаем адрес клиенту. Уберите IPv6, если не используете его.
rightdns — IP-адреса DNS-серверов

Давайте разберемся с ciphersuites в ike и esp. Здесь перечислены методы шифрования в порядке убывания приоритета, и их так много из-за того, что некоторые из них могут быть недоступны на каких-то устройствах, например, мобильных. Первым делом идут так называемые AEAD-алгоритмы, т.е. такие шифры, которые не требуют отдельного алгоритма для аутентификации, с убывающей группой Диффи-Хеллмана для реализации Perfect Forward Secrecy (PFS). Это самые быстрые шифры, которые доступны в IPsec. Хоть это и AEAD-режим, в ike должны быть алгоритмы хеширования для процесса хендшейка. Затем идет привычный AES-CBC с группами Диффи-Хеллмана. Клиентам, которые не поддерживают PFS, мы не позволим подключиться.

Если у вас нет модуля xauth-noauth для соединения ikev1-fakexauth , то вы можете заменить его просто на xauth и создать пользователя в /etc/ipsec.secrets , например, с логином и паролем client1:

Теперь у нас есть три подключения: ikev2-pubkey для IKEv2, ikev1-fakexauth для IKEv1 с фейковой проверкой логина и пароля и ikev2-eap-tls — IKEv2+EAP-TLS для Windows Phone. Перезапускаем strongSwan.

Если все верно, вы увидите следующий вывод команды swanctl -L

Проблемы MTU

Из-за особенностей и ошибок в реализации разных IPsec-клиентов, MTU внутри туннеля нельзя угадать заранее, а на Android вообще устанавливается MTU 1500, из-за чего большие пакеты не передаются и вообще ничего не работает. Чтобы нивелировать этот недостаток, достаточно изменять параметр TCP MSS в момент установки TCP-соединения на стороне сервера. Будем использовать значение 1360 для IPv4 и 1340 для IPv6, чтобы размер пакета не превышал 1400 байт внутри туннеля:

На этом настройка сервера закончена. Не забудьте настроить NAT, если вам он нужен!

Настройка клиентов

Алгоритм настройки клиентов в общих чертах заключается в импорте сертификатов из файла *.p12, создании нового подключения с типом IPsec PKI, IPsec XAUTH RSA или IKEv2 (в зависимости от устройства), указания клиентского сертификата и адреса сервера.
Внимание! Нужно вводить именно тот адрес сервера, который вы вводили при создании серверного ключа. Подключиться по другому домену или просто по IP-адресу, если сертификат был сгенерирован на домен, не получится!

Windows

OS X и iOS

Android

Вы можете использовать как IPsec-клиент Android и подключаться по протоколу IKE, так и клиент strongSwan и использовать IKEv2. Клиент strongSwan работает стабильнее и надежно переподключает в случае потери соединения.

Импортируйте сертификат либо через файловый менеджер, либо используя пункт «Установка с SD-карты» в разделе «Безопасность». Перейдите в настройки VPN, создайте новое подключение с типом «IPSec Xauth RSA», в поле «Адрес сервера» впишите, собственно, адрес сервера, в поле «Сертификат пользователя IPSec» и «Сертификат ЦС IPSec» укажите сертификат «client1». Нажмите на соединение, введите любые логин и пароль и попробуйте подключиться.

Источник