Что такое vpn на пк. Что такое VPN подключение и как его настроить

Сегодня применение технологии VPN становится как никогда популярным. Кто-то с ее помощью получает доступ к заблокированным сайтам, кто-то пытается сохранить анонимность, а кто-то увеличить безопасность в сети.

Казалось бы, объяснения этой аббревиатуре и не нужно, хотя далеко не все могут четко объяснить, что это такое, для чего это нужно и в чем преимущества использования VPN. Попробуем разобраться вместе.

VPN что это такое?

Если же описывать свойства Virtual Private Network техническим языком, то получится следующее - процесс VPN представляет собой безопасное соединение с логической сетью, происходящее над частной или публичной сетью. Не очень понятно, не правда ли? Ну а я попробую Вам описать эту технологию куда проще. По сути, это приватная виртуальная сеть, которая позволяет сохранять пользовательские данные, отвязываясь от геолокации клиентского провайдера, что позволяет обходить блокировку сайтов. При этом трафик проходит через промежуточные узлы, и расшифровать данные проходящие через VPN практически невозможно.

VPN - это виртуальная приватная сеть, позволяющая организовать защищенный тоннель, благодаря движению трафика через промежуточные сервера.

Принцип работы VPN

Представьте лабиринт, где есть один вход, но вариантов выхода гораздо больше. Представим дальше, что Вас преследует, скажем, Минотавр, живущий в этом лабиринте. Вот Вы попадаете на один из них, стремительно выбегая через него, а Минотавр в растерянности не знает, каким ему воспользоваться и где искать свою жертву, тем самым он теряет свой обед в глубинах лабиринта. Так и работает VPN. Один вход, но далее множество вариаций выхода, которые не отследить и не узнать, что там происходит, в самых глубинных недрах лабиринта. Кстати, закрытая часть интернет - даркнет работает по такому же принципу.

Для чего нужен VPN?

VPN делает невидимым действующий IP-адрес, что позволяет находиться в сети анонимно. За счет этого возникает возможность загружать сайты, которые заблокированы в стране пребывания. То есть, используя VPN, для Вас открыты все двери в сети интернет и нет таких мест, куда бы Вам было запрещено зайти. Да еще и никто об этом не узнает. Кроме того, зачастую бывает так, что определенные сайты блокируют доступ к контенту резидентам из других стран. Например, на некоторых американских сайтах можно абсолютно легально смотреть фильмы, правда, только гражданам США. Прекрасный способ обойти эти ограничения - использвание VPN.

Теперь пару слов о безопасности. Допустим, Вы находитесь в торговом центре, где есть доступ к бесплатному Wi-Fi. Данная сеть не является защищенной, а значит, подключившись к ней, Вы рискуете потерять свои данные или какую-либо конфиденциальную информацию, например, про свой дополнительный доход . Просто злоумышленник без проблем перехватит Ваш трафик в незащищенной сети. Поэтому в таких местах лучше пользоваться VPN-сервисами. Благодаря шифрованию данных перехватить их становиться практически невозможно, но даже если это и получиться, то у злоумышленника ничего ценного из нее извлечь не выйдет.

Помимо этого VPN-сервисы давно взяли на вооружение крупные и не очень компании. Они используют технологию для удаленного доступа сотрудников к серверу компании. Такой подход позволяет экономить немало денег, плюс повысить безопасность передачи данных.

Что такое VPN и как эта технология работает, может узнать каждый человек. Для этого не потребуется специальных знаний и умений. Для начала нужно определиться с сервисом и скачать небольшую программу, которая уже самостоятельно позаботиться о Вашем трафике. Обзор лучших VPN сервисов я предлагаю начать с бесплатных вариантов.

TunnelBear

Начнем с Туннельного Медведя. Поддерживается OS X, iOS, Windows, Android. Довольно интересный интерфейс, где Вас постоянно сопровождают медведи. Они там везде. Довольно приемлемые условия предоставляются в бесплатном пакете. Бесплатный VPN в данной утилите представляет следующее: 128-битное AES шифрование и 500 мегабайт трафика. Подписавшись на аккаунт разработчика в Twitter, а затем, попросив его, можно получить дополнительный гигабайт данных на месяц.

Программа проста в настройке, можно сказать, настройки уже сделаны за Вас. Для начала требуется скачать «Мишек» и зарегистрировать аккаунт. Для этого потребуется ввести имя, электронную почту и придумать пароль. После этого зайти на свой почтовый ящик и перейти по ссылке, полученной от «Медведя». Ну а далее дело за малым, устанавливаете сертификат и начинаете пользование. На компьютере воспользоваться сервисом очень легко: ставите клиент, авторизуетесь, а затем выбираете точку включения (США, Великобритания, Канада, Германия, Япония, Австралия или Франция) и подключаете туннелирование. В общем, это самый креативный подход к выполнению технической программы. Там везде медведи и их рычание. Одним словом - суперинтерфейс.

Windscribe

Как и в случае с TunnelBear, поддержка всех устройств, мобильных и десктопных. Бесплатно предоставляется ограниченное количество трафика. Для пользования с компьютера потребуется скачать VPN расширение для Вашего браузера (для Chrome, Firefox и Opera). На Android и iOS системы есть специальные приложения, которые скачиваются в магазине. Выбрать местоположение IP предоставляется самостоятельно, а можно и автоматически подобрать самую подходящую.

С помощью системы Double Hop трафик проходит минимум два сервера перед тем, как Вы получите его на свое устройство. Система находит cookies и форматирует из них информацию, отправляемую рекламным компаниям или владельцу сайта. Также присутствует возможность подмены реальной информации, отправляемой Вашим браузером на фэйковую. И это речь о бесплатных инструментах. В бесплатный пакет включено ограничение по странам и трафик до 10 гигабайт в месяц.

Hotspot Shield

Данный сервис постоянно обновляется, что с каждым разом делает его очень удобным в использовании. В каждой новой версии расширяется и функционал. Используется эта программа для безопасного Wi-Fi соединения. Так же доступна на множестве платформ. Из основного плюса по сравнению с остальными бесплатными программами можно выделить тот факт, что трафик неограничен. Ну а недостаток заключается в том, что за неограниченный трафик придется потерпеть, наблюдая рекламу. Так же на официальном ресурсе разработчик утверждает, что не хранит и не передает данные никому.

OperaVPN

Эта утилита встроена в браузер Opera и доступна на персональных компьютерах, была добавлена также в Android. К слову, о последней системе – там доступны функции изменения геоданных, можно блокировать трекеры рекламы. Из доступных стран есть Канада, США, Голландия, Сингапур и Германия. Список стран в дальнейшем будет, конечно же, увеличиваться.

Хочется еще также отметить, что сервис функционирует чуть быстрее, чем его коллеги по цеху. Еще один плюс в том, что тут также все бесплатно и ограничений по трафику нет. Что же касается самого браузера на компьютере, то там достаточно активировать предусмотренный для включения/отключения чекбокс. Но есть один недостаток, довольно весомый. Это нововведение в браузере не является полноценным VPN-сервисом. Из этого следует, что сайты и сервисы могут без особых проблем узнать ваш реальный IP адрес.

Hideme

Пожалуй, самый лучший среди всех, несмотря на свою условную бесплатность, сервис. Для нового пользователя предлагается один день бесплатного тестирования. Далее уже нужно вносить денежки в копилку этого разработчика, но, как утверждают многие эксперты - оно того стоит. Давайте разберемся с их аргументами. Во-первых, абонентская плата при годовой подписке будет обходиться Вам всего в 126 рублей за месяц пользования, у остальных же она варьируется по стоимости от 5 до 10 долларов.

Во-вторых, нет ограничений по трафику. В-третьих, у них 74 сервера в 35 странах мира. В то время как у остальных подобных программ, в основном, используются США и малая часть Европы. Отсутствует какая-либо регистрация, что тоже немаловажно. Это позволяет полностью сохранить свою анонимность, используя анонимные банковские карты или ЭПС для оплаты услуг сервиса. Данный сервис существует уже более восьми лет, а это также говорит о многом. Ну и самое забавное тут то, что если кому-либо из госструктур потребуется вытащить ваши данные, то обращаться им придется в суд государства Белиз, что находится в Карибском бассейне. Хотя за все время существования сервиса подобных прецедентов не было.

VPN для Яндекс браузера

Еще один браузер, использующий VPN - Яндекс. Только тут, в отличие от Оперы придется скачать расширение. Подобных расширений там много, предлагаю рассмотреть пару самых популярных. Начнем с плагина ZenMate. Оснащен современным дизайном и прост в использовании. За счет прокси-сервера осуществляет подключение и просторы Интернета можно «шерстить» без потери скорости. Следующее расширение - Hola Better Internet. Считается эффективным за счет того, что для обеспечения безопасности дает возможность обходить блокировки IP. Так же оснащен понятным интерфейсом, позволяющим освоится без каких-либо сложностей новичку.

Тем, кому недостаточно функционала браузера Tor и бесплатных VPN сервисов, могут обратить свое внимание на платные программы. От бесплатных аналогов они отличаются более широким набором функций, более стабильной работой, да и выбор серверов у них гораздо шире. Да и с безопасностью у них обстоит дело лучше. Коротко пройдемся по лучшим, на мой взгляд, сервисам.

Speedify

Очень хороший и интересный по своим функциям сервис. Обеспечивает стабильное и быстрое соединение с Интернет сетью за счет комбинирования нескольких типов сетевых подключений. На практике выглядит это так: есть у Вас ноутбук, в который Вы одновременно подключили модем и кабель интернета, а с помощью Speedify объединили их. Вот и скорость увеличилась, да и за стабильное подключение можно не переживать. Так же шифрует переданные и получаемые данные. Интерфейс достаточно простой и понятный, что значительно упрощает использование.

Private Tunnel

Эта разработка принадлежит компании OpenVPN, которая известна своими продуктами на рынке защиты данных. В данном сервисе Вам предложат восемь серверов, расположенных в шести странах. Из минусов стоит отметить, что в тарифах ограничения по трафику, в отличие от других платных программ. Ну а плюс заключается в том, что привязать можно неограниченное количество устройств. Анонимайзер поддерживается на всех платформах.

NordVPN

Предоставляет серверы в 20-ти странах мира, есть даже в России. Разработчик также постарался оснастить сервис простейшим интерфейсом. Стоит отметить, что на их официальном сайте написано, что подключаться стоит к ближайшему от Вас серверу, чтобы не терять скорость данных. Для защиты информации используется уровень защищенных сокетов (SSL), использующий 2048-битное шифрование. Используется функция двойного шифрования. Это означает, что перед тем, как Вы отправляете информацию в интернет, она шифруется двумя различными узлами.

ExpressVPN

На фоне своих коллег выделяется громким заявление о том, что является самым быстрым VPN соединением среди всех. И по отзывам довольных пользователей кажется, что так и есть. Интерфейс не назовешь простым, тут уже требуется рука профессионала для настройки. Данные DNS-запросов и данные, относящиеся к трафику, не хранит. По стоимости, так же как и по скорости отличается от аналогов. Обойдется он Вам чуть дороже остальных. Еще стоит отметить, что развита техническая служба поддержки. Она функционирует круглосуточно, есть даже онлайн-чат для связи.

Как настроить ВПН соединение

Настройки VPN отличаются в зависимости от Вашей операционной системы. В сети очень много материала на эту тему, так что Вам не составит труда найти нужную инструкцию. Эти настройки касаются настройки корпоративных сетей, когда нужно получить доступ к удаленному серверу компании. При использовании сторонних сервисов, приведенных в этой статье, никаких дополнительных настроек проводить не придется. Все нужные настройки выполнит сама программа, Вам только останется ее включить.

Подводя итог разговору о VPN нельзя не сказать, что при всех положительных моментах, есть у VPN и свои недостатки. Особенно, это актуально для бесплатных сервисов. Дело в том, что их разработка и поддержание требует средств и если владелец предоставляет его пользователем бесплатно, значит, зарабатывает он на чем-то другом. Возможно, на Ваших персональных данных, в том числе и на том, в какие инвестиционные проекты вложены Ваши средства. Помните о пословице про бесплатный сыр и о том, что скупой платит дважды.

В 21 веке информационные технологии занимают неотъемлемое место в жизни практически любого человека. Даже 80-летняя бабушка из деревни, не знающая, как включить компьютер, косвенно связанна с ними. Базы данных, банковские счета, учетные записи в мессенджерах — все это требует высокого уровня безопасности. Интернет, разросшийся до глобальных масштабов, как и любой другой механизм, с усложнением конструкции — становится более уязвимым. Чтобы защитить конфиденциальную информацию, была изобретена технология VPN.

VPN подключение (от англ. Virtual Private Network — виртуальная частная сеть) — технология, позволяющая искусственно сформировать локальную сеть из участников сети интернет, не связанных физически прямым соединением. Это — надстройка над глобальной сетью, обеспечивающая между узлами связь, которая со стороны клиента кажется прямой.

Как работает VPN соединение

Виртуальная сеть VPN работает по принципу установки фиксированного подключения. Связь может устанавливаться напрямую, между двумя узлами одного уровня (по принципу «сеть-сеть» или «клиент-клиент»), или (что более распространено) — между сетью и клиентом. Один из элементов (сервер-инициатор подключения) должен иметь статический (постоянный) адрес IP, по которому его будут находить другие узлы сети. На сервере создается точка доступа в виде шлюза, с доступом в интернет. К ней присоединяются другие участники сети, подключение выполняется в виде изолированного тоннеля.

Для всех узлов коммутации, через которые проходят пакеты данных, информация зашифрована. Она передается в виде неразборчивого потока, перехват которого не даст хакерам ничего. Ключи кодирования-декодирования у многих протоколов (например, OpenVPN) хранятся только на конечных устройствах. А без них злоумышленники не могут сделать с перехваченными данными ничего. Для максимальной безопасности, архив с сертификатами и ключами (без которых не получится поднять защищенный VPN) можно переслать в зашифрованном виде, или вручную передать на флешке. В таком случае вероятность постороннего проникновения в компьютеры сети сводится к нулю.

Зачем нужен VPN

Прямая связь

В сети интернет не имеет значения физическая дистанция между участниками и сложность маршрута, по которому они обмениваются данными. Благодаря IP-адресации и DNS узлам, получить доступ к другому компьютеру во всемирной паутине можно из любого уголка земного шара. Гораздо важнее уровень безопасности соединения, особенно, при обмене конфиденциальной информацией. Чем больше точек коммутации (маршрутизаторов, шлюзов, мостов, узлов) проходят данные — тем выше вероятность их перехвата злоумышленниками. Имея физические параметры ПК или сервера (например, его IP-адрес) — посредством уязвимых методов подключения хакеры могут проникнуть в него, взломав парольную защиту. Именно от таких посягательств призван защитить протокол VPN.

Разблокировка доступа к ресурсам

Вторая функция VPN-сетей — открытие доступа к заблокированным ресурсам. Если на территории страны, в том или ином виде, действует цензура интернета (как в Китае) — ее граждане могут быть ограничены в доступе некоторым ресурсам. Выход в сеть через зарубежные сервера VPN позволяет избежать угрозы репрессий представителям оппозиционных сил в тоталитарных странах. Гос. органы, препятствующие свободе слова (как в Китае или КНДР), не смогут предъявить обвинений в просмотре «идеологически вредных» ресурсов, даже если провайдеры предоставят им бэкап всех перехваченных данных.

Некоторые онлайн-сервисы могут блокировать доступ клиентам из стран и регионов, где они официально не представлены. Такое иногда делают онлайн-игры, международные платежные системы, торговые площадки, интернет-магазины, системы онлайн-дистрибьюции цифрового контента (музыки, фильмов, игр). VPN-сервер, базирующийся в стране, где доступ открыт, снимает такие ограничения и позволяет совершать покупки.

Защита от взлома частных ресурсов

Еще одна причина, зачем нужно VPN подключение частным клиентам — удаленное администрирование. Если хочется максимально защитить сервер от посторонних вмешательств, можно создать «белый список» IP-адресов, имеющих доступ к нему. Когда один из них (адресов) принадлежит частному VPN-серверу — к администрируемому серверу можно безопасно подключиться из любой точки мира, используя шифрованную связь. Объект администрирования будет считать, что к нему подключились с разрешенного терминала, а администратор может не беспокоиться о риске взлома.

Защита коммерческой тайны

Протоколы VPN пользуются спросом в коммерческих структурах, работающих с деньгами и экономической тайной. Виртуальная защищенная сеть не дает хакерам взломать счета или выведать промышленные секреты и технологии. Сотрудники, которым по долгу службы необходимо поучить доступ к сетевым ресурсам компании из дому или в командировке, через VPN могут организовать подключение, не подвергая корпоративную сеть угрозе взлома.

В рамках данной статьи, я расскажу вам что такое VPN и зачем он нужен .

Если раньше интернет в большей степени использовался только для того, чтобы открыть какой-нибудь сайт, узнать полезную информацию и возможно даже оставить комментарий, то сегодня, в принципе, ничего не изменилось. Люди все так же открывают браузер, чтобы почитать интересное и нужное. Тем не менее, отличие все же есть.

Оно заключается в обилии личной и важной информации, проходящей через интернет. Поэтому было придумано немало технологий для их защиты. Одной из них является VPN, речь о которой и пойдет дальше.

Примечание : Статья написана простыми словами и не содержит многих технических аспектов, так как предназначена для первичного ознакомления.

Что такое VPN

VPN (Virtual Private Network) - это подход, позволяющий организовать частную сеть поверх основной сети. Простыми словами, например, создать общую частную сеть из компьютеров, расположенных в разных точках мира. Более жизненный пример - возможность из любого места с ноутбука управлять компьютером у себя дома так, как будто вы никуда и не выходили.

Стоит отметить, что чаще всего речь идет о защищенном соединении, так как по большей части использование VPN подразумевает передачу данных через интернет. Продолжая приведенный ранее пример, чтобы подключившись с ноутбука через публичную WiFi сеть к своему компьютеру с целью скачать важные документы или же просто посмотреть альбомы с фотографиями, злоумышленники не смогли их увидеть.

Однако, VPN может применяться и весьма специфическим образом. Например, как я уже рассказывал в статье как обойти блокировку сайтов , создается шифрованное соединение с неким удаленным VPN-сервером и уже этот сервер отправляет запросы к веб-сайтам. В таком случае, ваш IP-адрес и прочие технические моменты остаются скрытыми от сайта.

Еще одним важным моментом является то, что, при использовании защищенного VPN, трафик будет шифрованным даже для провайдера.

Как все происходит при защищенном VPN

Прежде всего стоит знать, что существует три типа соединения:

1. Узел-узел . Это соединение между двумя отдельными компьютерами (узлами) через защищенный VPN.

2. Узел-сеть . В данном случае речь идет о том, что с одной стороны есть один компьютер, а с другой стороны некая локальная сеть.

3. Сеть-сеть . Это объединение двух локальных сетей в одну.

Если вы обычный пользователь, не знающий ничего о сети, то может казаться, что эти типы существенно отличаются. Конечно, технические нюансы есть, но для простого понимания, все эти сети можно сводить к одной "Узел-узел". Дело в том, что для случая сети, просто компьютер или роутер , через который предоставляется доступ в интернет, так же организует и осуществляет связь через VPN. То есть, компьютеры внутри сети могут даже и не знать о наличии какого-либо VPN.

Теперь, рассмотрим как все происходит при использовании VPN (обобщенно):

1. На компьютерах устанавливаются и настраиваются специальные программы для создания VPN туннеля (простыми словами VPN соединения). Если же это роутер, то многие специализированные модели исходно поддерживают подобные соединения.

Примечание : Стоит знать, что программы бывают трех видов "клиент" (только подключение к другим компьютерам), "сервер" (осуществляет и организует доступ для VPN-клиентов) и "смешанный" (может как создавать подключения, так и принимать их).

2. Когда компьютер хочет обратиться к другому компьютеру, он обращается к VPN-серверу для установления шифрованного туннеля. В рамках данного шага, клиент и сервер обмениваются ключами (в шифрованном виде), если таковое нужно.

4. VPN-сервер дешифрует исходные данные и действует уже исходя из них.

5. Сервер так же шифрует свой ответ и передает его клиенту.

6. Клиент расшифровывает ответ.

Как видите, основная идея VPN весьма проста - обменялись ключами, а далее клиент и сервер передают друг другу шифрованные сообщения. Однако, она дает огромный плюс. Кроме IP-адреса клиента и сервера VPN, все данные передаются в закрытом виде, то есть обеспечивается безопасность передачи личной и важной информации.

Зачем нужен VPN

VPN обычно используется для следующих двух целей:

1. Безопасная передача данных в интернете . Данные исходно передаются в шифрованном виде, поэтому даже если злоумышленник сможет их перехватить, он ничего не сможет с ними сделать. Хорошо известный пример это HTTPS с SSL или TLS для обращения к сайтам. В этом случае между сайтом и открывшим его компьютером устанавливается защищенный VPN-туннель, поэтому в момент передачи данные находятся в безопасности.

Примечание : HTTPS подразумевает, что данные шифруются с SSL или TLS, а затем отсылаются стандартным образом, как и при HTTP.

2. Объединение компьютеров из разных точек мира в одну сеть . Согласитесь, что может быть весьма полезно в любой момент иметь доступ к компьютерам, находящимся в сотнях километрах от вас. Например, чтобы не таскать с собой все необходимое. Нужны фотографии или какие-то документы - зашли в интернет, подсоединились к домашнему компьютеру и скачали их в безопасном режиме. Или, например, если у вас есть две сети, то объединив их с помощью роутеров (создав VPN тоннель), вы можете обращаться к любому компьютеру без каких-либо дополнительных действий.

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

Раньше государство имело довольно посредственное представление об интернете, поэтому никак юридически не мешало пользователям. Сегодня, гуляя по мировой паутине, все чаще можно встретить фразу: «Этот сайт внесен в реестр запрещенных» или «Ваш провайдер заблокировал доступ».

Так вот, если вы хотите вернуть полную свободу действий в интернете и приобрести еще один уровень защиты, то вам непременно нужно ознакомиться с технологией виртуальных частных сетей – VPN.

VPN: термин и принцип работы

Virtual Private Network (VPN) – название технологии, обеспечивающей создание и наложение одной или нескольких сетей поверх любой другой сети пользователя.

А теперь, как именно работает VPN. Ваш компьютер имеет определенный IP-адрес, который блокирует доступ к определенным сайтам. Вы включаете технологию VPN посредством какой-нибудь программы или расширения. VPN меняет ваш адрес на адрес из сервера иной страны (например, Голландии или Германии).

Далее, создается защитное соединение, блокировать которое невозможно со стороны провайдера. В итоге – вы получаете защищенный протокол, по которому можно беспрепятственно посещать любые сайты интернета, причем совершенно анонимно.

Структура и разновидности технологии

Вся технология работает в два слоя. Первый – это внутренняя сеть, второй – внешняя. Когда вы подключаетесь к технологии, система идентифицирует вашу сеть, а уже после отправит запрос на аутентификацию. Данная технология очень похоже на авторизацию в какой-нибудь социальной сети, только здесь все проводится через защищенные протоколы и без участия провайдера.

Сами виртуальные сети также подразделяются на несколько категорий. Главная классификация идет по степени защиты, то есть пользователь может использовать и платные VPN, и бесплатные.

Разница между ними заключается в защищенном соединении. Например, системы с подпиской дадут вам защищенные протоколы, типа PPTP, IPSec и другие. В то время, как бесплатные VPN чаще дают только «доверительные» каналы. То есть ваша сеть само по себе должна быть сильно защищена, а VPN только усилит уровень защиты.

Если честно, то самый большой минус бесплатных VPN сервисов даже не безопасность, а стабильность работы и скорость подключения. Через бесплатный VPN интернет скорее всего будет работать очень медленно, и не всегда стабильно.

Подписка на платные VPN не превышает и 10 долларов в месяц, но нужна она далеко не каждому пользователю. Для обычных задач нет смысла приобретать Premium-аккаунты, вполне хватит и стандартных возможностей.

Причины использования VPN

Пользоваться технологией VPN необходимо каждому пользователю, и вот почему:

• Защита данных. Особенно подходит тем пользователям, кто любит подключиться к «халявному» соседскому Wi-Fi-соединению, а потом обнаружить, что данные о его карте были украдены. К таким ситуациям относятся и посиделки в кафе и вообще в любых точках с бесплатным Wi-Fi.
• Полная анонимность. Когда вы открываете новую вкладку с сайтом – это действие будет отображаться на сервере провайдера, так что ваше путешествие по интернету может отследить любой сотрудник компании. Включив VPN, вы скроете историю своих просмотров или посещений, так как вы используете иной IP-адрес.
• Возможность серфинга в интернете без препятствий. Букмекерские конторы, интернет-казино, торренты, форумы, сайты для взрослых – все «подполье» интернета вновь доступно для вас, все, как в былые времена.
• Использование зарубежных ресурсов. Это, конечно, вряд ли, что вы будете использовать англоязычные сервисы, типа hulu.com, но все равно – полноценный доступ ко всем популярным сайтам всего мира вам обеспечен.

Как пользоваться VPN на компьютере?

Рассмотрим ситуацию, когда мы пользуемся обычным браузером и хотим посетить заблокированные сайты. В данной ситуации можно пойти двумя путями:

1. установить VPN-клиент (программу) на ПК;
2. добавить расширение для браузера через Webstore.

Что первый, что второй вариант – они легко реализуются, но для полной картины рассмотрим и тот, и другой.

Так же можно использовать бесплатный, .

Чтобы установить VPN-клиент, необходимо скачать программу в интернете, например, «Betternet». Запускаем установочный файл и устанавливаем клиент. Запускаем его, нажимаем: «Connect» и все. Проблема в том, что программа автоматически выдает нам рандомный IP-адрес, и мы не можем выбрать страну, зато при нажатии всего одной кнопки мы уже используем VPN. И еще один минус – это необходимость постоянно запуска программы, впрочем, некоторые клиенты имеют возможность одновременного запуска с ОС.

Второй способ – это добавления расширения. Здесь минус в том, что, чаще всего, требуется регистрация для пользования, плюс, расширения имеют свойства «вылетать». Зато расширение использовать намного проще – кликаешь по иконке в браузере, выбираешь страну и profit. На данный момент существуют тысячи подобных программ, можете выбрать любую из них, например, «Hotspot Shield». Добавьте расширение в браузер, пройдите регистрацию и больше никаких технических моментов не будет.

Например, вот так работает расширение ZenMate VPN в браузере:



О VPN расширениях для разных браузеров мы писали в статье: .

Как пользоваться VPN на мобильных устройствах?

Мы рассмотрим те устройства, что имеют на борту популярные ОС, например, iOS или Андроид.

Использование VPN на смартфонах или планшетах тоже реализуется довольно просто, а именно – через мобильные приложения. Проблема в том, что некоторые программы требуют root-прав, а это дополнительные заморочки, плюс, возможность превращения телефона в «кирпич». Так что ищите те программы, которые не требуют от вас root-прав. На Android, например, это OpenVPN, а на iOS – это Cloak. Так же на iPhone и iPad можно использовать бесплатный и проверенный . Я сам им иногда пользуюсь, отлично работает.



Технология загрузки очень проста: скачиваем приложение из Play Market или AppStore, устанавливаем его на свой девайс. Далее, активируем VPN, выбираем профиль (откуда, получим IP-адрес), далее, проводится соединение и на этом все. Теперь вы гуляете по интернету через VPN, о чем вам и сообщит используемое приложение.

Теперь вы понимаете, как реализована технология VPN-соединений, и теперь ваше пребывание в сети станет более безопасным, анонимным, а главное – доступным и неограниченным.