OpenVPN - що це і як ним користуватися

VPN - це те, про що часто говорять, коли мова заходить про інструменти, які можуть підвищити рівень приватності. Дійсно, VPN - це багатофункціональний інструмент, який може допомогти вам підвищити рівень конфіденційності, захистити ваші дані та надати доступ до регіонально обмеженого контенту.

Сьогодні існує безліч провайдерів, які пропонують VPN як послугу, як правило, з щомісячною підпискою та готовим інтерфейсом для доступу до неї. Однак, замість того, щоб користуватися такою послугою, ви також можете налаштувати VPN самостійно за допомогою інструментів OpenVPN, широко використовуваної і простої в налаштуванні швидкої і надійної VPN-системи.

Таким чином, ви можете налаштувати VPN на власному виділеному або віртуальному виділеному сервері, або знайти більш доступного VPN-провайдера, який не пропонує власний VPN-інтерфейс.

Далі ми хочемо розглянути, що таке OpenVPN, які переваги він може принести вам, а також розглянути деякі основні етапи налаштування програми. Давайте почнемо!

Як працює OpenVPN: Основи розуміння правил проходження даних

Чи довіряють OpenVPN більше, тому що він не є комерційним?

Саме з цієї причини. OpenVPN - це рішення з відкритим вихідним кодом, і це значний внесок у надійність і конфіденційність, які він забезпечує.

Вихідний код OpenVPN знаходиться у відкритому доступі. Завдяки цій прозорості будь-хто може переглянути код, виявити вразливості та перевірити відсутність прихованих бекдорів або шкідливого коду. Той факт, що таку перевірку може зробити будь-який досвідчений програміст, який дбає про власну безпеку під час використання рішення, гарантує, що код OpenVPN є актуальним більшу частину часу, а баги та вразливості мають низькі шанси зберегтися протягом тривалого періоду.

Крім того, OpenVPN має велику спільноту людей, які безпосередньо беруть участь у розробці системи, з професійними експертами з безпеки та розробниками, які можуть постійно проводити аудит та вдосконалювати код.

З цієї причини OpenVPN часто оновлюється патчами від спільноти, які перевіряються досвідченими колегами.

Крім того, OpenVPN пропонує високий рівень кастомізації та конфігурації, а користувачі можуть вільно модифікувати програмне забезпечення на свій розсуд для підвищення безпеки або додавання нових функцій.

Активна спільнота OpenVPN не тільки переглядає код і випускає патчі та оновлення, а й забезпечує якісну підтримку спільноти, учасники якої готові надати взаємодопомогу, а також додаткову документацію і ресурси, так що вам не складе труднощів з'ясувати, як вирішити ту чи іншу проблему.

При цьому OpenVPN є абсолютно безкоштовним, що не може не розглядатися як перевага для всіх.

Характеристика протоколів OpenVPN UDP і TCP

Для передачі даних OpenVPN може використовувати протокол UDP (User Datagram Protocol) або TCP (Transmission Control Protocol), кожен з яких має свої особливості, переваги та недоліки. Давайте подивимося, для чого використовуються ці протоколи і яка між ними різниця.

UDP (User Datagram Protocol) - це протокол без з'єднання, тобто він не встановлює з'єднання перед відправкою даних і не гарантує доставку, порядок або перевірку помилок. Завдяки цьому в UDP відсутні механізми встановлення з'єднання і перевірки помилок, що призводить до менших накладних витрат і швидшої передачі даних у порівнянні з TCP. Це означає, що UDP характеризується вищою швидкістю і меншою затримкою при меншому використанні пропускної здатності, що робить його високоефективним для додатків, які вимагають швидкого зв'язку в реальному часі, таких як потокове відео, ігри та VoIP.

До недоліків UDP можна віднести ненадійну доставку, коли пакети іноді губляться або надходять не в повному обсязі, а також відсутність контролю перевантажень, що може стати проблемою без належного управління.

На відміну від UDP, TCP (Transmission Control Protocol) є протоколом, орієнтованим на з'єднання, тобто він встановлює з'єднання перед передачею даних і забезпечує надійну доставку. TCP зосереджується на перевірці помилок і повторній передачі втрачених пакетів, таким чином гарантуючи, що дані надходять в належному порядку.

TCP також має вбудований протокол перевантаження, який забезпечує контроль потоку і спрямований на запобігання перевантаженню мережі. 

Хоча TCP є більш стійким і надійним, він має більш високі накладні витрати і, отже, повільнішу передачу в порівнянні з UDP, а також збільшену затримку.

В цілому, обидва протоколи є важливими для функціонування OpenVPN, причому UDP є протоколом за замовчуванням, який забезпечує швидшу передачу даних, але є трохи ненадійним, а TCP має сильніші механізми контролю, але працює повільніше, тому вступає в гру, коли UDP не може керувати передачею даних самостійно.

Конфіденційність і безпека з OpenVPN: чи безпечно використовувати?

OpenVPN використовує надійні механізми шифрування та безпеки, а його код регулярно переглядається спільнотою з частими оновленнями, що дозволяє звести до нуля або зовсім уникнути проблем.

Що стосується шифрування, OpenVPN використовує шифрування Advanced Encryption Standard (AES) AES-256, який є одним з найнадійніших стандартів шифрування.

Для обміну ключами OpenVPN використовує RSA (з розміром ключа 2048 або 4096 біт) і криптографію еліптичної кривої (ECC), що гарантує безпеку процесів рукостискання.

Perfect Forward Secrecy (PFS) гарантує, що ключі сеансу не будуть порушені, навіть якщо приватний ключ сервера буде зламаний, оскільки для кожного сеансу надається унікальний ключ, тому атаки не можуть скористатися розшифровкою попередніх сеансів.

OpenVPN використовує безпечні протоколи TLS/SSL, які широко відомі своєю надійністю для встановлення захищених з'єднань

Вивчення механізму роботи OpenVPN

Тепер давайте подивимося, як насправді працює OpenVPN.

Основна механіка роботи OpenVPN полягає у створенні безпечних, зашифрованих тунелів для передачі даних між клієнтами і серверами. Розуміння правил проходження даних є важливим для розуміння того, як OpenVPN керує потоком даних. Давайте подивимося, як це працює в деталях:

Поняття автентифікації в OpenVPN

Початкове підключення та аутентифікація:

Початкове підключення клієнта до сервера OpenVPN складається з наступних кроків:

• TLS Handshake - це процес обміну сертифікатами і ключами між клієнтом і сервером з метою встановлення безпечного з'єднання.
• Аутентифікація: Після рукостискання клієнту за бажанням може знадобитися надати ім'я користувача/пароль, сертифікат або інші методи автентифікації. Після завершення автентифікації встановлюється захищений канал, і все може продовжуватися.

Налаштування тунелів в OpenVPN

Після успішної аутентифікації відбувається створення тунелю, через який будуть проходити захищені і зашифровані дані.

Спочатку OpenVPN створює віртуальний мережевий інтерфейс (наприклад, tun0 у випадку режиму TUN або tap0 у випадку режиму TAP). Після цього сервер призначає IP-адресу віртуальному інтерфейсу клієнта, таким чином створюється внутрішня IP-мережа.

Інкапсуляція і шифрування в OpenVPN

Тепер, коли тунель створено, можна починати передачу даних. Передача регулюється певними правилами проходження даних, які регулюють потік даних через тунель. Правила залежать від типу інкапсуляції, тобто від того, чи маємо ми справу з режимом маршрутизації або мостом.

Режим маршрутизації (TUN)

Режим маршрутизації включає наступний набір правил.

Інкапсуляція пакетів: Пакети даних з локальної мережі клієнта інкапсулюються в пакети OpenVPN. Після цього вони надсилаються через захищений тунель на сервер.

IP-маршрутизація: Сервер направляє пакети до відповідного місця призначення в локальній мережі або в Інтернеті, використовуючи таблицю маршрутизації та правила брандмауера.

Конфігурація клієнта: Файл конфігурації клієнта (.ovpn або .conf) часто містить директиви маршрутизації (push "route ..."), які визначають, який трафік повинен бути відправлений через VPN-тунель.

Режим Bridging (TAP)

Фрейми Ethernet 2-го рівня: Режим TAP працює на канальному рівні (Layer 2), обробляючи фрейми Ethernet. Цей режим може з'єднувати дві мережі, роблячи їх схожими на одну безперервну мережу.

Широкомовлення і багатоадресна передача: Режим TAP підтримує широкомовний і багатоадресний трафік, що корисно для таких додатків, як ігри в локальній мережі або певні типи виявлення мережі.

Передача даних в OpenVPN

Після шифрування та інкапсуляції пакети даних передаються через VPN-тунель. Оригінальний пакет даних, зашифрований і інкапсульований заголовком OpenVPN, тепер надсилається з віртуального мережевого інтерфейсу клієнта на інтерфейс сервера.

Під час передачі інкапсульованих пакетів OpenVPN може використовувати протоколи UDP або TCP. UDP пропонує кращу продуктивність, а TCP зазвичай використовується, якщо UDP з якихось причин не може бути використаний.

Після досягнення сервера зашифровані пакети даних обробляються. Це включає розшифровку за допомогою симетричного сеансового ключа з подальшою перевіркою HMAC для забезпечення цілісності та автентичності даних.

Розшифровані пакети потім декапсулюються. Заголовки OpenVPN видаляються, а оригінальні пакети даних відновлюються. Після цього пакети надсилаються за призначенням у локальній мережі сервера або, за необхідності, пересилаються в Інтернет.

Відправлення даних назад клієнту включає в себе зворотний процес, який складається з тих же інкапсуляції/шифрування, передачі, розшифровки і дешифрування, а також механізмів доставки.

Висновок

OpenVPN - це популярна, безкоштовна та відкрита VPN-система, яка вас не розчарує. Завдяки високій продуктивності та надійності, зручному інтерфейсу, простому налаштуванню та великій спільноті, це одна з найкращих VPN-систем, які ви можете знайти. Якщо ви зацікавлені в самостійному налаштуванні віртуальної приватної мережі, а не в готовому рішенні, OpenVPN - це, безумовно, чудовий варіант для використання.

FAQ

Чим OpenVPN відрізняється від традиційних VPN?

OpenVPN не слід протиставляти традиційним VPN, оскільки це не готове рішення, VPN-система, яку слід використовувати для побудови власної VPN-мережі. У порівнянні з більш відомими звичайним користувачам традиційними VPN-сервісами, використання OpenVPN для побудови власної VPN-мережі надає вам більше контролю та гнучкості.

OpenVPN, як правило, відрізняється безкоштовним відкритим вихідним кодом, швидкістю, безпекою і надійністю, а також можливістю кастомізації.

Які заходи гарантують безпеку OpenVPN?

Безпека OpenVPN гарантується низкою функцій, включаючи надійне шифрування, безпечні протоколи з'єднання та передачі даних, автентифікацію на основі сертифікатів, а також відкритим вихідним кодом з активною спільнотою розробників і користувачів, які забезпечують регулярні оновлення, що сприяють його надійності.

Для яких цілей використовується OpenVPN?

OpenVPN - це VPN-система, яку ви можете використовувати для створення власної VPN-мережі. Це не VPN-сервіс, а інструмент, який ви можете використовувати для створення власної віртуальної приватної мережі на власному обладнанні для будь-яких цілей.

Чим відрізняються протоколи OpenVPN UDP і OpenVPN TCP?

UDP і TCP - це два протоколи передачі даних, які активно використовуються в OpenVPN.

UDP (User Datagram Protocol) - це протокол без з'єднання, який зазвичай працює швидше, але іноді може бути ненадійним.

Коли UDP не працює, замість нього використовується TCP (Transmission Control Protocol - протокол управління передачею), оскільки це протокол, орієнтований на з'єднання, який забезпечує кращий контроль, краще управління і надійність, що має пріоритет над швидкістю.

Які переваги та недоліки використання OpenVPN?

OpenVPN позитивно вирізняється тим, що є безкоштовним, з відкритим вихідним кодом, надійним, безпечним і налаштовуваним, про що йшлося в статті вище. Однак для недосвідчених користувачів він може бути дещо складним, а надмірні функції безпеки призводять до збільшення накладних витрат і споживання ресурсів. У деяких сценаріях він може виявити проблеми сумісності, зокрема, проблеми з обходом брандмауера і NAT в деяких мережевих середовищах, що вимагає додаткового налаштування, підтримки на мобільних пристроях і не має вбудованої підтримки для більшості операційних систем, що робить його залежним від зовнішніх інструментів.