OpenVPN
Template:NoteTA 腳本錯誤：沒有「Infobox」這個模塊。腳本錯誤：沒有「Check for unknown parameters」這個模塊。
Template:Internet security protocols
OpenVPN是一個用於創建虛擬私人網絡加密通道的軟件包，最早由James Yonan編寫。OpenVPN允許建立的VPN使用公開密鑰、電子證書、或者用戶名／密碼來進行身份驗證。
它大量使用了OpenSSL加密庫中的SSL/TLS協議函數庫。
目前OpenVPN能在Solaris、Linux、OpenBSD、FreeBSD、NetBSD、Mac OS X與Microsoft Windows以及Android和iOS上運行，並包含了許多安全性的功能。它不與IPsec兼容。
原理[編輯]
OpenVPN的技術核心是虛擬網卡，其次是SSL協議實現。
虛擬網卡[編輯]
腳本錯誤：沒有「main」這個模塊。 在OpenVPN中，如果用戶訪問一個遠程的虛擬地址（屬於虛擬網卡配用的地址系列，區別於真實地址），則作業系統會通過路由機制將數據包（TUN模式）或數據幀（TAP模式）發送到虛擬網卡上，服務程序接收該數據並進行相應的處理後，會通過SOCKET從外網上發送出去。這完成了一個單向傳輸的過程，反之亦然。當遠程服務程序通過SOCKET從外網上接收到數據，並進行相應的處理後，又會發送回給虛擬網卡，則該應用軟件就可以接收到。
加密[編輯]
OpenVPN使用OpenSSL庫來加密數據與控制信息。這意味着，它能夠使用任何OpenSSL支持的算法。它提供了HMAC功能以提高連接的安全性。此外，OpenSSL的硬件加速也能提高它的性能。2.3.0以後版本引入PolarSSL。OpenVPN 依賴 OpenSSL 或 mbed TLS，支援 AES、AES-GCM、ChaCha20-Poly1305[1] 等現代加密演算法，並可使用 TLS 1.2 / 1.3 進行金鑰交換。OpenVPN 也支援完美前向保密（Perfect Forward Secrecy, PFS），透過定期重新產生會話金鑰，降低單一金鑰遭受破解時造成的風險。
功能[編輯]
身份驗證[編輯]
OpenVPN提供了多種身份驗證方式，用以確認連接雙方的身份，包括：
- 預共享密鑰
- 數字證書
- 用戶名／密碼組合
預共享密鑰最為簡單，但它只能用於建立點對點的VPN；基於PKI的第三方證書提供了最完善的功能，但是需要額外維護一個PKI證書系統。OpenVPN2.0後引入了用戶名／口令組合的身份驗證方式，它可以省略客戶端證書，但是仍需要一份伺服器證書用作加密。
功能與端口[編輯]
- OpenVPN所有的通信都基於一個單一的IP端口，默認且推薦使用UDP協議通訊，同時也支持TCP。IANA（Internet Assigned Numbers Authority）指定給OpenVPN的官方端口為1194。OpenVPN 2.0以後版本每個進程可以同時管理數個並發的隧道。OpenVPN使用通用網絡協議（TCP與UDP）的特點使它成為IPsec等協議的理想替代，尤其是在ISP（Internet service provider）過濾某些特定VPN協議的情況下。
- OpenVPN連接能通過大多數的代理伺服器，並且能夠在NAT的環境中很好地工作。
- 服務端具有向客戶端「推送」某些網絡配置信息的功能，這些信息包括：IP位址、路由設置等。
- OpenVPN提供了兩種虛擬網絡接口：通用TUN/TAP驅動，通過它們，可以建立三層IP隧道，或者虛擬二層以太網，後者可以傳送任何類型的二層以太網絡數據。
- 傳送的數據可通過LZO算法壓縮。 但傳輸時使用lzo壓縮將遭受VORACLE威脅而暴露傳輸資料，官方預設不使用也不建議開啟此功能。[2]
安全性[編輯]
OpenVPN與生俱來便具備了許多安全特性：它在用戶空間運行，無須對內核及網絡協議棧作修改；初始完畢後以chroot方式運行，放棄root權限；使用mlockall（頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）以防止敏感數據交換到磁盤。
OpenVPN通過PKCS#11支持硬件加密標識，如智能卡。
安全研究與限制[編輯]
近年研究指出，OpenVPN 流量在某些情況下可能被深度封包檢查（DPI）辨識[3]，其指紋特徵包括封包長度分佈、握手行為與加密套件。雖然可透過外層隧道（如 Stunnel、Obfsproxy）降低可識別性，但仍可能受到嚴格網絡環境的封鎖。
在效能方面，OpenVPN 主要運作於使用者空間，並依賴加密演算法與 CPU 效能，因此在低性能設備（如家用路由器）上吞吐量可能受限。以 TCP 方式運作時，由於「TCP-over-TCP meltdown」[4]問題，效率可能低於 UDP 模式。
常見應用[編輯]
- 企業遠端存取：讓員工安全連線公司內網。
- 站點對站點 VPN，用於不同分支機構間的安全連線。
- 在公共 Wi-Fi 環境中保護使用者資料傳輸。
- 建立個人自架 VPN，以避免 ISP 封鎖或繞過地理限制。
版本[編輯]
社群版本OpenVPN Community[編輯]
伺服器端：需使用者自行下載原始碼編譯、安裝。
使用者端：使用OpenVPN Connect，支援Windows、Linux、Android與iOS。
商業版本OpenVPN Access Server[編輯]
伺服器端使用與社群版本相同的OpenVPN程式碼，但在上層建置易於操作的網頁式介面。
商業版本提供無限期2個VPN連線授權可免費試用。
商業版提供下列三種安裝方式：[5]
- 軟件套件，支援Ubuntu、Debian、Redhat、CentOS。
- 虛擬機映像檔，支援ESXi 5.0與Microsoft Hyper-V。
- 雲端服務佈署，支援Amazon AWS、Microsoft Azure、Google GCP、Digital Ocean droplets與ORACLE VPC。
OpenVPN Cloud[編輯]
提供使用者直接租用官方架設的OpenVPN Access Server，適用於不想自行安裝管理主機的企業用戶租用。
Private Tunnel[編輯]
提供僅需要使用VPN通道服務的個人用戶直接租用。
受中國大陸的限制[編輯]
由於OpenVPN通訊協議特徵明顯，當從中國大陸向境外OpenVPN伺服器傳輸大量數據或進行頻繁連接後，防火長城會封鎖OpenVPN伺服器所使用的TCP/UDP端口或伺服器IP位址，使OpenVPN無法連接。而在敏感時期則會針對OpenVPN伺服器回送證書完成握手創建有效加密連接時干擾連接，在使用TCP協議模式時握手會被連接重置，而使用UDP協議時含有伺服器認證證書的數據包會被故意丟棄，使OpenVPN無法創建有效加密連接而連接失敗。而在中國大陸內部的連接不受這種限制。
偽裝的改進[編輯]
- Stunnel，通過使用Stunnel轉發OpenVPN流量以消除OpenVPN的協議特徵，達到提供安全保護與流量偽裝的目的（通常將Stunnel設置於443端口偽裝成Web網站）。
- KCPtun[6]，使用KCPtun將OpenVPN流量轉為UDP流量傳輸，也可以消除OpenVPN的協議特徵。
- SSH，使用SSH創建隧道轉發OpenVPN流量，但SSH會暴露自身協議特徵[7]，故這種方式已被淘汰。
參考文獻[編輯]
- ↑ Template:Cite web
- ↑ Template:Cite web
- ↑ 腳本錯誤：沒有「citation/CS1」這個模塊。
- ↑ Template:Cite web
- ↑ Template:Cite web
- ↑ 腳本錯誤：沒有「citation/CS1」這個模塊。
- ↑ Template:Cite web
外部連結[編輯]
- OpenVPN 項目主頁 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
- Windows的OpenVPN-GUI （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） 2004-2006年間，由Mathias Sundman開發使用於Windows環境的OpenVPN-GUI程式，於2.3板後已併入OpenVPN專案內
- Tunnelblick, Mac OS X的GUI
- Android的OpenVPN-Settings（頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
參見[編輯]
腳本錯誤：沒有「Navbox」這個模塊。