OpenVPN: что это такое и как им пользоваться

VPN – это то, о чем часто говорят, когда речь заходит об инструментах, позволяющих расширить конфиденциальность. Действительно, VPN – это многофункциональный инструмент, который может помочь вам повысить уровень конфиденциальности, защитить ваши данные и предоставить вам доступ к контенту с региональными ограничениями.

В настоящее время существует множество поставщиков VPN в качестве сервиса, обычно с ежемесячной подпиской и готовым интерфейсом для доступа. Однако вместо того, чтобы пользоваться подобными услугами, есть возможность настроить VPN самостоятельно с помощью инструментов, предоставляемых OpenVPN, широко распространенной и простой в настройке быстрой и надежной VPN-системой.

Таким образом, вы можете либо настроить VPN на своем собственном выделенном или виртуальном частном сервере, либо найти более доступного VPN-провайдера, который не предлагает свой собственный VPN-интерфейс.

Ниже мы рассмотрим, что именно представляет собой OpenVPN, какие преимущества он может вам дать, а также пройдемся по основным пунктам настройки приложения. Давайте начнем!

Как работает OpenVPN: Понимание правил пути передачи данных

Можно ли доверять OpenVPN, потому что он не является патентованным?

В частности, по этой причине. OpenVPN - это непроприетарное решение с открытым исходным кодом, и это существенный вклад в надежность и конфиденциальность, которые оно обеспечивает.

Исходный код OpenVPN находится в открытом доступе. Благодаря такой прозрачности любой желающий может ознакомиться с кодом, выявить уязвимости и убедиться в отсутствии скрытых бэкдоров или вредоносного кода. Тот факт, что подобную проверку может провести любой опытный кодер, заботящийся о своей безопасности при использовании решения, говорит о том, что код OpenVPN большую часть времени остается актуальным, а ошибки и уязвимости имеют низкие шансы сохраниться в течение длительного времени.

Кроме того, OpenVPN имеет обширное сообщество людей, непосредственно участвующих в разработке системы, с профессиональными экспертами по безопасности и разработчиками, которые могут постоянно проверять и улучшать код.

По этой причине OpenVPN часто обновляется исправлениями от сообщества, которые проверяются опытными экспертами.

Кроме того, OpenVPN предлагает высокий уровень настраиваемости и конфигурируемости: пользователи могут изменять программное обеспечение по своему усмотрению для повышения безопасности или добавления новых функций.

Активное сообщество OpenVPN не только проверяет код и выпускает патчи и обновления, но и обеспечивает качественную поддержку сообщества, члены которого готовы оказать взаимопомощь, а также избыточную документацию и ресурсы, так что вам не составит труда разобраться, как решить ту или иную проблему.

При всем этом OpenVPN совершенно бесплатен, что не может не быть преимуществом для любого пользователя.

Протоколы UDP и TCP OpenVPN

Для передачи данных OpenVPN может использовать либо UDP (User Datagram Protocol), либо TCP (Transmission Control Protocol), причем каждый протокол имеет свои особенности, преимущества и недостатки. Давайте посмотрим, для чего используются эти протоколы и в чем разница между ними.

UDP (User Datagram Protocol) – это протокол без соединения, то есть он не устанавливает соединение перед отправкой данных и не гарантирует доставку, порядок или проверку ошибок. Благодаря этому в UDP отсутствуют механизмы установки соединения и проверки ошибок, что приводит к меньшим накладным расходам и более быстрой передаче данных по сравнению с TCP. Это означает, что UDP характеризуется более высокой скоростью и меньшей задержкой при меньшем использовании полосы пропускания, что делает его высокоэффективным для приложений, требующих быстрой связи в реальном времени, таких как потоковое видео, игры и VoIP.

К недостаткам UDP можно отнести ненадежную доставку: пакеты иногда теряются или приходят не по порядку, а также отсутствие контроля перегруженности, что может стать проблемой без надлежащего управления.

В отличие от UDP, TCP (Transmission Control Protocol) – это протокол, ориентированный на соединение, то есть он устанавливает соединение перед передачей данных и обеспечивает надежную доставку. TCP уделяет особое внимание проверке ошибок и повторной передаче потерянных пакетов, тем самым обеспечивая порядок в доставке данных.

TCP также имеет встроенный протокол перегрузки, который обеспечивает контроль потока и направлен на предотвращение перегрузки сети. 

Хотя TCP более надежен и прочен, он имеет более высокие накладные расходы и, следовательно, более медленную передачу данных по сравнению с UDP, а также повышенную задержку.

В целом, оба протокола важны для работы OpenVPN, причем UDP является протоколом по умолчанию, который позволяет быстрее передавать данные, но немного ненадежен, а TCP отличается более сильными механизмами контроля, но при этом медленнее, поэтому он вступает в игру, когда UDP не может справиться с передачей самостоятельно.

Конфиденциальность и безопасность OpenVPN: безопасно ли его использовать?

OpenVPN использует надежные механизмы шифрования и безопасности, а его код регулярно проверяется сообществом и часто обновляется, обеспечивая полное отсутствие проблем.

Что касается шифрования, то в OpenVPN используется шифрование Advanced Encryption Standard (AES) AES-256, которое является одним из самых сильных стандартов шифрования.

Для обмена ключами OpenVPN использует RSA (с размером ключа 2048 или 4096 бит) и криптографию Elliptic Curve Cryptography (ECC), что обеспечивает безопасность процессов рукопожатия.

Perfect Forward Secrecy (PFS) гарантирует, что ключи сеансов не будут скомпрометированы даже в случае компрометации закрытого ключа сервера, поскольку для каждого сеанса предоставляется уникальный ключ, поэтому атаки не могут воспользоваться расшифровкой предыдущих сеансов.

OpenVPN использует безопасные протоколы TLS/SSL, которые широко известны своей надежностью при установлении защищенных соединений

Изучение механизма работы OpenVPN

Теперь давайте посмотрим, как на самом деле работает OpenVPN.

Основная механика работы OpenVPN заключается в создании безопасных, зашифрованных туннелей для передачи данных между клиентами и серверами. Для понимания того, как OpenVPN управляет потоком данных, необходимо знать правила прохождения данных. Давайте посмотрим, как это работает в деталях:

Понимание аутентификации в OpenVPN

Первоначальное подключение и аутентификация:

Первоначальное подключение клиента к серверу OpenVPN состоит из следующих шагов:

• TLS Handshake – это процесс обмена сертификатами и ключами между клиентом и сервером для установления безопасного соединения.
• Аутентификация: После рукопожатия клиенту может потребоваться предоставить имя пользователя/пароль, сертификат или другие методы аутентификации. После завершения аутентификации устанавливается защищенный канал, и можно приступать к работе.
  

Настройка туннелей в OpenVPN

После успешной аутентификации создается туннель, по которому будут передаваться защищенные и зашифрованные данные.

Сначала OpenVPN создает виртуальный сетевой интерфейс (например, tun0 в случае режима TUN или tap0 в случае режима TAP). Затем сервер присваивает виртуальному интерфейсу клиента IP-адрес, таким образом, создается внутренняя IP-сеть.

Инкапсуляция и шифрование в OpenVPN

Теперь, когда туннель создан, можно приступать к передаче данных. Передача регулируется определенными правилами пути передачи данных, которые регулируют поток данных через туннель. Правила зависят от типа инкапсуляции, от того, работаем ли мы в режиме маршрутизации или моста.

Режим маршрутизации (TUN)

Режим маршрутизации включает в себя следующий набор правил.

Инкапсуляция пакетов: Пакеты данных из локальной сети клиента инкапсулируются в пакеты OpenVPN. После этого они отправляются через защищенный туннель на сервер.

IP-маршрутизация: Сервер направляет пакеты в нужное место назначения в локальной сети или в Интернете, используя таблицу маршрутизации и правила брандмауэра.

Конфигурация клиента: Файл конфигурации клиента (.ovpn или .conf) часто содержит директивы маршрутизации (push «route ...»), которые определяют, какой трафик должен быть отправлен через VPN-туннель.

Режим моста (TAP)

Фреймы Ethernet второго уровня: Режим TAP работает на канальном уровне (Layer 2), обрабатывая фреймы Ethernet. Этот режим может соединять две сети, делая их видимыми как одну непрерывную сеть.

Широковещательная и многоадресная рассылка: Режим TAP поддерживает широковещательный и многоадресный трафик, что полезно для таких приложений, как игры по локальной сети или некоторые типы сетевых обнаружений.

Передача данных в OpenVPN

После шифрования и инкапсуляции пакеты данных передаются через VPN-туннель. Оригинальный пакет данных, зашифрованный и инкапсулированный с заголовком OpenVPN, теперь отправляется с виртуального сетевого интерфейса клиента на интерфейс сервера.

Во время передачи инкапсулированных пакетов OpenVPN может использовать либо протоколы UDP, либо TCP. UDP обеспечивает лучшую производительность, а TCP обычно используется, если UDP по каким-то причинам не может быть использован.

После достижения сервера зашифрованные пакеты данных обрабатываются. Это включает в себя расшифровку с помощью симметричного сеансового ключа с последующей проверкой HMAC для обеспечения целостности и подлинности данных.

Затем расшифрованные пакеты декапсулируются. Заголовки OpenVPN удаляются, и восстанавливаются исходные пакеты данных. После этого пакеты направляются по назначению в локальной сети сервера или при необходимости пересылаются в Интернет.

Отправка данных обратно клиенту включает в себя обратный процесс, состоящий из тех же механизмов инкапсуляции/шифрования, передачи, дешифрования и декапсуляции, а также доставки.

Заключение

OpenVPN – это популярная бесплатная VPN-система с открытым исходным кодом, которая вас не разочарует. Благодаря высокой производительности и надежности, удобному интерфейсу, простой настройке и обширному сообществу, это одна из лучших VPN-систем, которую вы только можете найти. Если вы заинтересованы в самостоятельной настройке виртуальной частной сети, а не в использовании готового решения, OpenVPN определенно является отличным вариантом для использования.

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ

Чем OpenVPN отличается от традиционных VPN?

OpenVPN не следует противопоставлять традиционным VPN, поскольку это не готовое решение, а VPN-система, которую следует использовать для самостоятельного построения VPN. По сравнению с более известными обычным пользователям традиционными VPN-сервисами, использование OpenVPN для построения собственной VPN-сети дает вам больше контроля и гибкости.

OpenVPN, как правило, отличается своей бесплатностью с открытым исходным кодом, быстротой, безопасностью и надежностью, а также настраиваемостью.

Какие меры обеспечивают безопасность OpenVPN?

Безопасность OpenVPN обеспечивается рядом особенностей, включая надежное шифрование, безопасные протоколы соединения и передачи данных, аутентификацию на основе сертификатов, а также его открытый исходный код с активным сообществом разработчиков и пользователей, что обеспечивает регулярные обновления, способствующие повышению его надежности.

Для каких целей используется OpenVPN?

OpenVPN - это VPN-система, которую вы можете использовать для построения VPN самостоятельно. Это не VPN-сервис, а инструмент, который вы можете использовать для создания виртуальной частной сети с помощью собственного оборудования для любых целей.

Чем отличаются протоколы OpenVPN UDP и OpenVPN TCP?

UDP и TCP – это два протокола передачи данных, которые активно используются в OpenVPN.

UDP (User Datagram Protocol) – это протокол без соединений, который обычно работает быстрее, но иногда может быть ненадежным.

Когда UDP не работает, вместо него используется TCP (Transmission Control Protocol), так как этот протокол, ориентированный на соединение, обеспечивает лучший контроль и надежность, приоритетнее скорости.

Каковы преимущества и недостатки использования OpenVPN?

OpenVPN положительно отличается тем, что является бесплатным, с открытым исходным кодом, надежным, безопасным и настраиваемым, о чем говорилось в статье выше. Однако для неопытных пользователей он может оказаться слишком сложным, а избыточные функции безопасности приводят к увеличению накладных расходов и потребления ресурсов. В некоторых сценариях могут возникнуть проблемы с совместимостью, в частности, проблемы с обходом брандмауэров и NAT в некоторых сетевых средах, требующие дополнительной настройки, поддержки мобильных устройств и отсутствия встроенной поддержки большинства операционных систем, что делает его зависимым от внешних инструментов.