клиент ike что это
IKEv2 туннель между MikroTik и StrongSwan: EAP ms-chapv2 и доступ к сайтам
Введение
Идея статьи возникла из желания пропускать определенные сайты через VPN-туннель напрямую через маршрутизатор, так как дома большое количество устройств, а пускать весь трафик через VPN неудобно в связи с низкой пропускной способностью туннеля. Статья написана сразу после создания конфигурации. Настройка будет проходить в Winbox MikroTik.
Конфигурация StrongSwan
Здесь я рассмотрю только основные конфигурационные файлы StrongSwan, без углубления в настройку данного демона.
Импорт сертификатов и настройка IPSec MikroTik
Импорт сертификатов
Для добавления сертификатов, необходимо перенести их в память вашего MikroTik в раздел Files.
Импортируем открытый ключ корневого сертификата вашего центра сертификации на VPS на котором установлен StrongSwan.
Последовательно импортируем открытый и закрытый ключи авторизации используемые в конфигурации StrongSwan.
Настройка клиента IPsec
Импортируем закрытый ключ авторизации StrongSwan, для использования в клиенте.
Далее, последовательно настраиваем профиль VPN-клиента.
Вместо «VPS IP» указываем адрес вашего сервера, где развернут StrongSwan.
В разделе IPsec Idenity настраиваем профиль авторизации, указываем учётные данные и сертификат импортированный ранее.
После выполнения этого шага туннель между MikroTik и StrongSwan будет поднят автоматически.
Вывод в разделе Log при успешной авторизации
Настройка маршрутизации трафика и списка ресурсов
В разделе NAT создаем правило перенаправления трафика.
В данном случае я использовал списки адресов.
Перенаправляем трафик на шлюз(IP адрес выданный StrongSwan)
Настройка списков
В разделе Address Lists необходимо добавить следующие списки:
Заключение
В данной статье я постарался подробно описать настройку туннеля между MicroTik и StrongSwan. Очень жду фидбека и вашей конструктивной критики.
Почему я люблю IKEv2 больше других VPN
Сейчас все вокруг настраивают VPN для удаленных сотрудников. Мне больно смотреть, как люди устанавливают монструозные глючные программы, настраивают какие-то сертификаты, устанавливают драйвера TUN/TAP и делают множество сложных операций, в то время как лучшее решение уже встроено в операционную систему.
IKEv2 — это современный протокол VPN, разработанный Microsoft и Cisco. Он используется по умолчанию для новых VPN-подключений в Windows, macOS, iOS. Он быстрее и безопаснее большинства VPN-протоколов и может легко настраиваться на стороне клиента в два клика без использования сторонних программ.
Я считаю, что IPsec IKEv2 отлично подходит не только для соединения серверов, но и для обычных VPN-подключений конечных пользователей. В этом посте я постараюсь убедить вас использовать IPsec IKEv2 для обычных домашних пользователей вместо OpenVPN.
IKEv2 быстрее
При прочих равных условиях, IKEv2 будет всегда быстрее OpenVPN. Это особенно заметно на маломощных системах с медленной памятью, например на роутерах или одноплатных компьютерах.
Дело в том, что IPsec работает в контексте ядра операционной системы, а OpenVPN в контексте пользователя (userspace), и на обработку каждого пакета происходит переключение контекста между процессами ядра и процессами пользователя. Это влияет как на пропускную способность, так и на задержки.
Сравнение задержек для разных протоколов VPN.
Скриншот выше показывает разницу в задержке в два раза между IPsec и OpenVPN. Разумеется, разницу в 1мс невозможно заметить на глаз, но при нагрузке на систему эти значения могут значительно изменяться. Кроме того, реальные показатели сильно зависят от характеристик конкретной системы, поэтому я не буду приводить абсолютные цифры для сравнения двух протоколов. Задержки очень важны при использовании голосовой и видеосвязи через VPN.
По моим субъективным ощущениям IKEv2 на Windows 10 работает заметно отзывчивее чем OpenVPN. Ведь реальное использование десктопного компьютера сильно отличается от синтетических тестов VPN-протоколов. Нагрузка на процессор и память непостоянная, пользователь может запускать ресурсоемкие программы, все это будет влиять на показатели.
IKEv2 проще в настройке
Все современные операционные системы (кроме Android) поддерживают IPsec IKEv2 прямо из коробки. Не нужно устанавливать никакие программы, драйвера виртуальных адаптеров TUN/TAP и прочее. Всё управление VPN происходит из системного меню.
При этом настройку на клиенте можно упростить до трех строчек:
Настройка на Windows 10
Мастер настройки VPN вызывается из меню подключения к WiFi. С настройкой одного окна справится пользователь любой квалификации. Созданное подключение активируется из меню со списком WiFi-сетей.
Интерфейс настройки нового IKEv2 подключения в Windows 10
В macOS поддерживается IKEv2 начиная с версии 10.11 (El Capitan). Создание подключения происходит через меню настроек сети.
Добавляем новое подключение. В качестве имени подключения задаем любое произвольное имя.
Для проверки подлинности сертификата, нужно указать доменное имя. При этом в поле «Server Address» можно указать IP-адрес сервера, а домен только в «Remote ID», тогда для подключения не будет выполняться DNS-резолв, и оно будет происходить чуть быстрее.
Логин и пароль пользователя указываем из файла /etc/ipsec.secrets
Настройку iOS можно выполнить вручную через мастер, но намного удобнее использовать профиль автоконфигурации mobileconfig.
Ручная настройка по смыслу аналогична десктопной macOS:
IKEv2 это безопасно
На предыдущем шаге мы выяснили, что для настройки подключения достаточно логина и пароля. Но как клиенту проверить, что подключение не прослушивается, не подменяются данные и сервер действительно тот, за кого себя выдает? Для этого используются обычные SSL-сертификаты, которые мы привыкли использовать для веб-сайтов и HTTPS.
Клиент устанавливает защищенный SSL-тоннель с сервером, и уже внутри него передается логин-пароль. По умолчанию в Windows и macOS для передачи пароля используется алгоритм mschapv2. Таким образом с помощью SSL-сертификата клиент проверяет подлинность сервера, а по логину-паролю сервер проверяет подлинность клиента.
Сервер IKEv2 может использовать один и тот же сертификат вместе с веб-сервером, например от популярного Let’s Encrypt. Это сильно упрощает управлением сертификатами.
Такая же модель используется в OpenVPN, и при желании в нем можно использовать сертификат от Lets Encrypt, однако администратору в любом случае потребуется передать пользователю файл для настройки VPN.
Настраиваем IKEv2 сервер
Развернуть свой IKEv2 сервер можно за пару минут с помощью скриптов автоматической установки или используя готовые контейнеры. Использовать docker не рекомендуется, так как его сетевая подсистема снижает производительность IPsec на дешевых тарифах VPS. Вы также можете настроить IKEv2-сервер вручную, на Хабре есть статьи с примерами настройки сервера Strongswan.
Мы будем использовать один из наиболее удачных вариантов скриптов автонастройки github.com/jawj/IKEv2-setup
Этот скрипт хорош тем, что использует сертификаты от Lets Encrypt и автоматически генерирует валидный сертификат.
Шаг 1: Выбор сервера
Для запуска VPN сервера нам потребуется VDS. Подойдет самая простая конфигурация с одним ядром процессора. Скрипт из нашего примера лучше всего протестирован на Ubuntu 18.04, поэтому при создании сервера выбираем этот образ ОС.
Ждем окончания установки сервера и копируем реквизиты для подключения. Пароль root придет на почту, либо его можно задать вручную через веб-интервейс. Далее все команды мы вводим
Шаг 2: Установка Strongswan
Подключаемся SSH-клиентом и запускаем скрипт установки:
Шаг 3: Настройка клиента
Введенные реквизиты пользователя VPN теперь нужно использовать для настройки на клиенте. Важно использовать именно то доменное имя, которое вы вводили в Hostname for VPN.
Шаг 4: Добавление новых пользователей
Чтобы добавить нового пользователя в уже созданный сервер, отредактируйте файл /etc/ipsec.sectes.
После добавления пользователя выполните команду ipsec secrets чтобы Strongswan перечитал конфиг.
Заключение
Мы рассмотрели удобство IKEv2 со стороны пользователя. Администрирование такого сервера не сложнее, а иногда даже проще чем OpenVPN. Если вы только планируете организовать удаленный доступ для своих сотрудников, обязательно посмотрите в сторону IKEv2. Не заставляйте своих пользователей устанавливать лишние программы, если все необходимое уже есть на их компьютере. Это удобнее, безопаснее и намного прогрессивнее.
VPN везде и всюду: IPsec без L2TP со strongSwan
достаточно сильный лебедь
Если вы когда-либо искали VPN, который будет работать на десктопах, мобильных устройствах и роутерах без установки дополнительного ПО и перепрошивки роутера, вы, вероятно, выбирали между PPTP и L2TP+IPsec. У протокола PPTP имеются проблемы с безопасностью и прохождением через брандмауеры и NAT, так что в 2015 году его уже использовать не стоит, а использование L2TP излишне, т.к. L2 VPN, по моему мнению, для обычного удаленного доступа не нужен практически никогда.
Удивительно, что в интернете не так-то просто можно найти информацию о настройке чего-то помимо L2TP+IPsec в транспортном режиме, учитывая, что это обширный стек протоколов, который можно конфигурировать буквально как душе угодно, поэтому я попытаюсь устранить такое несовершенство мира.
Небольшое введение в мир IPsec
Вообще говоря, не совсем правильно называть IPsec VPN. IPsec не предназначен для построения «виртуальных частных сетей», а создан для шифрования или защиты от подмены передаваемых по IP данных. Это специальный слой поверх IP, который, в зависимости от режима и настроек, работает по-разному. В отличие от привычного VPN, который создает новый интерфейс в системе, на который вы, как это чаще всего бывает, назначаете IP-подсеть из диапазона частных адресов (т.е. создаете новый сетевой сегмент), и через который маршрутизируется трафик в зашифрованном виде, IPsec просто шифрует трафик магическим образом между «внешними» интерфейсами сервера и клиента.
Все современные десктопные ОС (Windows Vista/7/8/8.1, OS X, Linux), мобильные устройства (Android, iOS, Windows Phone, Blackberry) и некоторые роутеры поддерживают VPN с использованием IPsec ESP в туннельном режиме и его настройкой через протокол Internet Key Exchange (IKE) версии 1 или 2, а значит IPsec мы именно так и будем настраивать.
Кстати, писать правильно IPsec, но Cisco IPSec.
IPsec в Linux
Жизнь со swanctl: 
Жизнь без swanctl: 
Переходим к настройке
Будем настраивать подключение через IKEv2 (Windows, Linux, Blackberry), IKEv1+XAUTH (iOS, OS X, Android) и IKEv2+EAP-TLS (Windows Phone). Используем ключи, никаких PSK!
Разработчики strongSwan предлагают нам использовать команду «ipsec pki» для генерации ключей, но она настолько же неудобная, насколько и обычный openssl, поэтому я адаптировал Easy-RSA v3 из OpenVPN для генерации как OpenVPN, так и IPsec-совместимых ключей. С ним вы можете использовать одну связку ключей для двух протоколов!
github.com/ValdikSS/easy-rsa-ipsec
Easy-RSA чрезвычайно простой, поддерживать PKI-инфраструктуру с ним одно удовольствие!
Итак, инициализируем PKI и создаем CA, серверный и клиентский ключи. Важно, чтобы название серверного ключа совпадало с FQDN (доменом, проще говоря) вашего сервера!
Ключи сгенерированы. Я добавлял параметр nopass на каждом шагу, чтобы ключи не были защищены паролем (его можно установить позже в любое время).
Переходим к настройке strongSwan!
Первым делом, указываем наш приватный ключ в /etc/ipsec.secrets
Редактируем конфигурационный файл /etc/ipsec.conf
Теперь у нас есть три подключения: ikev2-pubkey для IKEv2, ikev1-fakexauth для IKEv1 с фейковой проверкой логина и пароля и ikev2-eap-tls — IKEv2+EAP-TLS для Windows Phone. Перезапускаем strongSwan.
Проблемы MTU
Из-за особенностей и ошибок в реализации разных IPsec-клиентов, MTU внутри туннеля нельзя угадать заранее, а на Android вообще устанавливается MTU 1500, из-за чего большие пакеты не передаются и вообще ничего не работает. Чтобы нивелировать этот недостаток, достаточно изменять параметр TCP MSS в момент установки TCP-соединения на стороне сервера. Будем использовать значение 1360 для IPv4 и 1340 для IPv6, чтобы размер пакета не превышал 1400 байт внутри туннеля:
На этом настройка сервера закончена. Не забудьте настроить NAT, если вам он нужен!
Настройка клиентов
Алгоритм настройки клиентов в общих чертах заключается в импорте сертификатов из файла *.p12, создании нового подключения с типом IPsec PKI, IPsec XAUTH RSA или IKEv2 (в зависимости от устройства), указания клиентского сертификата и адреса сервера.
Внимание! Нужно вводить именно тот адрес сервера, который вы вводили при создании серверного ключа. Подключиться по другому домену или просто по IP-адресу, если сертификат был сгенерирован на домен, не получится!
Windows
OS X и iOS
Android
Вы можете использовать как IPsec-клиент Android и подключаться по протоколу IKE, так и клиент strongSwan и использовать IKEv2. Клиент strongSwan работает стабильнее и надежно переподключает в случае потери соединения.
Импортируйте сертификат либо через файловый менеджер, либо используя пункт «Установка с SD-карты» в разделе «Безопасность». Перейдите в настройки VPN, создайте новое подключение с типом «IPSec Xauth RSA», в поле «Адрес сервера» впишите, собственно, адрес сервера, в поле «Сертификат пользователя IPSec» и «Сертификат ЦС IPSec» укажите сертификат «client1». Нажмите на соединение, введите любые логин и пароль и попробуйте подключиться.
Анатомия IPsec. Проверяем на прочность легендарный протокол
В современном мире различные VPN-технологии используются повсеместно. Некоторые (например, PPTP) со временем признаются небезопасными и постепенно отмирают, другие (OpenVPN), наоборот, с каждым годом наращивают обороты. Но бессменным лидером и самой узнаваемой технологией для создания и поддержания защищенных частных каналов по-прежнему остается IPsec VPN. Иногда при пентесте можно обнаружить серьезно защищенную сеть с торчащим наружу лишь пятисотым UDP-портом. Все остальное может быть закрыто, пропатчено и надежно фильтроваться.
В такой ситуации может возникнуть мысль, что здесь и делать-то особо нечего. Но это не всегда так. Кроме того, широко распространена мысль, что IPsec даже в дефолтных конфигурациях неприступен и обеспечивает должный уровень безопасности. Именно такую ситуацию сегодня и посмотрим на деле. Но вначале, для того чтобы максимально эффективно бороться c IPsec, нужно разобраться, что он собой представляет и как работает. Этим и займемся!
IPsec изнутри
Перед тем как переходить непосредственно к самому IPsec, неплохо бы вспомнить, какие вообще бывают типы VPN. Классификаций VPN великое множество, но мы не будем глубоко погружаться в сетевые технологии и возьмем самую простую. Поэтому будем делить VPN на два основных типа — site-to-site VPN-подключения (их еще можно назвать постоянные) и remote access VPN (RA, они же временные).
Первый тип служит для постоянной связи различных сетевых островков, например центрального офиса со множеством разбросанных филиалов. Ну а RA VPN представляет собой сценарий, когда клиент подключается на небольшой промежуток времени, получает доступ к определенным сетевым ресурсам и после завершения работы благополучно отключается.
Нас будет интересовать именно второй вариант, так как в случае успешной атаки удается сразу же получить доступ к внутренней сети предприятия, что для пентестера достаточно серьезное достижение. IPsec, в свою очередь, позволяет реализовывать как site-to-site, так и remote access VPN. Что же это за технология и из каких компонентов она состоит?
Стоит отметить, что IPsec — это не один, а целый набор различных протоколов, которые обеспечивают прозрачную и безопасную защиту данных. Специфика IPsec состоит в том, что он реализуется на сетевом уровне, дополняя его таким образом, чтобы для последующих уровней все происходило незаметно. Основная сложность состоит в том, что в процессе установления соединения двум участникам защищенного канала необходимо согласовать довольно большое количество различных параметров. А именно — они должны аутентифицировать друг друга, сгенерировать и обменяться ключами (причем через недоверенную среду), а также договориться, с помощью каких протоколов шифровать данные.
Именно по этой причине IPsec и состоит из стека протоколов, обязанность которых лежит в том, чтобы обеспечить установление защищенного соединения, его работу и управление им. Весь процесс установления соединения включает две фазы: первая фаза применяется для того, чтобы обеспечить безопасный обмен ISAKMP-сообщений уже во второй фазе. ISAKMP (Internet Security Association and Key Management Protocol) — это протокол, который служит для согласования и обновления политик безопасности (SA) между участниками VPN-соединения. В этих политиках как раз и указано, с помощью какого протокола шифровать (AES или 3DES) и с помощью чего аутентифицировать (SHA или MD5).
Две основные фазы IPsec
Итак, мы выяснили, что вначале участникам нужно договориться, с помощью каких механизмов будет создано защищенное соединение, поэтому теперь в дело вступает протокол IKE. IKE (Internet Key Exchange) используется для формирования IPsec SA (Security Association, те самые политики безопасности), проще говоря — согласования работы участников защищенного соединения. Через этот протокол участники договариваются, какой алгоритм шифрования будет применен, по какому алгоритму будет производиться проверка целостности и как аутентифицировать друг друга. Нужно заметить, что на сегодняшний день существует две версии протокола: IKEv1 и IKEv2. Нас будет интересовать только IKEv1: несмотря на то что IETF (The Internet Engineering Task Force) впервые представили его в 1998 году, он по-прежнему еще очень часто используется, особенно для RA VPN (см. рис. 1).
Рис. 1. Cisco ASDM VPN Wizard
Что касается IKEv2, первые его наброски были сделаны в 2005 году, полностью описан он был в RFC 5996 (2010 год), и лишь в конце прошлого года он был объявлен на роль стандарта Интернет (RFC 7296). Более подробно про различия между IKEv1 и IKEv2 можно прочитать во врезке. Разобравшись с IKE, возвращаемся к фазам IPsec. В процессе первой фазы участники аутентифицируют друг друга и договариваются о параметрах установки специального соединения, предназначенного только для обмена информацией о желаемых алгоритмах шифрования и прочих деталях будущего IPsec-туннеля. Параметры этого первого туннеля (который еще называется ISAKMP-туннель) определяются политикой ISAKMP. Первым делом согласуются хеши и алгоритмы шифрования, далее идет обмен ключами Диффи-Хеллмана (DH), и лишь затем происходит выяснение, кто есть кто. То есть в последнюю очередь идет процесс аутентификации, либо по PSK-, либо по RSA-ключу. И если стороны пришли к соглашению, то устанавливается ISAKMP-туннель, по которому уже проходит вторая фаза IKE.
На второй фазе уже доверяющие друг другу участники договариваются о том, как строить основной туннель для передачи непосредственно данных. Они предлагают друг другу варианты, указанные в параметре transform-set, и, если приходят к согласию, поднимают основной туннель. Важно подчеркнуть, что после его установления вспомогательный ISAKMP-туннель никуда не девается — он используется для периодического обновления SA основного туннеля. В итоге IPsec в некоем роде устанавливает не один, а целых два туннеля.
Как обрабатывать данные
Теперь пару слов про transform-set. Нужно ведь как-то шифровать данные, идущие через туннель. Поэтому в типовой конфигурации transform-set представляет собой набор параметров, в которых явно указано, как нужно обрабатывать пакет. Соответственно, существует два варианта такой обработки данных — это протоколы ESP и AH. ESP (Encapsulating Security Payload) занимается непосредственно шифрованием данных, а также может обеспечивать проверку целостности данных. AH (Authentication Header), в свою очередь, отвечает лишь за аутентификацию источника и проверку целостности данных.
Например, команда `crypto ipsec transform-set SET10 esp-aes` укажет роутеру, что transform-set с именем `SET10` должен работать только по протоколу ESP и c шифрованием по алгоритму AES. Забегая вперед, скажу, что здесь и далее мы будем использовать в качестве цели маршрутизаторы и файрволы компании Cisco. Собственно с ESP все более-менее понятно, его дело — шифровать и этим обеспечивать конфиденциальность, но зачем тогда нужен AH? AH обеспечивает аутентификацию данных, то есть подтверждает, что эти данные пришли именно от того, с кем мы установили связь, и не были изменены по дороге. Он обеспечивает то, что еще иногда называется anti-replay защитой. В современных сетях AH практически не используется, везде можно встретить только ESP.
Параметры (они же SA), выбираемые для шифрования информации в IPsec-туннеле, имеют время жизни, по истечении которого должны быть заменены. По умолчанию параметр lifetime IPsec SA составляет 86 400 с, или 24 ч.
В итоге участники получили шифрованный туннель с параметрами, которые их всех устраивают, и направляют туда потоки данных, подлежащие шифрованию. Периодически, в соответствии с lifetime, обновляются ключи шифрования для основного туннеля: участники вновь связываются по ISAKMP-туннелю, проходят вторую фазу и заново устанавливают SA.
Режимы IKEv1
Мы рассмотрели в первом приближении основную механику работы IPsec, но необходимо заострить внимание еще на нескольких вещах. Первая фаза, помимо всего прочего, может работать в двух режимах: main mode или aggressive mode. Первый вариант мы уже рассмотрели выше, но нас интересует как раз aggressive mode. В этом режиме используется три сообщения (вместо шести в main-режиме). При этом тот, кто инициирует соединение, отдает все свои данные разом — что он хочет и что умеет, а также свою часть обмена DH. Затем ответная сторона сразу завершает свою часть генерации DH. В итоге в этом режиме, по сути, всего два этапа. То есть первые два этапа из main mode (согласование хешей и обмен DH) как бы спрессовываются в один. В результате этот режим значительно опаснее по той причине, что в ответ приходит много технической информации в plaintext’е. И самое главное — VPN-шлюз может прислать хеш пароля, который используется для аутентификации на первой фазе (этот пароль еще часто называется pre-shared key или PSK).
Ну а все последующее шифрование происходит без изменений, как обычно. Почему же тогда этот режим по-прежнему используется? Дело в том, что он намного быстрее, примерно в два раза. Отдельный интерес для пентестера представляет тот факт, что aggressive-режим очень часто используется в RA IPsec VPN. Еще одна небольшая особенность RA IPsec VPN при использовании агрессивного режима: когда клиент обращается к серверу, он шлет ему идентификатор (имя группы). Tunnel group name (см. рис. 2) — это имя записи, которая содержит в себе набор политик для данного IPsec-подключения. Это уже одна из фич, специфичных оборудованию Cisco.
Рис. 2. Tunnel group name
Двух фаз оказалось недостаточно
Казалось бы, что получается и так не слишком простая схема работы, но на деле все еще чуть сложнее. Со временем стало ясно, что только одного PSK недостаточно для обеспечения безопасности. Например, в случае компрометации рабочей станции сотрудника атакующий смог бы сразу получить доступ ко всей внутренней сети предприятия. Поэтому была разработана фаза 1.5 прямо между первой и второй классическими фазами. К слову, эта фаза обычно не используется в стандартном site-to-site VPN-соединении, а применяется при организации удаленных VPN-подключений (наш случай). Эта фаза содержит в себе два новых расширения — Extended Authentication (XAUTH) и Mode-Configuration (MODECFG).
XAUTH — это дополнительная аутентификация пользователей в пределах IKE-протокола. Эту аутентификацию еще иногда называют вторым фактором IPsec. Ну а MODECFG служит для передачи дополнительной информации клиенту, это может быть IP-адрес, маска, DNS-сервер и прочее. Видно, что эта фаза просто дополняет ранее рассмотренные, но полезность ее несомненна.
IKEv2 vs IKEv1
Оба протокола работают по UDP-порту с номером 500, но между собой несовместимы, не допускается ситуация, чтобы на одном конце туннеля был IKEv1, а на другом — IKEv2. Вот основные отличия второй версии от первой:
— В IKEv2 больше нет таких понятий, как aggressive- или main-режимы.
— В IKEv2 термин первая фаза заменен на IKE_SA_INIT (обмен двумя сообщениями, обеспечивающий согласование протоколов шифрования/хеширования и генерацию ключей DH), а вторая фаза — на IKE_AUTH (тоже два сообщения, реализующие собственно аутентификацию).
— Mode Config (то, что в IKEv1 называлось фаза 1.5) теперь описан прямо в спецификации протокола и является его неотъемлемой частью.
— В IKEv2 добавился дополнительный механизм защиты от DoS-атак. Суть его в том, что прежде, чем отвечать на каждый запрос в установлении защищенного соединения (IKE_SA_INIT) IKEv2, VPN-шлюз шлет источнику такого запроса некий cookie и ждет ответа. Если источник ответил — все в порядке, можно начинать с ним генерацию DH. Если же источник не отвечает (в случае с DoS-атакой так и происходит, эта техника напоминает TCP SYN flood), то VPN-шлюз просто забывает о нем. Без этого механизма при каждом запросе от кого угодно VPN-шлюз бы пытался сгенерировать DH-ключ (что достаточно ресурсоемкий процесс) и вскоре бы столкнулся с проблемами. В итоге за счет того, что все операции теперь требуют подтверждения от другой стороны соединения, на атакуемом устройстве нельзя создать большое количество полуоткрытых сессий.
Выходим на рубеж
Наконец-то разобравшись с особенностями работы IPsec и его компонентов, можно переходить к главному — к практическим атакам. Топология будет достаточно простой и в то же время приближенной к реальности (см. рис. 3).
Рис. 3. Общая схема сети
Первым делом нужно определить наличие IPsec VPN шлюза. Сделать это можно, проведя сканирование портов, но здесь есть небольшая особенность. ISAKMP использует протокол UDP, порт 500, а между тем дефолтное сканирование с помощью Nmap затрагивает только TCP-порты. И в результате будет сообщение: `All 1000 scanned ports on 37.59.0.253 are filtered`.
Создается впечатление, что все порты фильтруются и как бы открытых портов нет. Но выполнив команду
убеждаемся в том, что это не так и перед нами действительно VPN-устройство.
Атакуем первую фазу
Теперь нас будет интересовать первая фаза, aggressive-режим и аутентификация с использованием pre-shared key (PSK). В этом сценарии, как мы помним, VPN-устройство или отвечающая сторона отправляет хешированный PSK инициатору. Одна из самых известных утилит для тестирования протокола IKE — это ike-scan, она входит в состав дистрибутива Kali Linux. Ike-scan позволяет отправлять IKE сообщения с различными параметрами и, соответственно, декодить и парсить ответные пакеты. Пробуем прощупать целевое устройство:
Рис. 4. Ike-scan aggressive mode
Ключ `-A` указывает на то, что нужно использовать aggressive-режим, а `-M` говорит о том, что результаты следует выводить построчно (multiline), для более удобного чтения. Видно, что никакого результата не было получено. Причина состоит в том, что необходимо указать тот самый идентификатор, имя VPN-группы. Разумеется, утилита ike-scan позволяет задавать этот идентификатор в качестве одного из своих параметров. Но так как пока он нам неизвестен, возьмем произвольное значение, например 0000.
Рис. 5. Ike-scan ID
В этот раз видим, что ответ был получен (см. рис. 5) и нам было предоставлено довольно много полезной информации. Достаточно важная часть полученной информации — это transform-set. В нашем случае там указано, что «Enc=3DES Hash=SHA1 Group=2:modp1024 Auth=PSK».
Все эти параметры можно указывать и для утилиты ike-scan с помощью ключа `—trans`. Например `—trans=5,2,1,2` будет говорить о том, что алгоритм шифрования 3DES, хеширование HMAC-SHA, метод аутентификации PSK и второй тип группы DH (1024-bit MODP). Посмотреть таблицы соответствия значений можно по этому адресу. Добавим еще один ключ (`-P`), для того чтобы вывести непосредственно пейлоад пакета, а точнее хеш PSK.
Рис. 6. Ike-scan payload
Преодолеваем первые сложности
Казалось бы, хеш получен и можно пробовать его брутить, но все не так просто. Когда-то очень давно, в 2005 году, на некоторых железках Сisco была уязвимость: эти устройства отдавали хеш, только если атакующий передавал корректное значение ID. Сейчас, естественно, встретить такое оборудование практически невозможно и хешированное значение присылается всегда, независимо от того, правильное значение ID отправил атакующий или нет. Очевидно, что брутить неправильный хеш бессмысленно. Поэтому первая задача — это определить корректное значение ID, чтобы получить правильный хеш. И в этом нам поможет недавно обнаруженная уязвимость.
Дело в том, что существует небольшая разница между ответами во время начального обмена сообщениями. Если кратко, то при использовании правильного имени группы происходит четыре попытки продолжить установление VPN-соединения плюс два зашифрованных пакета второй фазы. В то время как в случае неправильного ID в ответ прилетает всего лишь два пакета. Как видим, разница достаточно существенная, поэтому компания SpiderLabs (автор не менее интересного инструмента Responder) разработала сначала PoC, а затем и утилиту IKEForce для эксплуатации этой уязвимости.
В чем сила IKE
Установить IKEForce в произвольный каталог можно, выполнив команду
Работает она в двух основных режимах — режиме вычисления `-e` (enumeration) и режиме брутфорса `-b` (bruteforce). До второго мы еще дойдем, когда будем смотреть атаки на второй фактор, а вот первым сейчас и займемся. Перед тем как начать непосредственно процесс определения ID, необходимо установить точное значение transform-set. Мы его уже определили ранее, поэтому будем указывать опцией `-t 5 2 1 2`. В итоге выглядеть процесс нахождения ID будет следующим образом:
Рис. 7. IKEForce enumeration
В результате достаточно быстро удалось получить корректное значение ID (рис. 7). Первый шаг пройден, можно двигаться дальше.
Получаем PSK
Теперь необходимо, используя правильное имя группы, сохранить PSK-хеш в файл, сделать это можно с помощью ike-scan:
И теперь, когда правильное значение ID было подобрано и удалось получить корректный хеш PSK, мы можем наконец-то начать офлайн-брутфорс. Вариантов такого брутфорса достаточно много — это и классическая утилита psk-crack, и John the Ripper (с jumbo-патчем), и даже oclHashcat, который, как известно, позволяет задействовать мощь GPU. Для простоты будем использовать psk-crack, который поддерживает как прямой брутфорс, так и атаку по словарю:
Рис. 8. Psk-crack
Но даже успешно восстановить PSK (см. рис. 8) — это только половина дела. На этом этапе нужно вспомнить про то, что дальше нас ждет XAUTH и второй фактор IPsec VPN.
Расправляемся со вторым фактором IPsec
Итак, напомню, что XAUTH — это дополнительная защита, второй фактор аутентификации, и находится он на фазе 1.5. Вариантов XAUTH может быть несколько — это и проверка по протоколу RADIUS, и одноразовые пароли (OTP), и обычная локальная база пользователей. Мы остановимся на стандартной ситуации, когда для проверки второго фактора используется локальная база пользователей. До недавнего времени не существовало инструмента в публичном доступе для брутфорса XAUTH. Но с появлением IKEForce эта задача получила достойное решение. Запускается брутфорс XAUTH достаточно просто:
Рис. 9. IKEForce XAUTH
При этом указываются все найденные ранее значения: ID (ключ `-i`), восстановленный PSK (ключ `-k`) и предполагаемый логин (ключ `-u`). IKEForce поддерживает как грубый перебор логина, так и перебор по списку логинов, который может быть задан параметром `-U`. На случай возможных блокировок подбора есть опция `-s`, позволяющая снизить скорость брутфорса. К слову, в комплекте с утилитой идут несколько неплохих словарей, особенно полезных для установления значения параметра ID.
Входим во внутреннюю сеть
Теперь, когда у нас есть все данные, остается последний шаг — собственно проникновение в локальную сеть. Для этого нам понадобится какой-нибудь VPN-клиент, которых великое множество. Но в случае Kali можно без проблем воспользоваться уже предустановленным — VPNC. Для того чтобы он заработал, нужно подкорректировать один конфигурационный файл — `/etc/vpnc/vpn.conf`. Если его нет, то нужно создать и заполнить ряд очевидных параметров:
IPSec gateway 37.59.0.253
IPSec ID vpn
IPSec secret cisco123
IKE Authmode psk
Xauth Username admin
Xauth password cisco
Здесь мы видим, что были использованы абсолютно все найденные на предыдущих шагах данные — значение ID, PSK, логин и пароль второго фактора. После чего само подключение происходит одной командой:
Отключение тоже достаточно простое:
Проверить работоспособность подключения можно, используя команду `ifconfig tun0`.
Рис. 10. VPNC
Как построить надежную защиту
Защита от рассмотренных сегодня атак должна быть комплексной: нужно вовремя устанавливать патчи, использовать стойкие pre-shared ключи, которые по возможности вовсе должны быть заменены на цифровые сертификаты. Парольная политика и другие очевидные элементы ИБ также играют свою немаловажную роль в деле обеспечения безопасности. Нельзя не отметить и тот факт, что ситуация постепенно меняется, и со временем останется только IKEv2.
Что в итоге
Мы рассмотрели процесс аудита RA IPsec VPN во всех подробностях. Да, безусловно, задача эта далеко не тривиальна. Нужно проделать немало шагов, и на каждом из них могут поджидать трудности, но зато в случае успеха результат более чем впечатляющий. Получение доступа к внутренним ресурсам сети открывает широчайший простор для дальнейших действий. Поэтому тем, кто ответствен за защиту сетевого периметра, необходимо не рассчитывать на готовые дефолтные шаблоны, а тщательно продумывать каждый слой безопасности. Ну а для тех, кто проводит пентесты, обнаруженный пятисотый порт UDP — это повод провести глубокий анализ защищенности IPsec VPN и, возможно, получить неплохие результаты.
Впервые опубликовано в журнале Хакер #196.
Автор: Александр Дмитренко, PENTESTIT