home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Chip 1998 February / CHIP_2_98.iso / doc / HOWTO / mini / VPN < prev    next >
Text File  |  1997-07-14  |  15KB  |  506 lines

  1.   The VPN HOWTO
  2.   Arpad Magosanyi <mag@bunuel.tii.matav.hu> v0.1, 3 May 1997
  3.  
  4.   1.  Blurb
  5.  
  6.   This is the Linux VPN howto, a collection of information on how to set
  7.   up a Virtual Protected Network in Linux (and other unices in general).
  8.  
  9.   1.1.    Copyright
  10.  
  11.   This document is part of the Linux HOWTO project. The copyright notice
  12.   is the following: Unless otherwise stated, Linux HOWTO documents are
  13.   copyrighted by their respective authors. Linux HOWTO documents may be
  14.   reproduced and distributed in whole or in part, in any medium physical
  15.   or electronic, as long as this copyright notice is retained on all
  16.   copies. Commercial redistribution is allowed and encouraged; however,
  17.   the author would like to be notified of any such distributions. All
  18.   translations, derivative works, or aggregate works incorporating any
  19.   Linux HOWTO documents must be covered under this copyright notice.
  20.   That is, you may not produce a derivative work from a HOWTO and impose
  21.   additional restrictions on its distribution. Exceptions to these rules
  22.   may be granted under certain conditions; please contact the Linux
  23.   HOWTO coordinator at the address given below. In short, we wish to
  24.   promote dissemination of this information through as many channels as
  25.   possible. However, we do wish to retain copyright on the HOWTO
  26.   documents, and would like to be notified of any plans to redistribute
  27.   the HOWTOs. If you have questions, please contact Greg Hankins, the
  28.   Linux HOWTO coordinator, at gregh@sunsite.unc.edu via email.
  29.  
  30.   1.2.    Disclaimer
  31.  
  32.   As usual: the author not responsible for any damage. For the correct
  33.   wording, see the relevant part of the GNU GPL 0.1.1
  34.  
  35.   1.3.    Disclaimer
  36.  
  37.   We are dealing with security: you are not safe if you haven't got good
  38.   security policy, and other rather boring things.
  39.  
  40.   1.4.    State of this document
  41.  
  42.   This is very preliminary. You should have thorough knowledge of
  43.   administrating IP, at least some knowledge of firewalls, ppp and ssh.
  44.   You should know them anyway if you want to set up a VPN. I just
  45.   decided to write down my experiences not to forget them. There are
  46.   possibly some security holes indeed. To be fair I've tried it on hosts
  47.   configured as routers not firewalls, saying: It's simple from that
  48.   point.
  49.  
  50.   1.5.    Related documentations
  51.  
  52.   o  The Linux Firewall-HOWTO /usr/doc/HOWTO/Firewall-HOWTO
  53.  
  54.   o  The Linux PPP-HOWTO /usr/doc/HOWTO/PPP-HOWTO.gz
  55.  
  56.   o  The ssh documentations /usr/doc/ssh/*
  57.  
  58.   o  The Linux Network Admins' Guide
  59.  
  60.   o  NIST Computer Security Special Publications
  61.      http://csrc.ncsl.nist.gov/nistpubs/
  62.  
  63.   o  Firewall list (majordomo@greatcircle.com)
  64.  
  65.   2.  Introduction
  66.  
  67.   As firewalls are in more and more widely use in internet and intranet
  68.   security, the ability to do nice VPNs is important. Here are my
  69.   experiences. Comments are welcome.
  70.  
  71.   2.1.    Naming conventions
  72.  
  73.   I will use the terms "master firewall" and "slave firewall", though
  74.   making a VPN has nothing to do with client-server architecture. I
  75.   simply refer to them as the active and passive participants of the
  76.   connection's setup. The host which is starts the setup will be
  77.   referred as the master, and the passive participant will be the slave.
  78.  
  79.   3.  Doing it
  80.  
  81.   3.1.    Planning
  82.  
  83.   Before you start to set up your system, you should know the networking
  84.   details. I assume you have two firewalls protecting one intranet per
  85.   firewall, and they are both connected to the internet. So now you
  86.   should have two network interfaces (at least) per firewall. Take a
  87.   sheet of paper, write down their IP addresses and network mask. You
  88.   will need one more IP adresses per firewall for the VPN you want to do
  89.   now. Those addresses should be outside of your existing subnets. I
  90.   suggest using addresses from the "private" address ranges. They are
  91.   the followings:
  92.  
  93.   o  10.0.0.0 - 10.255.255.255
  94.  
  95.   o  172.16.0.0 - 172.31.255.255
  96.  
  97.   o  192.168.0.0 - 192.168.255.255
  98.  
  99.   For the sake of example, here's a sample configuration: The two
  100.   bastions are called fellini and polanski. They have one interface for
  101.   the internet (-out), one for the intranet (-in), and one for the vpn
  102.   (-vpn). The addresses and netmasks:
  103.  
  104.   o  fellini-out: 193.6.34.12 255.255.255.0
  105.  
  106.   o  fellini-in: 193.6.35.12 255.255.255.0
  107.  
  108.   o  fellini-vpn: 192.168.0.1 point-to-point
  109.  
  110.   o  polanski-out: 193.6.36.12 255.255.255.0
  111.  
  112.   o  polanski-in: 193.6.37.12 255.255.255.0
  113.  
  114.   o  polanski-vpn: 192.168.0.2 point-to-point
  115.  
  116.   So we have the plan.
  117.  
  118.   3.2.    Gathering the tools
  119.  
  120.   You will need a
  121.  
  122.   o  Linux firewall
  123.  
  124.   o  kernel
  125.  
  126.   o  very minimal configuration
  127.  
  128.   o  ipfwadm
  129.  
  130.   o  fwtk
  131.  
  132.   o  Tools for the VPN
  133.  
  134.   o  ssh
  135.  
  136.   o  pppd
  137.  
  138.   o  sudo
  139.  
  140.   o  pty-redir
  141.  
  142.   Current versions:
  143.  
  144.   o  kernel: 2.0.30. Use a stable kernel, and it must be newer than
  145.      2.0.20, because the ping'o'death bug.
  146.  
  147.   o  base system: I prefer Debian. YMMV. You absolutely don't want to
  148.      use any big packages, and you never even tought of using sendmail,
  149.      of course. You also definitely don't want to enable telnet, ftp,
  150.      and the 'r' commands (as usual in case of any other unix hosts).
  151.  
  152.   o  ipfwadm: I've used 2.3.0 fwtk: I've used 1.3
  153.  
  154.   o  ssh: >= 1.2.20. There are problems with the underlying protocol in
  155.      the older versions.
  156.  
  157.   o  pppd: I've used 2.2.0f for the tests, but I'm not sure if is it
  158.      secure, this is why I turned the setuid bit off, and used sudo to
  159.      launch it.
  160.  
  161.   o  sudo: 1.5.2 the newest I am aware of
  162.  
  163.   o  pty-redir: It is written by me. Try
  164.      ftp://ftp.vein.hu/ssa/contrib/mag/pty-redir-0.1.tar.gz. Its version
  165.      number is 0.1 now. Tell me it there is any problem with it.
  166.  
  167.   3.3.    Compile and install
  168.  
  169.   Compile or otherwise install the gathered tools. Look at every one's
  170.   documentation (and the firewall-howto) for details. Now we have the
  171.   tools.
  172.  
  173.   3.4.    Configure the other subsystems
  174.  
  175.   Configure your firewall rules, etc. You need to enable ssh traffic
  176.   between the two firewll hosts. It means a connection to port 22 on the
  177.   slave from the master. Start sshd on the slave and verify if you can
  178.   login. This step is untested, please tell me your results.
  179.  
  180.   3.5.    Set up the accounts for the VPN
  181.  
  182.   Create an account on the slave firewall use your favourite tool (e.g.
  183.   vi, mkdir, chown, chmod) you might create an account on the master
  184.   also, but I think you want to set up the connection at boot time, so
  185.   your ordinary root account will do. Can anyone point out risks on
  186.   using the root account on the master?
  187.  
  188.   3.6.    Generate an ssh key for your master account
  189.  
  190.   Use the ssh-keygen program. Set empty password for the private key if
  191.   you want to do automatic setup of the VPN.
  192.  
  193.   3.7.    Set up automatic ssh login for the slave account
  194.  
  195.   Copy the newly generated public key in the slave account under
  196.   .ssh/authorized_keys, and set up file permissions like the following:
  197.  
  198.   drwx------ 2 slave slave 1024 Apr 7 23:49 ./
  199.  
  200.   drwx------ 4 slave slave 1024 Apr 24 14:05 ../
  201.  
  202.   -rwx------ 1 slave slave 328 Apr 7 03:04 authorized_keys
  203.  
  204.   -rw------- 1 slave slave 660 Apr 14 15:23 known_hosts
  205.  
  206.   -rw------- 1 slave slave 512 Apr 21 10:03 random_seed
  207.  
  208.   The first row being ~slave/.ssh, and the second is ~slave.
  209.  
  210.   3.8.    Tighten ssh security on the bastions.
  211.  
  212.   It means the followings on my setup in sshd_conf:
  213.  
  214.   PermitRootLogin no
  215.  
  216.   IgnoreRhosts yes
  217.  
  218.   StrictModes yes
  219.  
  220.   QuietMode no
  221.  
  222.   FascistLogging yes
  223.  
  224.   KeepAlive yes
  225.  
  226.   RhostsAuthentication no
  227.  
  228.   RhostsRSAAuthentication no
  229.  
  230.   RSAAuthentication yes
  231.  
  232.   PasswordAuthentication no
  233.  
  234.   PermitEmptyPasswords no
  235.  
  236.   Password authentication is turned off, so login is only possible with
  237.   authorized keys. (You've turned off telnet and the 'r' commands of
  238.   course).
  239.  
  240.   3.9.    Enable execution of ppp and route for both accounts.
  241.  
  242.   As the master account is the root in my case, it has nothing to do.
  243.   For the slave account, the following lines appear in /etc/sudoers:
  244.  
  245.   Cmnd_Alias VPN=/usr/sbin/pppd,/usr/local/vpn/route
  246.  
  247.   slave ALL=NOPASSWD: VPN
  248.  
  249.   As you can see, I am using some scripts to set up ppp and the routing
  250.   tables on the slave host.
  251.  
  252.   3.10.    Do the scripting
  253.  
  254.   On the master host there is a full-blown init script I am using:
  255.  
  256.   #! /bin/sh
  257.  
  258.   # skeleton    example file to build /etc/init.d/ scripts.
  259.  
  260.   #        This file should be used to construct scripts for /etc/init.d.
  261.  
  262.   #
  263.  
  264.   #        Written by Miquel van Smoorenburg <miquels@cistron.nl>.
  265.  
  266.   #        Modified for Debian GNU/Linux
  267.  
  268.   #        by Ian Murdock <imurdock@gnu.ai.mit.edu>.
  269.  
  270.   #
  271.  
  272.   # Version:    @(#)skeleton    1.6  11-Nov-1996  miquels@cistron.nl
  273.  
  274.   #
  275.  
  276.   PATH=/usr/local/sbin:/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/usr/bin/X11/:
  277.  
  278.   PPPAPP=/home/slave/ppp
  279.  
  280.   ROUTEAPP=/home/slave/route
  281.  
  282.   PPPD=/usr/sbin/pppd
  283.  
  284.   NAME=VPN
  285.  
  286.   REDIR=/usr/local/bin/pty-redir
  287.  
  288.   SSH=/usr/bin/ssh
  289.  
  290.   MYPPPIP=192.168.0.1
  291.  
  292.   TARGETIP=192.168.0.2
  293.  
  294.   TARGETNET=193.6.37.0
  295.  
  296.   MYNET=193.6.35.0
  297.  
  298.   SLAVEWALL=polanski-out
  299.  
  300.   SLAVEACC=slave
  301.  
  302.   test -f $PPPD || exit 0
  303.  
  304.   set -e
  305.  
  306.   case "$1" in
  307.  
  308.     start)
  309.  
  310.       echo setting up vpn
  311.  
  312.       $REDIR $SSH -t -l $SLAVEACC $SLAVEWALL sudo $PPPAPP >/tmp/device
  313.  
  314.       TTYNAME=`cat /tmp/device`
  315.  
  316.   echo tty is $TTYNAME
  317.  
  318.       sleep 10s
  319.  
  320.       if [ ! -z $TTYNAME ]
  321.  
  322.       then
  323.  
  324.       $PPPD $TTYNAME ${MYPPPIP}:${TARGETIP}
  325.  
  326.       else
  327.  
  328.           echo FAILED!
  329.  
  330.           logger "vpn setup failed"
  331.  
  332.       fi
  333.  
  334.       sleep 5s
  335.  
  336.       route add -net $TARGETNET gw $TARGETIP
  337.  
  338.       ssh -l $SLAVEACC $SLAVEWALL sudo $ROUTEAPP
  339.  
  340.       ;;
  341.  
  342.     stop)
  343.  
  344.       ps -ax | grep "ssh -t -l $SLAVEACC " | grep -v grep | awk '{print $1}' | xargs kill
  345.  
  346.       ;;
  347.  
  348.     *)
  349.  
  350.       # echo "Usage: /etc/init.d/$NAME {start|stop|reload}"
  351.  
  352.       echo "Usage: /etc/init.d/$NAME {start|stop}"
  353.  
  354.       exit 1
  355.  
  356.       ;;
  357.  
  358.   esac
  359.  
  360.   exit 0
  361.  
  362.   The slave uses one script for routing setup (/usr/local/vpn/route):
  363.  
  364.   #!/bin/bash
  365.  
  366.   /sbin/route add -net 193.6.35.0 gw 192.168.0.1
  367.  
  368.   and its .ppprc consists of the following:
  369.  
  370.   passive
  371.  
  372.   4.  Look at what's happening:
  373.  
  374.   The master logs in into the slave, starts pppd, and redirects this all
  375.   thing into a local pty. It consists of the following steps:
  376.  
  377.   o  allocating a new pty
  378.  
  379.   o  sshing into the slave
  380.  
  381.   o  running pppd on the slave
  382.  
  383.   o  the master runs pppd in this local pty
  384.  
  385.   o  and sets up the routing table on the client.
  386.  
  387.   There are (not very tight) timing considerations involved, this is why
  388.   that 'sleep 10s'.
  389.  
  390.   5.  Doing it by hand.
  391.  
  392.   5.1.    Logging in
  393.  
  394.   You've already tried if ssh works well, aren't you? If the slave
  395.   refuses to log you in, read the logs. Perhaps there are problems with
  396.   file permissions or the sshd setup.
  397.  
  398.   5.2.    Firing up ppp
  399.  
  400.   Log in into slave, and issue:
  401.  
  402.   sudo /usr/sbin/pppd passive
  403.  
  404.   You should see garbage coming at this point. If it works good, if not,
  405.   there is some problem either with sudo, either with pppd. Look what
  406.   the commands had said, and at the logs and at the /etc/ppp/options,
  407.   and the .ppprc file.    If it works, write this 'passive' word into
  408.   .ppprc, and try again. To get rid off the garbage and continue
  409.   working, press enter,'~' and '^Z'.  You should have the master's
  410.   prompt now, and kill %1. See the section about tuning if you want to
  411.   know more of the escape character.
  412.  
  413.   5.3.    Together the two
  414.  
  415.   Well, then
  416.  
  417.   ssh -l slave polanski sudo /usr/sbin/pppd
  418.  
  419.   should work also, and deliver the garbage right into your face.
  420.  
  421.   5.4.    Pty redirecting
  422.  
  423.   Try to redirect this whole thing this time:
  424.  
  425.   /usr/local/bin/pty-redir /usr/bin/ssh -l slave polanski sudo /usr/sbin/pppd
  426.  
  427.   Nice long sentence isn't it?    You should use the full path into the
  428.   ssh executable, as the pty-redir program allows only this form for
  429.   security reasons.  Now you've got a device name from the program.
  430.   Let's say, you've got /dev/ttyp0  You can use the ps command to look
  431.   what has happened. Look for 'p0'
  432.  
  433.   5.5.    Is anything on the device?
  434.  
  435.   Try
  436.  
  437.   /usr/sbin/pppd /dev/ttyp0 local 192.168.0.1:192.168.0.2
  438.  
  439.   to establish the connection. Look at the output of the ifconfig
  440.   command to see if the device has established, and use ping to check
  441.   your virtual net.
  442.  
  443.   5.6.    Setting up the routes
  444.  
  445.   Set up the routes on the master host, and on the slave also. Now you
  446.   should be able to ping one host in one intranet from other host in the
  447.   other intranet.  Set up the additional firewalling rules. Now as you
  448.   have the VPN, you can set up the rules concerning the connectivity of
  449.   the two intranets.
  450.  
  451.   6.  Tuning
  452.  
  453.   6.1.    Configuration tuning
  454.  
  455.   As I said this HOWTO is mainly a quick memo on how I had set up a VPN.
  456.   There are things in the configuration I didn't experiment yet. These
  457.   things will go into their place when I try them, or anyone tells me
  458.   "it works in the following way" The most important thing is that the
  459.   connection ppp uses is not 8-bit yet. I believe it has something to do
  460.   either with ssh configuration or the pty setup. In this configuration
  461.   ssh uses the tilde (~) character as an escape character. It might stop
  462.   or slow down the communication, as any newline-tilde sequence causes
  463.   ssh to give a prompt. Ssh documentation said:    <On most systems,
  464.   setting the escape character to ``none'' will also make the session
  465.   transparent even if a tty is used.> The corresponding flag to ssh is
  466.   '-e', and you can also set it in the configuration file.
  467.  
  468.   6.2.    Bandwith vs. cicles
  469.  
  470.   Creating anything virtual comes with utilization of real-world
  471.   resources. A VPN eats up bandwidth and computing resources. The goal
  472.   would be to get balance between the two. You can tune it with the '-C'
  473.   switch or the 'CompressionLevel' option. You might try using another
  474.   cipher, but I don't recommend it. Also note that the round-trip-time
  475.   can be longer if you use better compression. Any experiments on it are
  476.   welcome.
  477.  
  478.   7.  Vulnerability analisis
  479.  
  480.   I try to cover here the vulnerability issues arising from this
  481.   particular setup and VPNs in general. Any comments are warmly welcome.
  482.  
  483.   o  sudo: Well, I'm excessively using sudo. I believe it's still safer
  484.      than using setuid bits. It's still a backdraw of Linux that it
  485.      hasn't got more fine-grained access control. Waiting for POSIX.6
  486.      compatibility <http://www.xarius.demon.co.uk/software/posix6/>.
  487.      What is worse, there are shell scripts which are getting called
  488.      through sudo. Bad enough. Any idea out there?
  489.  
  490.   o  pppd: It runs suid root also. It can be configured by user's
  491.      .ppprc. There might be some nice buffer overruns in it. The bottom
  492.      line: secure your slave account as tightly as you can.
  493.  
  494.   o  ssh: Beware that ssh older than 1.2.20 has security holes. What is
  495.      worse, we made a configuration such when the master account had
  496.      been compromised, the slave account is also compromised, and wide
  497.      open to attacks using the two sudoed programs. It is because I've
  498.      choosen not to have password on the master's secret key to enable
  499.      automatic setup of the VPN.
  500.  
  501.   o  firewall: With inproperly set firewall rules on one bastion, you
  502.      open both of the intranets. I recommend using IP masquerading (as
  503.      setting up incorrect routes is a bit less trivial), and doing hard
  504.      control on the VPN interfaces.
  505.  
  506.