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OpenVPN

開放原始碼軟體應用程式

OpenVPN是一個用於建立虛擬私人網絡加密通道的軟件套件，最早由James Yonan編寫。OpenVPN允許建立的VPN使用公開金鑰、電子證書、或者用戶名／密碼來進行身份驗證。

OpenVPN
原作者James Yonan
開發者OpenVPN 專案 / OpenVPN Inc.
首次發佈2001年5月13日，​23年前​（2001-05-13）[1]
目前版本
  • 2.6.12（2024年7月18日；穩定版本）[2]
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原始碼庫
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程式語言C語言
平台
類型VPN
許可協定GNU通用公共許可證
網站openvpn.net

它大量使用了OpenSSL加密庫中的SSL/TLS協定函式庫。

目前OpenVPN能在Solaris、Linux、OpenBSD、FreeBSD、NetBSD、Mac OS X與Microsoft Windows以及Android和iOS上執行，並包含了許多安全性的功能。它不與IPsec相容。

原理

OpenVPN的技術核心是虛擬網卡，其次是SSL協定實現。

虛擬網卡

主條目：虛擬網卡

在OpenVPN中，如果用戶訪問一個遠端的虛擬地址（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封包（TUN模式）或數據幀（TAP模式）傳送到虛擬網卡上，服務程式接收該數據並進行相應的處理後，會通過SOCKET從外網上傳送出去。這完成了一個單向傳輸的過程，反之亦然。當遠端服務程式通過SOCKET從外網上接收到數據，並進行相應的處理後，又會傳送回給虛擬網卡，則該應用軟件就可以接收到。

加密

OpenVPN使用OpenSSL庫來加密數據與控制資訊。這意味着，它能夠使用任何OpenSSL支援的演算法。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效能。2.3.0以後版本引入PolarSSL。

功能

身份驗證

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：

預共用金鑰最為簡單，但它只能用於建立對等的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。

功能與埠

  • OpenVPN所有的通訊都基於一個單一的IP埠，預設且推薦使用UDP協定通訊，同時也支援TCP。IANA（Internet Assigned Numbers Authority）指定給OpenVPN的官方埠為1194。OpenVPN 2.0以後版本每個行程可以同時管理數個並行的隧道。OpenVPN使用通用網絡協定（TCP與UDP）的特點使它成為IPsec等協定的理想替代，尤其是在ISP（Internet service provider）過濾某些特定VPN協定的情況下。
  • 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。
  • 伺服器端具有向客戶端「推播」某些網絡組態資訊的功能，這些資訊包括：IP位址、路由設置等。
  • OpenVPN提供了兩種虛擬網絡介面：通用TUN/TAP驅動，通過它們，可以建立三層IP隧道，或者虛擬二層乙太網路，後者可以傳送任何類型的二層乙太網路絡數據。
  • 傳送的數據可通過LZO演算法壓縮。 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。[9]

安全性

OpenVPN與生俱來便具備了許多安全特性：它在用戶空間執行，無須對內核及網絡協定棧作修改；初始完畢後以chroot方式執行，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碟。

OpenVPN通過PKCS#11支援硬件加密標識，如智能卡。

版本

社群版本OpenVPN Community

伺服器端：需用戶自行下載原始碼編譯、安裝。

用戶端：使用OpenVPN Connect，支援Windows、Linux、Android與iOS。

商業版本OpenVPN Access Server

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：[10]

  1. 軟件套件，支援Ubuntu、Debian、Redhat、CentOS。
  2. 虛擬機映像檔，支援ESXi 5.0與Microsoft Hyper-V。
  3. 雲端服務佈署，支援Amazon AWS、Microsoft Azure、Google GCP、Digital Ocean droplets與ORACLE VPC。

OpenVPN Cloud

提供用戶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

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

由於OpenVPN通訊協定特徵明顯，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埠或伺服器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建立有效加密連接時干擾連接，在使用TCP協定模式時握手會被連接重設，而使用UDP協定時含有伺服器認證證書的封包會被故意丟棄，使OpenVPN無法建立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

  • Stunnel，通過使用Stunnel轉發OpenVPN流量以消除OpenVPN的協定特徵，達到提供安全保護與流量偽裝的目的（通常將Stunnel設置於443埠偽裝成Web網站）。
  • KCPtun[11]，使用KCPtun將OpenVPN流量轉為UDP流量傳輸，也可以消除OpenVPN的協定特徵。
  • SSH，使用SSH建立隧道轉發OpenVPN流量，但SSH會暴露自身協定特徵[12]，故這種方式已被淘汰。

參考文獻

  1. ^ OpenVPN Change Log - OpenVPN Change Log （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
  2. ^ Release: OpenVPN version 2.6.12. 2024年7月18日 [2024年7月18日]. 
  3. ^ Downloads. openvpn.net. [2 February 2016]. （原始內容存檔於2018-10-06）. 
  4. ^ Private Tunnel VPN - Android Apps on Google Play. [2018-01-26]. （原始內容存檔於2020-11-11）. 
  5. ^ Private Tunnel VPN. App Store. 23 October 2014 [2018-01-26]. （原始內容存檔於2019-06-05）. 
  6. ^ How to connect to Access Server from a Linux computer. [2018-01-26]. （原始內容存檔於2018-09-26）. 
  7. ^ FreeBSD Ports Search. [2018-01-26]. （原始內容存檔於2020-09-29）. 
  8. ^ The NetBSD Packages Collection: net/openvpn. [2018-01-26]. （原始內容存檔於2020-09-30）. 
  9. ^ OpenVPN wiki. [2021-03-18]. （原始內容存檔於2021-04-15）. 
  10. ^ OpenVPN官方網站. [2021-03-18]. （原始內容存檔於2021-06-04）. 
  11. ^ xtaci, xtaci/kcptun, 2024-12-20 [2024-12-22] 
  12. ^ Solidot | 中国刺探加密连接测试新屏蔽方式. www.solidot.org. [2020-07-07]. （原始內容存檔於2020-07-07）. 

外部連結

參見

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