VPN L2TP/IPSEC między PLD Linuksem i Androidem

Jeszcze się tu nie chwaliłem, ale kupiłem sobie mojego pierwszego smartfonika (Samsung Galaxy S Plus). Oczywiście odkąd go mam (nieco ponad dwa tygodnie) bawię się wszelkimi możliwymi jego funkcjami… W głębi menu „ustawienia” znalazłem „sieci VPN”. W sumie dobrze by było mieć w komórce dostępne bezpieczne połączenie do domowej sieci lokalnej…

Telefonik fabrycznie obsługuje cztery opcje: „PPTP”, „L2TP”, „L2TP/IPSec PSK” i „L2TP/IPSec CRT”. PPTP jakoś źle mi się kojarzy (nie wiem czemu i nie wnikam), zerknąłem na opis L2TP w Wikipedii i uznałem, że L2TP/IPSec to będzie sensowny wybór, szczególnie że IPSec pewnie niedługo będę przerabiał w robocie. Od razu postanowiłem też użyć uwierzytelniania za pomocą certyfikatu.

Od początku zdawałem sobie sprawę, że zapewne dużo prościej byłoby znaleźć OpenVPN na Androida i tym tunel zestawić… ale to nie byłoby żadne wyzwanie ;-). Nie sądziłem jednak, że uruchomienie L2TP/IPSec będzie aż takim problemem…

Zacząłem tradycyjnie, jak to się w PLD robi: „poldek:/all-avail> ls *l2tp*„. Nic. „search -a *L2TP*” pokazało nie wiele więcej, nic czego bym szukał. Kolej na Google… tu parę różnych tekstów… Że w PLD obecnie do IPSec mamy tylko ipsec-tool i ten pakiet mam opanowany, to pominąłem wszystkie HOWTO dotyczące OpenSWAN/FreeSWAN itp… Zresztą, nie tylko mnogość implementacji IPSec była problemem. Samego L2TP też było wymienionych kilka implementacji i chyba żadna aktywnie nie rozwijana…

Znalazłem jakiś obiecujący opis użycia l2tpd… było tam wspomniane, że ten demon już nierozwijany, ale jest jakaś kontynuacja – xl2tpd. O, nawet w PLD spec był… okazało się, że niedokończony… a właściwie nawet dobrze nie zaczęty. Dokończyłem, zbudowałem, zainstalowałem…

IPSec w ogóle nie skonfigurowałem, chciałem tylko to xl2tpd wypróbować, a nawet nie do końca wiedziałem czy IPSec działa pod, czy nad L2TP (potem doczytałem – transmisja L2TP odbywa się wewnątrz IPSec, a więc IPSec należałoby skonfigurować najpierw). Telefon się nawet łączył, xl2tpd coś w logach pisał, ale wyglądało to, jakby telefon próbował otworzyć jeden tunel za drugim, żadnego nie zestawiając do końca. Późno już było, dałem sobie z tym spokój.

Wczoraj pogooglałem dalej i trafiłem na openl2tp. Projekt prawie żywy, ostatnie wydanie sprzed roku. Zrobiłem pakiet dla PLD. Żeby kod się skompilował wystarczyło „-Werror” z Makefile wywalić. Demon się uruchamiał, l2tpconfig działał.

Tym razem postanowiłem najpierw uruchomić IPSec. Racoonem już się kiedyś bawiłem, ale wciąż jego konfiguracja nie jest dla mnie całkiem jasna. Posiłkowałem się gotowcem z Quick Start Guide openl2tp, uzupełniłem tylko konfigurację, żeby uwierzytelnianie było zrobione certyfikatami (co wymagało wielu prób i błędów). Niby już było wszystko ok, ale:

racoon: ERROR: no policy found: 192.168.1.10/32[0] 192.168.0.1/32[1701] proto=udp dir=in
racoon: ERROR: failed to get proposal for responder.

…okazało się, że to błąd w rzeczonym Quick Start. Kolejność parametrów w skrypcie setkey była zła. Powinno być:

#!/usr/sbin/setkey -f
flush; 
spdflush;

spdadd 0.0.0.0/0 192.168.0.1 [1701] udp -P in ipsec esp/transport//require;

(192.168.0.1 to będzie adres serwera VPN, 192.168.1.10 – klienta) Policy ‚out’ na serwerze nie potrzebne, bo odpowiednie wpisy openl2tpd powinien dodać sam, dla konkretnych połączeć.

Po poprawieniu tego, Racoon uraczył mnie kolejnym błędem:

racoon: ERROR: long lifetime proposed: my:3600 peer:28800
racoon: ERROR: not matched
racoon: ERROR: no suitable policy found

Do było proste, trzeba było znaleźć „lifetime” w racoon.conf i poprawić na wartość oczekiwaną przez Androida.

Jak już poprawnie przychodziły requesty z telefonu po IPSec, przyszedł czas skonfigurować openl2tpd

. Jednak ten już przy starcie wołał:

openl2tpd[12257]: IPSec support disabled. No setkey found.

…i nie bardzo dalej działał. Nie podobało mi się to, ale od razu domyśliłem się o co chodzi – openl2tpd miał zaszytą złą ścieżkę do setkey. Szybko odnalazłem odpowiedni fragment kodu, w plugins/ipsec.c:

#define IPSEC_SETKEY_CMD        "/sbin/setkey"
#define IPSEC_SETKEY_FILE       "/tmp/openl2tpd-tmp"
#define IPSEC_SETKEY_ACTION     IPSEC_SETKEY_CMD " -f " IPSEC_SETKEY_FILE

Poprawka była oczywista (w PLD setkey leży w /usr/sbin), ale nie spodobało mi się coś innego… Moje obawy potwierdziły się niżej w kodzie:

FILE *f = fopen(IPSEC_SETKEY_FILE, "w");

…ciekawe co by było jakby jakiś user zrobił np. „ln -s /bin/sh /tmp/openl2tpd-tmp”…

Załatałem to (przenosząc plik tymczasowy do /var/run/openl2tp) razem z poprawkę ścieżki do setkey, ale trochę zaufania do tego kodu już utraciłem…

Połatany openl2tp już poprawnie ustawiał policy dla wysyłanych pakietów, ale znowu Racoon zaczął marudzić:

racoon: ERROR: phase1 negotiation failed due to send error. b842e7fcf5598054:0000000000000000
racoon: ERROR: failed to begin ipsec sa negotication.

To już była bardziej tajemnicza sprawa. Nawet bardziej szczegółowe logi nie mówiły nic konkretnego. Dopiero w źródłach udało mi się znaleźć co może powodować ten błąd, bez żadnego innego sensownego komunikatu. Dzieje się tak, gdy Racoon nie może znaleźć socketu z którego ma wysłać pakiet. Testowałem połączenie z sieci lokalnej, ale łączyłem się na zewnętrzny adres mojego routera i tylko do tego zewnętrznego adresu kazałem się Racoonowi przyczepić. A openl2tpd na żądania z sieci lokalnej odpowiadał z adresu lokalnego. Racoon próbował zestawić sesję IPSec z tego samego adresu i mu się nie udawało. Problem udało się rozwiązać wywalając całą sekcję „listen” z racoon.conf (sam niepotrzebnie tam adresy pododawałem – nadgorliwość się mści) oraz ustawiając ‚src_ipaddr’ w profilu tuneli openl2tpd. Dla pewności, że to samo nie będzie mi dalej zawadzać, dalsze próby robiłem z pominięciem lokalnego WiFi.

Problem Racoona rozwiązałem, ale openl2tpd dalej się nie łączył. Podobnie, jak w przypadku xl2tpd było widać wiele prób zestawienia tunelu, ale żadna nie kończyła się sukcesem. Żeby przyjrzeć się ruchowi tcpdumpem wyłączyłem IPSec i próbowałem kontynuować „gołym L2TP”.

Wymiana pakietów wyglądała mniej-więcej tak:

KLIENT -> SERWER:   UDP port xxxx -> port 1701
SERWER -> KLIENT:   UDP port yyyy -> port xxxx
KLIENT -> SERVER:  ICMP port xxxx unreachable

Winnym okazał się feature openl2tpd – demon domyślnie wykorzystuje „efemeryczne” porty UDP dla każdego połączenia. Żądanie przychodzi na port 1701, ale odpowiedź serwera już wychodzi z nowego, losowego portu. Najwyraźniej Android tego się nie spodziewa i odpowiada błędem „port unreachable”, jakby to po jego stronie czegoś brakowałem. Na szczęście można ten feature wyłączyć przez l2tpconfig:

tunnel profile modify profile_name=default our_udp_port=1701

Potem było już z górki… jeszcze jeden błąd z openl2tpd:

openl2tpd[9952]: PROTO: tunl 23305: STOPCCN error 5/0: The protocol version of the requester is not supported - no challenge response AVP received

Już nie pamiętam czym dokładnie to rozwiązałem, ale jakąś zmianą w konfiguracji openl2tpd. Potem pomarudził jeszcze pppd:

The remote system is required to authenticate itself
but I couldn't find any suitable secret (password) for it to use to do so.
(None of the available passwords would let it use an IP address.)

Tu wystarczyło poprawić /etc/ppp/pap-secret. Gdy już się telefon z serwerem połączył jeszcze takie w logach w kółko leciały:

pppd[14786]: sent [CCP ConfReq id=0x1 ]
pppd[14786]: rcvd [CCP ConfReq id=0x2]
pppd[14786]: sent [CCP ConfAck id=0x2]
pppd[14786]: rcvd [CCP ConfRej id=0x1 ]
pppd[14786]: Received bad configure-rej:  12 06 00 00 00 00

…najwyraźniej kolejne głupie rozszerzenie PPP do Microsoftu, nie wiedzieć czemu domyślnie włączone. Pomogło „nomppe” w /etc/ppp/options

Jeszcze tylko wyregulowanie firewalla i tunel wydaje się działać jak należy. Przynajmniej ze strony telefonu, w drugą nawet ping za bardzo nie chodzi, bo Android odpowiada z innego IP niż ten pingowany przez tunel. Ale z tym już raczej nic nie zrobię.

Ostatecznie moja konfiguracja wygląda mniej-więcej tak:

/etc/racoon/racoon.conf:

path include "/etc/racoon";
path pre_shared_key "/etc/racoon/psk.txt";
path certificate "/etc/racoon/cert";
padding
{
        maximum_length 20;
        randomize off;
        strict_check off;
        exclusive_tail off;
}

timer
{
        counter 5;
        interval 20 sec;
        persend 1;
        phase1 30 sec;
        phase2 15 sec;
}

remote "l2tpclient"
{
        exchange_mode main;
        doi ipsec_doi;
        situation identity_only;

        ca_type x509 "cacert.pem";

        my_identifier asn1dn;
        certificate_type x509 "cert.pem" "key.pem";

        verify_identifier on;
        verify_cert on;
        peers_identifier asn1dn "CN=*, emailAddress=jajcus@example.com";
        peers_identifier user_fqdn "jajcus@example.com";
        peers_identifier asn1dn "CN=*, emailAddress=jajcus@example.org";
        peers_identifier user_fqdn "jajcus@example.org";

        nonce_size 16;
        initial_contact on;
        proposal_check strict;

        proposal {
                encryption_algorithm 3des;
                hash_algorithm sha1;
                authentication_method rsasig;
                dh_group 2;
        }
}

sainfo anonymous
{
        lifetime time 12 hour;
        encryption_algorithm aes 256, rijndael 256, blowfish 448, 3des;
        authentication_algorithm hmac_sha256, hmac_sha1, hmac_md5;
        compression_algorithm deflate;
}

/etc/racoon/setkey.conf:

#!/usr/sbin/setkey -f
flush;
spdflush;

spdadd 0.0.0.0/0 192.168.0.1 [1701] udp -P in ipsec esp/transport//require;

/etc/openl2tpd.conf:

# system

# peer profiles
peer profile modify profile_name=default \
        lac_lns=lns \

# tunnel profiles
tunnel profile modify profile_name=default \
        auth_mode=none \
        host_name=tropek \
        src_ipaddr=192.168.0.1 \
        our_udp_port=1701 \

# ppp profiles
ppp profile modify profile_name=default \
        auth_mschapv1=no \
        auth_mschapv2=no \
        auth_eap=no \
        local_ipaddr=10.0.0.1 \
        ip_pool_name=l2tp \

# locally created tunnels and sessions

/etc/ipoold.conf:

# ip pools
pool create pool_name=l2tp \

pool address add pool_name=l2tp first_addr=10.0.0.100 num_addrs=100 \
        netmask=255.255.255.0

/etc/ppp/options:

ms-dns 192.168.0.1
ms-dns 192.168.0.2
asyncmap 0
auth
crtscts
lock
modem
proxyarp
lcp-echo-interval 30
lcp-echo-failure 4
noipx
nomppe

/etc/ppp/pap-secrets:

username hostname "passsword"        *

I jeszcze w firewallu regułka dla pewności sprawdzająca użycie IPSec (domyślna regułka u mnie to DROP dla wszystkiego):

iptables -A INPUT -p udp --dport 1701 -m policy --pol ipsec --dir in -j ACCEPT

Tak więc, działać już mi ten VPN działa i pozostaje mieć nadzieję, że jest bezpieczny. A wszystko to tu opisałem, żeby następnym razem wujek Google umiał pomóc, gdy ktoś tak jak ja będzie się męczył…

Update: Proste testy sugerują, że ze strony telefonu to ten VPN niespecjalnie bezpieczny jest. To się pobawiłem, ale na razie używać tego chyba nie będę na poważnie.

Update 2:: Tak, tak zestawiony tunel nie jest specjalnie bezpieczny, ale można sobie z tym poradzić (o ile telefon jest zrootowany).