OpenVPN + EasyRSA-3: Montando la VPN

En este artículo veremos cómo configurar un túnel VPN (Virtual Private Network – Red Privada Virtual) utilizando la OpenVPN y la nueva versión de EasyRSA, la v3, y lo correremos en Arch Linux, aunque el tutorial será válido para cualquier distro GNU/Linux en la que tengamos instalado EasyRSA.


OpenVPN

OpenVPN es una excelente herramienta para montar túneles cifrados en Internet, más conocidos como redes privadas virtuales, o VPN por sus siglas en Inglés.

Si bien no nos adentraremos en detalles específicos de configuración (openvpn ofrece gran flexibilidad), sí montaremos un túnel VPN utilizando un servidor y cliente GNU/Linux, aunque la configuración es prácticamente la misma que la que haríamos en Windows.

EasyRSA

EasyRSA es una gran herramienta de automatización en la creación de certificados digitales y claves RSA. También nos permite generar módulos Diffie-Hellman, necesarios para ejecutar un servidor OpenVPN (en algún artículo específico sobre criptografía hablaremos de D-H y su intercambio de claves).

Nota: OpenSSL front-end

Si no queremos usar EasyRSA, igual podemos correr los comandos de OpenSSL a mano, esta es una forma de facilitar la creación y firmado (easyrsa no es mas que un script de la shell, un front-end para openssl).

Instalando OpenVPN + EasyRSA

OpenVPN generalmente se encuentra disponible en los repos oficiales de la mayoría de las distribuciones… versiones más, versiones menos, cualquier versión reciente va a servirnos.

En mi caso particular lo he instalado en ArchLinux y en Debian 9:

El OpenVPN es el mismo software que puede correr como cliente o como servidor según sean las opciones que pasamos, por lo que lo instalaremos en nuestro cliente de la misma forma.

Por su parte, EasyRSA sí puede darnos algunos problemas, ya que en los repos oficiales a veces tenemos hasta la versión v2 (como es el caso de Debian al día de la fecha), y en otros la versión v3 (como en mi Arch… siempre al pie del cañón).

No es necesario instalar EasyRSA en servidor y cliente, con el servidor nos basta, puesto que nos va a servir para generar los certificados digitales y claves necesarias para el túnel OpenVPN, tanto para cliente como para servidor, y luego solo tendremos que transferir al cliente los archivos necesarios. (Ver notas adicionales abajo).

Si bien cualquiera de las versiones va a servirnos, desde la v2 a la v3 cambiaron varias cosas, y la más importante, la sintaxis de los comandos, razón por la cual veremos cómo instalar y usar la v3 en cualquier sistema GNU/Linux.

En ArchLinux, por ejemplo, dispongo de la versión v3 de EasyRSA en el repo oficial, por lo que simplemente lo podemos instalar de esta forma:

En cambio, en Debian, por el momento, solo disponemos de la v2, por lo que, para este artículo sea útil para todos los lectores, he decidido utilizar el repositorio oficial de OpenVPN/EasyRSA en github.

Otra forma es descargarse el tarball de la release… lo menciono por si sirve a alguien, pero no lo utilizaré en este artículo:

Creando las claves: adaptando el entorno

Para OpenVPN necesitamos crear:

  • Una clave privada y un certificado x509 para la autoridad certificante que firma (CA)
  • Una clave privada y un certificado x509 firmado para el servidor.
  • Una clave privada y un certificado x509 firmado para cada cliente.
  • Un grupo Diffie-Hellman para el servidor.

Estos datos los crearemos con la EasyRSA-3, en el servidor (más simple) y luego copiaremos (vía scp) al cliente la información que necesite, a saber, clave privada y certificado del cliente, y certificado de la CA.

La generación de los certificados requiere que especifiquemos información de propiedad (ORG, CN, País, provincia, email, etc). Una forma de establecer esta información y evitar que nos la pida con cada certificado creado, es copiar el archivo vars.example como vars, y luego editar algunas líneas:

De aquí solamente deberemos descomentar (eliminar el “#” del principio de la línea) a las siguientes líneas:

Y adaptarlas con la info que quisiéramos… algo así:

Creando las claves: ahora sí 🙂

Ahora sí crearemos las claves. Cabe notar antes que los comandos que voy a colocar en los ejemplos son del tipo:

./easyrsa blablabla

Pero si el EasyRSA-3 fue instalado desde los repositorios, podremos simplemente ejecutarlos así:

easyrsa blablabla

Debido a que el binario está en el PATH del sistema… simplemente para tener en cuenta.

1. Iniciando el entorno EasyRSA PKI

Antes que nada, es necesario iniciar el entorno de PKI (Public Key Infrastructure / Infraestructura de clave pública) de EasyRSA (datos necesarios en memoria para comenzar a trabajar):

./easyrsa init-pki

La salida del comando será algo similar a esto:

Esto significa se creó en mi directorio local de easyrsa el subdirectorio “pki”. Esto es importante porque ahí dentro iremos generando las claves y certificados x509 neceasrios, y luego los copiaremos a las ubicaciones correspondientes.

Cabe aclarar también que si ya disponemos del directorio “pki” y las claves, al ejecutar el “init-pki” borraremos lo que ya tenemos… cuidado con eso.

2. Generación de los parámetros Diffie-Hellman

En este punto crearemos la clave o módulos Diffie-Hellman utilizados por OpenVPN al establecer el primer contacto entre los nodos de la VPN. Este paso generará un archivo que luego deberá ser configurado en el servidor de OpenVPN.

Esto demorará algunos segundos o minutos, y creará un archivo llamado dh.pem en el directorio pki/.ssh, vpn, tunneling, openvpn, security, hacking, ethical hacking, easyrsa,ipsec

3. Clave RSA y certificado de la CA

Para generar estos archivos utilizaremos el siguiente comando:

./easyrsa build-ca nopass

Este comando generará dos archivos:

  • ca.crt: Es la clave pública de la autoridad certificante encapsulada en un formato de certificado digital x509 que tanto cliente como servidor OpenVPN utilizarán para identificarse entre si con confianza mutua. Por esto es necesario que este archivo esté disponible tanto en el servidor como en todos los clientes.
  • ca.key: Es la clave privada RSA de la autoridad certificante, y es con la que se firman las claves y certificados tanto del servidor como de los clientes. Este archivo sólo debe estar disponible en la máquina que genere los certificados y claves, llamada “CA machine”, que en nuestro caso, será el mismo equipo server, pero podría ser cualquier otro. (Ver notas adicionales abajo).

OpenSSL da la posibilidad de crear una password o contraseña de acceso a las claves privadas. En nuestro caso sería un contratiempo puesto que cada vez que se vaya a utilizar la clave privada (para firmar por ejemplo) deberíamos escribir la contraseña. Para evitar este paso es que especificamos el modificador “nopass” en el comando.

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4. Clave RSA y certificado del servidor

En este caso crearemos la clave privada y pública (encapsulada en un certificado x509) para el servidor. Para ellos solo necesitamos correr este comando:

El parámetro “servidor” es el nombre que le damos al servidor para identificarlo criptográficamente. Por su parte, “nopass” tiene el mismo efecto que el especificado en el comando anterior.

En este punto ya tendremos una clave privada para el servidor, y una petición de firma de certificado digital x509 (sign request) que incluye su clave pública. Estos archivos los encontraremos en el directorio pki/ local, como bien nos lo dice la ejecución del comando:

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El archivo .req representa la petición de firma, mientras que el archivo .key representa la clave privada, y se almacenan respectivamente en los directorios reqs/ y private/ respectivamente.

Para configurar el OpenVPN necesitamos el certificado del servidor firmado digitalmente por la CA. Para ello podemos ejecutar este comando:

Este comando firmará el certificado de la entidad “servidor” como tipo “server”. Los tipos válidos se encuentran en el directorio x509-types/ dentro de nuestro easyrsa/. El certificado firmado se almacenará en el directorio pki/issued/ y será de tipo CRT.

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5. Clave RSA y certificado del cliente

Ahora vamos a crear la clave privada y certificado digital x509 de un cliente, y los firmaremos con la CA creada anteriormente.

Podemos hacerlo con el siguiente comando:

Esto nos generará, al igual que en el caso del servidor, la clave privada del cliente (ubicada en pki/private) y la petición de firma de certificado para este cliente (ubicada en pki/reqs).

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El siguiente paso es firmar con la CA el certificado, y obtener el .crt:

Ahora sí, tendremos nuestro certificado crt firmado en el directorio pki/issued y listos para utilizar.

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Este paso deberá ejecutarse para cada cliente que deseemos conectar.

6. Generando la clave TLS

Si bien este paso es opcional, resulta conveniente llevarlo a cabo, puesto que maximiza la seguridad del servidor, y reduce la posibilidad de ataques de DDoS.

Generaremos una clave simétrica para TLS desde la suite de OpenVPN, y luego deberemos copiarla a los equipos cliente (ver más adelante).

Esto nos generará un archivo llamado ta.key dentro del directorio local.

Moviendo las claves

A este punto ya tenemos estos archivos generados y listos para usar:

  • pki/dh.pem (para el servidor)
  • pki/ca.crt (para el servidor y clientes)
  • pki/private/ca.key (para firmar en la CA machine)
  • pki/private/servidor.key (para el servidor)
  • pki/issued/servidor.crt (para el servidor)
  • pki/private/cliente1.key (para el cliente)
  • pki/issued/cliente1.crt (para el cliente)
  • ta.key (para el servidor y clientes)

Como todos estos archivos los creamos en nuestro equipo servidor, podemos copiar los necesarios al directorio del servidor OpenVPN.

Claves en el servidor OpenVPN

El servidor de OpenVPN necesita el certificado de la CA, certificado y clave del servidor, y el archivo de Diffie-Hellman:

Claves en el cliente OpenVPN

El cliente de OpenVPN necesita el certificado de la CA, y el certificado y clave del cliente, por lo que podemos copiar los archivos desde el servidor a un directorio temporal en el cliente:

Y luego, en el cliente, moverlos a su ubicación definitiva:

Configurando el servidor

Para configurar el servidor crearemos un archivo llamado servidor.conf dentro del directorio /etc/openvpn/, y pondremos ahí las siguientes líneas:

No vamos a entrar en detalle en este artículo (que igual está quedando larguísimo :P) sobre las opciones de configuración y posibilidades que nos da OpenVPN (eso lo dejaremos para futuros artículos y cursos). Cabe resaltar, no obstante, las opciones “ca”, “cert”, “key”, y “dh” en las que hemos configurado, respectivamente, el certificado de la CA, el certificado del servidor, la clave del servidor, y los módulo Diffie-Hellman.

A esto podemos sumarle la opción “tls-auth” en la que especificamos la clave ta.key, y que en este caso hemos acompañado por un “0” (cero) al final para indicar que se trata del servidor.

Otra opción interesante para nuestro caso, es la opción “server”, que especifica el pool de direcciones IP a entregar a los clientes cuando se conecten a la VPN.

Luego de esto, podemos correr nuestro servidor con el comando:

sudo openvpn --config /etc/openvpn/servidor.conf

Aunque debería iniciarse también con el gestor de servicios que utilice la distro (systemd, sysvinit, etc). Esto es porque el servicio de inicio busca un archivo “.conf” dentro del directorio /etc/openvpn… así que podríamos usar algo así para correr el daemon en segundo plano:

sudo systemctl start openvpn.service

Configurando el cliente

En el lado del cliente hacemos algo similar, creamos un archivo de configuración, en nuestro caso, cliente1.conf, dentro de /etc/openvpn, con un contenido similar a este:

En este caso, las líneas interesantes son las que corresponden con las opciones “ca”, “cert” y “key”, el certificado de la CA, el certificado del cliente, y su clave privada. Al igual que del lado del servidor, la línea “tls-auth” permite especificar la clave ta.key generada y transferida a este cliente, con la diferencia de que en este caso el parámetro es “1” (uno), indicando cliente.

La opción “remote” permite al cliente especificar la IP pública o nombre de dominio del servidor, y el puerto en el que está atendiendo el daemon.

El resto de las opciones, como comenté arriba, se documentará más adelante en artículos o cursos de VPN y OpenVPN.

El cliente puede lanzarse del mismo modo que el servidor, utilizando el gestor de servicios, o con el comando “openvpn” especificando el archivo .conf a utilizar (el cliente.conf en este caso).

Convenientemente podremos lanzarlo la primera vez desde línea de comandos, y verificar que no tengamos errores en la ejecución, y que el túnel se creó correctamente.

Probando las configuraciones!!

Sin más,  corremos el servidor, y deberíamos ver algo similar a esto:

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Y en el cliente debríamos ver algo así (la salida en el server va a modificarse por la negociación del túnel cifrado:

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En este caso todo anduvo bien… y se creó el túnel. Una forma simple de verificarlo es viendo que efectivamente se creó una interfaz “tun” (sí, es por el dev tun  de la configuración del server), tanto en cliente como servidor… veamos un ejemplo de la salida del comando ip a :

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El tunel se ha creado, y ahora tenemos comunicación cifrada! 😀

Notas adicionales: una CA externa

En el caso de que la autoridad certificante no esté situada en el servidor, una opción es generar todos los certificados y claves desde la autoridad certificante y luego transferirlos, por ejemplo mediante scp, a servidor y clientes, y la otra opción es que tanto servidor como clientes generen sus claves privadas y sus peticiones de firma de certificado digital (.req) y luego firmemos las requests en el equipo de CA utilizando su clave privada.

Para esto, una vez generados los .req como hicimos antes, deberemos transferir al equipo de CA dichos req, y en este equipo importarlos en el easyrsa local de esta forma (suponiendo que en /tmp hemos colocado cliente1.req y servidor.req):

Y luego firmar como hicimos antes:

Esto nos generará los certificados en el directorio pki/issued/ de la CA, que deberemos transferir a cliente y servidor respectivamente.

Notas adicionales: certificados revocados

Si bien al crear nosotros nuestra propia CA para firmar los certificados de servidor y, principalmente, de los clientes, no habrá problemas de seguridad relativos a la confianza, sí, si en un futuro se comprometiera alguna clave privada y quisiéramos que el servidor de OpenVPN deje de aceptar certificados de cierto y determinado cliente, podemos configurar que verifique solamente certificados válidos.

Para ello, del lado del servidor podemos crear una lista de certificados en blanco usando, o CRL (Certificate revocation list):

y luego agregar una línea de configuración al respecto:

crl-verify /etc/openvpn/ssl/crl.pem

Si en un futuro deseamos, por ejemplo, revocar el certificado de cliente1, podemos hacer:

sudo ./easyrsa revoke cliente1

Y volver a generar y copiar el archivo crl como hicimos arriba, y por supuesto, reiniciar el servicio.

Notas adicionales: opciones y ayuda!!

Como mencioné arriba, openvpn tiene una gran cantidad de opciones de configuración que están muy buenas para configurar tablas de enrutamiento, parámetros de seguridad, logging, etc. Y lo bueno es que todas las opciones que podemos colocar en un archivo .conf, pueden pasarse por línea de argumentos. Esto quiere decir que podemos poner, por ejemplo, “remote xxxx” en un archivo .conf, y ejecutar el openvpn con ese archivo, o de igual manera, ejecutar el openvpn pasándo el argumento precedido por “–” de esta forma, que tendrá el mismo efecto:

openvpn --remote xxxx

La gran ventaja de esto, es que todas las opciones posibles de openvpn podemos verlas en el “ man openvpn ” 😀

Notas finales (al fin…) 🙂

Antes de cerrar, mencionar que si tenemos un servidor OpenVPN detrás de un firewall, deberemos habilitar/reenviar el puerto de trabajo (por defecto udp1194) hacia el servidor. No es necesario ningún tipo de configuración adicional (como sería necesario un NAT-Traversal en IPSec)… es un servicio de aplicación, y nada más que eso.

Finalmente, habrán notado que el protocolo de capa 4 (transporte) por defecto que he utilizado es UDP (ver proto udp )… la pregunta es: ¿Por qué UDP? ¿No es más “seguro” TCP? mmm… o TCP era más “confiable” que “seguro”?

Para aclarar un poco esto, los invito a pasar por Tunneling: Por qué tunelizar TCP sobre TCP no es bueno

Quedan varias cosas pendientes… seguramente actualice en un futuro este artículo, o publique algún video en nuestro canal de youtube, y por qué no, un curso al respecto para los que estén interesados!

Y por supuesto, si testean los pasos y falla algo, o encuentran algún error, no tienen mas que escribirme en la sección de comentarios del artículo para que lo verifique y corrija! Es un artículo muy largo y puede haberse escapado algún que otro detalle. Desde ya agradecido!!

Espero les sirva, y será hasta la próxima!