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如何配置 IKEv2 VPN: Windows 和 Android
重要提示: 本指南仅适用于高级用户。其他用户请使用 IPsec/L2TP 或者 IPsec/XAuth。
Windows 7 和更新版本支持 IKEv2 协议标准,通过 Microsoft 的 Agile VPN 功能来实现。因特网密钥交换 (英语:Internet Key Exchange,简称 IKE 或 IKEv2)是一种网络协议,归属于 IPsec 协议族之下,用以创建安全关联 (Security Association, SA)。与 IKE 版本 1 相比较,IKEv2 的功能改进包括比如通过 MOBIKE 实现 Standard Mobility 支持,以及更高的可靠性。另外,IKEv2 支持同时连接在同一个 NAT(比如家用路由器)后面的多个设备到 VPN 服务器。
Libreswan 支持通过使用 RSA 签名算法的 X.509 Machine Certificates 来对 IKEv2 客户端进行身份验证。该方法无需 IPsec PSK, 用户名或密码。它可以用于以下系统:
- Windows 7, 8.x 和 10
- Android 4.x 和更新版本(使用 strongSwan VPN 客户端)
下面举例说明如何在 Libreswan 上配置 IKEv2。以下命令必须用 root
账户运行。
在继续之前,请确保你已经成功地 搭建自己的 VPN 服务器,并且已经将 Libreswan 升级到最新版本。
-
获取 VPN 服务器的公共 IP 地址,将它保存到变量并检查。
$ PUBLIC_IP=$(wget -t 3 -T 15 -qO- http://ipv4.icanhazip.com) $ echo "$PUBLIC_IP" (检查显示的公共 IP)
注: 另外,在这里你也可以指定 VPN 服务器的域名。例如:
PUBLIC_IP=myvpn.example.com
。 -
在
/etc/ipsec.conf
文件中添加一个新的 IKEv2 连接:$ cat >> /etc/ipsec.conf <<EOF conn ikev2-cp left=%defaultroute leftcert=$PUBLIC_IP leftid=@$PUBLIC_IP leftsendcert=always leftsubnet=0.0.0.0/0 leftrsasigkey=%cert right=%any rightid=%fromcert rightaddresspool=192.168.43.10-192.168.43.250 rightca=%same rightrsasigkey=%cert narrowing=yes dpddelay=30 dpdtimeout=120 dpdaction=clear auto=add ikev2=insist rekey=no fragmentation=yes ike=3des-sha1,3des-sha2,aes-sha1,aes-sha1;modp1024,aes-sha2,aes-sha2;modp1024 phase2alg=3des-sha1,3des-sha2,aes-sha1,aes-sha2 EOF
还需要在该文件中添加一些行。首先查看你的 Libreswan 版本,然后运行以下命令之一:
$ ipsec --version
如果是 Libreswan 3.23 或更新版本:
$ cat >> /etc/ipsec.conf <<EOF modecfgdns="8.8.8.8, 8.8.4.4" encapsulation=yes EOF
如果是 Libreswan 3.19-3.22:
$ cat >> /etc/ipsec.conf <<EOF modecfgdns1=8.8.8.8 modecfgdns2=8.8.4.4 encapsulation=yes EOF
如果是 Libreswan 3.18 或更早版本:
$ cat >> /etc/ipsec.conf <<EOF modecfgdns1=8.8.8.8 modecfgdns2=8.8.4.4 forceencaps=yes EOF
-
生成 Certificate Authority (CA) 和 VPN 服务器证书:
注: 使用 "-v" 参数指定证书的有效期(单位:月),例如 "-v 36"。另外,如果你在上面的第一步使用了服务器的域名而不是 IP 地址,则需要将以下命令中的
--extSAN "ip:$PUBLIC_IP,dns:$PUBLIC_IP"
换成--extSAN "dns:$PUBLIC_IP"
。$ certutil -z <(head -c 1024 /dev/urandom) \ -S -x -n "Example CA" \ -s "O=Example,CN=Example CA" \ -k rsa -g 4096 -v 36 \ -d sql:/etc/ipsec.d -t "CT,," -2 Generating key. This may take a few moments... Is this a CA certificate [y/N]? y Enter the path length constraint, enter to skip [<0 for unlimited path]: > Is this a critical extension [y/N]? N
$ certutil -z <(head -c 1024 /dev/urandom) \ -S -c "Example CA" -n "$PUBLIC_IP" \ -s "O=Example,CN=$PUBLIC_IP" \ -k rsa -g 4096 -v 36 \ -d sql:/etc/ipsec.d -t ",," \ --keyUsage digitalSignature,keyEncipherment \ --extKeyUsage serverAuth \ --extSAN "ip:$PUBLIC_IP,dns:$PUBLIC_IP" Generating key. This may take a few moments...
-
生成客户端证书,并且导出
.p12
文件。该文件包含客户端证书,私钥以及 CA 证书:$ certutil -z <(head -c 1024 /dev/urandom) \ -S -c "Example CA" -n "vpnclient" \ -s "O=Example,CN=vpnclient" \ -k rsa -g 4096 -v 36 \ -d sql:/etc/ipsec.d -t ",," \ --keyUsage digitalSignature,keyEncipherment \ --extKeyUsage serverAuth,clientAuth -8 "vpnclient" Generating key. This may take a few moments...
$ pk12util -o vpnclient.p12 -n "vpnclient" -d sql:/etc/ipsec.d Enter password for PKCS12 file: Re-enter password: pk12util: PKCS12 EXPORT SUCCESSFUL
你可以重复本步骤来为更多的客户端生成证书。将所有的
vpnclient
换成vpnclient2
,等等。注: 如需同时连接多个客户端,则必须为每个客户端生成唯一的证书。
-
证书数据库现在应该包含以下内容:
$ certutil -L -d sql:/etc/ipsec.d Certificate Nickname Trust Attributes SSL,S/MIME,JAR/XPI Example CA CTu,u,u ($PUBLIC_IP) u,u,u vpnclient u,u,u
注: 如需显示证书内容,可使用
certutil -L -d sql:/etc/ipsec.d -n "Nickname"
。要删除一个证书,将-L
换成-D
。更多的certutil
使用说明请看 这里。 -
重启 IPsec 服务:
$ service ipsec restart
-
将文件
vpnclient.p12
安全地传送到 VPN 客户端设备。下一步:Windows 7, 8.x 和 10
-
将
.p12
文件导入到 "计算机账户" 证书存储。在导入证书后,你必须确保将客户端证书放在 "个人 -> 证书" 目录中,并且将 CA 证书放在 "受信任的根证书颁发机构 -> 证书" 目录中。详细的操作步骤:
https://wiki.strongswan.org/projects/strongswan/wiki/Win7Certs -
在 Windows 计算机上添加一个新的 IKEv2 VPN 连接:
https://wiki.strongswan.org/projects/strongswan/wiki/Win7Config -
启用新的 VPN 连接,并且开始使用 IKEv2 VPN!
https://wiki.strongswan.org/projects/strongswan/wiki/Win7Connect -
(可选步骤) 如需启用更强的加密算法,你可以添加注册表键
NegotiateDH2048_AES256
并重启。更多信息请看这里。
Android 4.x 和更新版本
- 从 Google Play 安装 strongSwan VPN 客户端。
- 打开 VPN 客户端,然后单击 Add VPN Profile。
- 在 Server 字段中输入
你的 VPN 服务器 IP
。 - 在 VPN Type 下拉菜单选择 IKEv2 Certificate。
- 单击 Select user certificate,然后单击 Install certificate。
- 选择你从服务器复制过来的
.p12
文件,并按提示操作。 - 保存新的 VPN 连接,然后单击它以开始连接。
-
-
连接成功后,你可以到 这里 检测你的 IP 地址,应该显示为
你的 VPN 服务器 IP
。
已知问题
- Windows 自带的 VPN 客户端可能不支持 IKEv2 fragmentation。在有些网络上,这可能会导致连接错误或其它连接问题。你可以尝试换用 IPsec/L2TP 或 IPsec/XAuth 模式连接。
- 如果你使用 strongSwan Android VPN 客户端,则必须将服务器上的 Libreswan 升级到版本 3.26 或以上。
参考链接
- https://libreswan.org/wiki/VPN_server_for_remote_clients_using_IKEv2
- https://libreswan.org/wiki/HOWTO:_Using_NSS_with_libreswan
- https://libreswan.org/man/ipsec.conf.5.html
- https://wiki.strongswan.org/projects/strongswan/wiki/WindowsClients
- https://wiki.strongswan.org/projects/strongswan/wiki/AndroidVpnClient