OpenVPN

OpenVPN是一个用于创建虚拟私人網絡加密通道的软件包，最早由James Yonan编写。OpenVPN允许建立的VPN使用公开密钥、電子證書、或者用户名／密碼来进行身份验证。

OpenVPN
原作者James Yonan
開發者OpenVPN 项目 / OpenVPN Inc.
初始版本2001年5月13日​（2001-05-13）[1]
穩定版本2.5.0[2]（2020年10月27日​（2020-10-27））[±]
源代码库
编程语言C语言
系統平台
类型VPN
许可协议GNU通用公共許可證
网站openvpn.net
互联网安全协议
密钥管理
应用层
域名系统
网络层

它大量使用了OpenSSL加密库中的SSL/TLS协议函数库。

目前OpenVPN能在Solaris、Linux、OpenBSD、FreeBSD、NetBSD、Mac OS X与Microsoft Windows以及Android和iOS上运行，並包含了许多安全性的功能。它不与IPsec兼容。

原理

OpenVPN的技术核心是虚拟网卡，其次是SSL协议实现。

OpenVPN中的虚拟网卡

虚拟网卡是使用网络底层编程技术实现的一个驱动软件。安装此类程序后主机上会增加一个非真实的网卡（TAP或TUN），并可以像其它网卡一样进行配置。服务程序可以在应用层打开虚拟网卡，如果应用软件（如网络浏览器）向虚拟网卡发送数据，则服务程序可以读取到该数据。如果服务程序写合适的数据到虚拟网卡，应用软件也可以接收得到。虚拟网卡在很多的操作系统中都有相应的实现，这也是OpenVPN能够跨平台使用的一个重要原因。

在OpenVPN中，如果用户访问一个远程的虚拟地址（属于虚拟网卡配用的地址系列，区别于真实地址），则操作系统会通过路由机制将数据包（TUN模式）或数据帧（TAP模式）发送到虚拟网卡上，服务程序接收该数据并进行相应的处理后，会通过SOCKET从外网上发送出去。这完成了一个单向传输的过程，反之亦然。当远程服务程序通过SOCKET从外网上接收到数据，并进行相应的处理后，又会发送回给虚拟网卡，则该应用软件就可以接收到。

加密

OpenVPN使用OpenSSL库来加密数据与控制信息。这意味着，它能够使用任何OpenSSL支持的算法。它提供了HMAC功能以提高连接的安全性。此外，OpenSSL的硬件加速也能提高它的性能。2.3.0以後版本引入PolarSSL。

身份验证

OpenVPN提供了多种身份验证方式，用以确认连接双方的身份，包括：

预共享密钥最为简单，但它只能用于建立点对点的VPN；基于PKI的第三方证书提供了最完善的功能，但是需要额外维护一个PKI证书系统。OpenVPN2.0后引入了用户名／口令组合的身份验证方式，它可以省略客户端证书，但是仍需要一份服务器证书用作加密。

功能与端口
  • OpenVPN所有的通信都基于一个单一的IP端口，默认且推荐使用UDP协议通讯，同时也支持TCP。IANA（Internet Assigned Numbers Authority）指定给OpenVPN的官方端口为1194。OpenVPN 2.0以后版本每个进程可以同时管理数个并发的隧道。OpenVPN使用通用网络协议（TCP与UDP）的特点使它成为IPsec等协议的理想替代，尤其是在ISP（Internet service provider）过滤某些特定VPN协议的情况下。
  • OpenVPN连接能通过大多数的代理服务器，并且能够在NAT的环境中很好地工作。
  • 服务端具有向客户端“推送”某些网络配置信息的功能，这些信息包括：IP地址、路由设置等。
  • OpenVPN提供了两种虚拟网络接口：通用TUN/TAP驱动，通过它们，可以建立三层IP隧道，或者虚拟二层以太网，后者可以传送任何类型的二层以太网络数据。
  • 传送的数据可通过LZO算法压缩。

安全

OpenVPN与生俱来便具备了许多安全特性：它在用户空间运行，无须对内核及网络协议栈作修改；初始完毕后以chroot方式运行，放弃root权限；使用mlockall页面存档备份，存于以防止敏感数据交换到磁盘。

OpenVPN通过PKCS#11支持硬件加密标识，如智能卡。

受中国大陆的限制

防火长城会针对OpenVPN服务器回送证书完成握手创建有效加密连接时干扰连接，在使用TCP协议模式时握手会被连接重置，而使用UDP协议时含有服务器认证证书的数据包会被故意丢弃，使OpenVPN无法创建有效加密连接而连接失败。而在中国大陆内部的连接不受这种限制。

伪装的改进
  • Stunnel，通过使用Stunnel转发OpenVPN流量以消除OpenVPN的协议特征，达到提供安全保护与流量伪装的目的（通常将Stunnel设置于443端口伪装成Web网站）。
  • KCPtun，使用KCPtun将OpenVPN流量转为UDP流量传输，也可以消除OpenVPN的协议特征。
  • SSH，使用SSH创建隧道转发OpenVPN流量，但SSH会暴露自身协议特征[9]，故这种方式已被淘汰。

参考文献
  1. OpenVPN Change Log - OpenVPN Change Log 页面存档备份，存于
  2. . [2020-10-27] –GitHub.
  3. . openvpn.net. [2 February 2016]. （原始内容存档于2018-10-06）.
  4. . [2018-01-26]. （原始内容存档于2020-11-11）.
  5. . App Store. 23 October 2014 [2018-01-26]. （原始内容存档于2019-06-05）.
  6. . [2018-01-26]. （原始内容存档于2018-09-26）.
  7. . [2018-01-26]. （原始内容存档于2020-09-29）.
  8. . [2018-01-26]. （原始内容存档于2020-09-30）.
  9. . www.solidot.org. [2020-07-07]. （原始内容存档于2020-07-07）.

外部链接

参见
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