18bb19661918f6eeaa292e6eff07f5a495c8c86e
[ach-master.git] / src / practical_settings / vpn.tex
1 %%\subsection{VPNs}
2 \todo{write this subsection}
3 \subsubsection{IPSec}
4 \label{section:IPSECgeneral}
5
6
7 \begin{description}
8
9 \item[Settings:] \mbox{}
10
11 \paragraph*{Assumptions}\mbox{}\\
12
13 We assume the use of IKE (v1 or v2) and ESP for this document.
14
15 \paragraph*{Authentication}\mbox{}\\
16
17 IPSEC authentication should optimally be performed via RSA signatures,
18 with a key size of 2048 bits or more. Configuring only the trusted CA
19 that issued the peer certificate provides for additional protection
20 against fake certificates.
21
22 If you need to use Pre-Shared Key authentication:
23
24 \begin{enumerate}
25 \item Choose a \textbf{random}, \textbf{long enough} PSK (see below)
26 \item Use a \textbf{separate} PSK for any IPSEC connection
27 \item Change the PSKs regularily
28 \end{enumerate}
29
30 The size of the PSK should not be shorter than the output size of
31 the hash algorithm used in IKE \footnote{It is used in a HMAC, see
32   \url{http://www.ietf.org/rfc/rfc2104.txt}.}.
33
34 For a key composed of upper- and lowercase letters, numbers, and two
35 additional symbols \footnote{64 possible values = 6 bits}, that gives
36 the following minimum lengths in characters:
37
38 \begin{table}[h]
39   \centering
40   \small
41   \begin{tabular}{lc}
42     \toprule
43     IKE Hash & PSK length \\
44     \midrule
45     SHA256 & 43 \\
46     SHA384 & 64 \\
47     SHA512 & 86 \\
48     \bottomrule
49   \end{tabular}
50 \end{table}
51
52 \paragraph*{Cryptographic Suites}\mbox{}\\
53
54 IPSEC Cryptographic Suites are pre-defined settings for all the
55 items of a configuration; they try to provide a balanced security
56 level and make setting up VPNs easier.
57
58 When using any of those suites, make sure to enable ``Perfect Forward
59 Secrecy`` for Phase 2, as this is not specified in the suites. The
60 equivalents to the recommended ciphers suites in section
61 \ref{section:recommendedciphers} are:
62
63 \begin{table}[h]
64   \centering
65   \small
66   \begin{tabular}{lll}
67     \toprule
68     Configuration A & Configuration B & Notes\\
69     \midrule
70     \verb|Suite-B-GCM-256|\footnote{\url{http://tools.ietf.org/html/rfc6379}} &
71 \verb|Suite-B-GCM-128| & All Suite-B variants use NIST elliptic curves
72 \\ \verb|Suite-B-GMAC-256| & \verb|Suite-B-GMAC-128| & 
73 \\ & \verb|VPN-B|\footnote{\url{http://tools.ietf.org/html/rfc4308}} &
74 \\
75     \bottomrule
76   \end{tabular}
77 \end{table}
78
79 \paragraph*{IKE or Phase 1}\mbox{}\\
80
81 Alternatively to the pre-defined cipher suites, you can define your
82 own, as described in this and the next section.
83
84 IKE or Phase 1 is the mutual authentication and key exchange phase.
85
86 Use only ``main mode``, as ``aggressive mode`` has known security
87 vulnerabilities \footnote{\url{http://ikecrack.sourceforge.net/}}.
88
89 \todo{how to make footnotes in a table appear in the output document?}
90
91 \begin{table}
92   \centering
93   \small
94   \begin{tabular}{lll}
95     \toprule
96     & Configuration A & Configuration B \\
97     \midrule
98     Mode & Main Mode & Main Mode \\
99     Encryption & AES-256 & AES, CAMELLIA (-256 or -128) \\
100     Hash & SHA2-* & SHA2-*, SHA1 \\
101     DH Group & Group 14--18 \footnote{2048--8192 bit DH},
102     19--21\footnote{(256--521 bit ECDH)} & Group 14--21 \\
103     Lifetime & \todo{need recommendations; 1 day seems to be common
104       practice} & \\
105     \bottomrule
106   \end{tabular}
107 \end{table}
108
109 \paragraph*{ESP or Phase 2}\mbox{}\\
110
111 ESP or Phase 2 is where the actual data are protected.
112
113 \todo{make the tables appear right here!}
114
115 \begin{table}
116   \centering
117   \small
118   \begin{tabular}{lll}
119     \toprule
120     & Configuration A & Configuration B \\
121     \midrule
122     Perfect Forward Secrecy & yes & yes \\
123     Encryption & AES-GCM-16, AES-CTR, AES-CCM-16, AES-256 &
124   AES-GCM-16, AES-CTR, AES-CCM-16, AES-256, CAMELLIA-256, AES-128, CAMELLIA-128 \\
125     Hash & SHA2-* (or none for AES-GCM) & SHA2-*, SHA1 (or none for AES-GCM) \\
126     DH Group & Same as Phase 1 & Same as Phase 1 \\
127     Lifetime & \todo{need recommendations; 1-8 hours is common} & \\
128     \bottomrule
129   \end{tabular}
130 \end{table}
131
132 \item[References:] \mbox{}
133
134 ``A Cryptographic Evaluation of IPsec'', Niels Ferguson and Bruce
135   Schneier: \url{https://www.schneier.com/paper-ipsec.pdf}
136
137 \end{description}
138
139 \subsubsection{Check Point FireWall-1}
140    
141 \begin{description}
142 \item[Tested with Version:] \mbox{}
143
144 \begin{itemize}
145 \item R77 (should work with any currently supported version)
146 \end{itemize}
147
148 \item[Settings:] \mbox{}
149
150 Please see section \ref{section:IPSECgeneral} for guidance on
151 parameter choice. In this section, we will configure a strong setup
152 according to ``Configuration A''.
153
154 This is based on the concept of a ``VPN Community'', which has all the
155 settings for the gateways that are included in that community.
156 Communities can be found in the ``IPSEC VPN'' tab of SmartDashboard.
157
158 \todo{make those graphics prettier -- whoever has the right LaTeX
159   mojo, please do!}
160
161 \includegraphics{checkpoint_1.png}
162
163 Either chose one of the encryption suites here, or proceed to
164 ``Custom Encryption...'', where you can set encryption and hash for
165 Phase 1 and 2:
166
167 \includegraphics{checkpoint_2.png}
168
169 The Diffie-Hellman groups and Perfect Forward Secrecy Settings can be
170 found under ``Advanced Settings'' / ``Advanced VPN Properties'':
171
172 \includegraphics{checkpoint_3.png}
173
174 \item[Additional settings:]
175
176 For remote Dynamic IP Gateways, the settings are not taken from the
177 community, but set in the ``Global Properties'' dialog under ``Remote
178 Access'' / ``VPN Authentication and Encryption''. Via the ``Edit...''
179 button, you can configure sets of algorithms that all gateways support:
180
181 \includegraphics{checkpoint_4.png}
182
183 Please note that these settings restrict the available algorithms for
184 \textbf{all} gateways, and also influence the VPN client connections.
185
186 %\item[Justification for special settings (if needed):]
187
188 %\item[Limitations:]
189
190 \item[References:]\mbox{}
191
192 \begin{itemize}
193
194 \item Check Point
195   \href{https://sc1.checkpoint.com/documents/R77/CP_R77_VPN_AdminGuide/html_frameset.htm}{VPN
196     R77 Administration Guide} (may require a
197   UserCenter account to access)
198
199 \end{itemize}
200
201 % \item[How to test:]
202
203 \end{description}
204
205
206 \subsubsection{OpenVPN}
207
208 \begin{description}
209
210 \item[Tested with Version:] \mbox{}\\
211
212 \begin{itemize}
213 \item OpenVPN 2.3.2 from Debian ``wheezy-backports'' linked against openssl (libssl.so.1.0.0) 
214 \item OpenVPN 2.2.1 from Debian 7.0 linked against openssl (libssl.so.1.0.0) 
215 \end{itemize}
216
217 \item[Settings:] \mbox{}
218
219 \paragraph{General}\mbox{}
220
221 We describe a configuration with certificate-based authentication; see
222 below for details on the \verb|easyrsa| tool to help you with that.
223
224 OpenVPN uses TLS only for authentication and key exchange. The
225 bulk traffic is then encrypted and authenticated with the OpenVPN
226 protocol using those keys.
227
228 Note that while the \verb|tls-cipher| option takes a list of ciphers
229 that is then negotiated as usual with TLS, the \verb|cipher|
230 and \verb|auth| options both take a single argument that must match on
231 client and server.
232
233 \paragraph{Server Configuration}\mbox{}
234
235 % this is only a DoS-protection, out of scope:
236 % # TLS Authentication
237 % tls-auth ta.key
238
239 \begin{lstlisting}[breaklines]
240 tls-cipher ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-RSA-AES256-SHA384:DHE-RSA-AES256-GCM-SHA384:DHE-RSA-AES256-SHA256:DHE-RSA-CAMELLIA256-SHA:ECDHE-RSA-AES256-SHA:DHE-RSA-AES256-SHA:AES256-SHA
241 cipher AES-256-CBC
242 auth SHA384
243 # generate with 'openssl dhparam -out dh2048.pem 2048':
244 dh dh2048.pem
245 \end{lstlisting}
246
247 \paragraph{Client Configuration}\mbox{}
248
249 Client and server have to use compatible configurations, otherwise they can't communicate.
250 The \verb|cipher| and \verb|auth| directives have to be identical.
251
252 \begin{lstlisting}[breaklines]
253 tls-cipher ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-RSA-AES256-SHA384:DHE-RSA-AES256-GCM-SHA384:DHE-RSA-AES256-SHA256:DHE-RSA-CAMELLIA256-SHA:ECDHE-RSA-AES256-SHA:DHE-RSA-AES256-SHA:AES256-SHA
254 cipher AES-256-CBC
255 auth SHA384
256
257 # http://openvpn.net/index.php/open-source/documentation/howto.html#mitm
258 remote-cert-tls server
259
260 tls-remote server.example.com
261 \end{lstlisting}
262
263 \item[Justification for special settings (if needed):] \mbox{}\\
264
265 OpenVPN 2.3.1 changed the values that the \verb|tls-cipher| option
266 expects from OpenSSL to IANA cipher names. That means from that
267 version on you will get ``Deprecated TLS cipher name'' warnings for
268 the configurations above. You cannot use the selection strings from
269 section \ref{section:recommendedciphers} directly from 2.3.1 on, which
270 is why we give an explicit cipher list here.
271
272 The configuration shown above is compatible with all tested versions.
273
274 \item[References:] \mbox{}\\
275
276 \url{http://openvpn.net/index.php/open-source/documentation/security-overview.html}
277
278 %\item[How to test:]
279
280
281 \item[Additional settings:] \mbox{}
282
283 \paragraph{Key renegotiation interval}\mbox{}
284
285 The default for renegotiation of encryption keys is one hour
286 (\verb|reneg-sec 3600|). If you
287 transfer huge amounts of data over your tunnel, you might consider
288 configuring a shorter interval, or switch to a byte- or packet-based
289 interval (\verb|reneg-bytes| or \verb|reneg-pkts|).
290
291 \paragraph{Fixing ``easy-rsa''}\mbox{}
292
293 When installing an OpenVPN server instance, you are probably using
294 {\it easy-rsa} to generate keys and certificates.
295 The file \verb|vars| in the easyrsa installation directory has a
296 number of settings that should be changed to secure values:
297
298 \begin{lstlisting}[breaklines]
299 export KEY_SIZE=4096
300 export KEY_EXPIRE=365
301 export CA_EXPIRE=1826
302 \end{lstlisting}
303
304 This will enhance the security of the key generation by using RSA keys
305 with a length of 2048 bits, and set a lifetime of one year for the
306 server/client certificates and five years for the CA certificate.
307
308 In addition, edit the \verb|pkitool| script and replace all occurences
309 of \verb|sha1| with \verb|sha256|, to sign the certificates with
310 SHA256.
311
312 \item[Limitations:] \mbox{}
313
314 OpenVPN has a 256 character limit on configuration file line lengths;
315 that limits then length of cipher suites.
316
317 Note that the ciphersuites shown by \verb|openvpn --show-tls| are {\it
318 known}, but not necessarily {\it
319 supported} \footnote{\url{https://community.openvpn.net/openvpn/ticket/304}}.
320
321
322 \end{description}
323
324
325 \subsubsection{PPTP}
326
327 PPTP is considered insecure, Microsoft recommends to ``use a more secure VPN
328 tunnel''\footnote{\url{http://technet.microsoft.com/en-us/security/advisory/2743314}}.
329
330 There is a cloud service that cracks the underlying MS-CHAPv2
331 authentication protocol for the price of USD~200\footnote{\url{https://www.cloudcracker.com/blog/2012/07/29/cracking-ms-chap-v2/}},
332 and given the resulting MD4 hash, all PPTP traffic for a user can
333 be decrypted.
334
335 \subsubsection{Cisco ASA}
336 The following settings reflect our recommendations as best as possible on the Cisco ASA platform. These are - of course - just settings regarding SSL/TLS (i.e. Cisco AnyConnect) and IPSec. For further security settings regarding this platform the appropriate Cisco guides should be followed.
337 \begin{description}
338 \item[Tested with Version:] 
339 9.1(3)
340 \item[Settings:] \mbox{}
341 \begin{lstlisting}[breaklines]
342 crypto ipsec ikev2 ipsec-proposal AES-Fallback
343  protocol esp encryption aes-256 aes-192 aes
344  protocol esp integrity sha-512 sha-384 sha-256
345 crypto ipsec ikev2 ipsec-proposal AES-GCM-Fallback
346  protocol esp encryption aes-gcm-256 aes-gcm-192 aes-gcm
347  protocol esp integrity sha-512 sha-384 sha-256
348 crypto ipsec ikev2 ipsec-proposal AES128-GCM
349  protocol esp encryption aes-gcm
350  protocol esp integrity sha-512
351 crypto ipsec ikev2 ipsec-proposal AES192-GCM
352  protocol esp encryption aes-gcm-192
353  protocol esp integrity sha-512
354 crypto ipsec ikev2 ipsec-proposal AES256-GCM
355  protocol esp encryption aes-gcm-256
356  protocol esp integrity sha-512
357 crypto ipsec ikev2 ipsec-proposal AES
358  protocol esp encryption aes
359  protocol esp integrity sha-1 md5
360 crypto ipsec ikev2 ipsec-proposal AES192
361  protocol esp encryption aes-192
362  protocol esp integrity sha-1 md5
363 crypto ipsec ikev2 ipsec-proposal AES256
364  protocol esp encryption aes-256
365  protocol esp integrity sha-1 md5
366 crypto ipsec ikev2 sa-strength-enforcement
367 crypto ipsec security-association pmtu-aging infinite
368 crypto dynamic-map SYSTEM_DEFAULT_CRYPTO_MAP 65535 set pfs group14
369 crypto dynamic-map SYSTEM_DEFAULT_CRYPTO_MAP 65535 set ikev2 ipsec-proposal AES256-GCM AES192-GCM AES128-GCM AES-GCM-Fallback AES-Fallback
370 crypto map Outside-DMZ_map 65535 ipsec-isakmp dynamic SYSTEM_DEFAULT_CRYPTO_MAP
371 crypto map Outside-DMZ_map interface Outside-DMZ
372
373 crypto ikev2 policy 1
374  encryption aes-gcm-256
375  integrity null
376  group 24 14
377  prf sha512 sha384 sha256 sha
378  lifetime seconds 86400
379 crypto ikev2 policy 2
380  encryption aes-gcm-256 aes-gcm-192 aes-gcm
381  integrity null
382  group 24 14 5
383  prf sha512 sha384 sha256 sha
384  lifetime seconds 86400
385 crypto ikev2 policy 3
386  encryption aes-256 aes-192 aes
387  integrity sha512 sha384 sha256
388  group 24 14
389  prf sha512 sha384 sha256 sha
390  lifetime seconds 86400
391 crypto ikev2 policy 4
392  encryption aes-256 aes-192 aes
393  integrity sha512 sha384 sha256 sha
394  group 24 14 5
395  prf sha512 sha384 sha256 sha
396  lifetime seconds 86400
397 crypto ikev2 enable Outside-DMZ client-services port 443
398 crypto ikev2 remote-access trustpoint ASDM_TrustPoint0
399
400 ssl server-version tlsv1-only
401 ssl client-version tlsv1-only
402 ssl encryption dhe-aes256-sha1 dhe-aes128-sha1 aes256-sha1 aes128-sha1
403 ssl trust-point ASDM_TrustPoint0 Outside-DMZ
404 \end{lstlisting}
405
406 \item[Justification for special settings (if needed):] \mbox{}
407 New IPsec policies have been defined which do not make use of ciphers that may be cause for concern. Policies have a "Fallback" option to support legacy devices.
408
409 % in case you have the need for further justifications why you chose this and that setting or if the settings do not fit into the standard Variant A or Variant B schema, please document this here
410
411 \item[References:] 
412 \url{http://www.cisco.com/en/US/docs/security/asa/roadmap/asaroadmap.html}
413
414 % add any further references or best practice documents here
415
416 %%\item[How to test:] 
417 % describe here or point the admin to tools (can be a simple footnote or \ref{} to  the tools section) which help the admin to test his settings.
418
419 \end{description}
420
421
422
423
424
425
426
427 %%\subsubsection{Juniper VPN}
428 %%\todo{write this subsubsection. AK: ask Hannes}
429
430
431 %%\begin{description}
432 %%\item[Tested with Version:] \todo{version?}
433
434 %%\item[Settings:] \mbox{}
435
436 %%\begin{lstlisting}[breaklines]
437 %%    %Here goes your setting string
438 %%\end{lstlisting}
439
440 %%\item[Additional settings:] \mbox{}
441
442 %Here you can add additional settings
443
444 %%\begin{lstlisting}[breaklines]
445 %%    %copy \& paste additional settings
446 %%\end{lstlisting}
447
448 %%\item[Justification for special settings (if needed):] \mbox{}
449
450 % in case you have the need for further justifications why you chose this and that setting or if the settings do not fit into the standard Variant A or Variant B schema, please document this here
451
452 %%\item[References:] \todo{add references}
453
454 % add any further references or best practice documents here
455
456 %%\item[How to test:]
457 % describe here or point the admin to tools (can be a simple footnote or \ref{} to  the tools section) which help the admin to test his settings.
458
459 %%\end{description}
460
461
462
463 \subsubsection{L2TP over IPSec}
464 \todo{write this subsubsection}
465
466
467 \begin{description}
468 \item[Tested with Version:] \todo{version?}
469
470 \item[Settings:] \mbox{}
471
472 \begin{lstlisting}[breaklines]
473     %Here goes your setting string
474 \end{lstlisting}
475
476 \item[Additional settings:] \mbox{}
477
478 %Here you can add additional settings
479
480 \begin{lstlisting}[breaklines]
481     %copy \& paste additional settings
482 \end{lstlisting}
483
484 \item[Justification for special settings (if needed):] \mbox{}
485
486 % in case you have the need for further justifications why you chose this and that setting or if the settings do not fit into the standard Variant A or Variant B schema, please document this here
487
488 \item[References:] \todo{add references}
489
490 % add any further references or best practice documents here
491
492 \item[How to test:]
493 % describe here or point the admin to tools (can be a simple footnote or \ref{} to  the tools section) which help the admin to test his settings.
494
495 \end{description}
496
497
498
499
500
501
502 \subsubsection{Racoon}
503 \todo{write this subsubsection}
504
505
506 \begin{description}
507 \item[Tested with Version:] \todo{version?}
508
509 \item[Settings:] \mbox{}
510
511 \begin{lstlisting}[breaklines]
512     %Here goes your setting string
513 \end{lstlisting}
514
515 \item[Additional settings:] \mbox{}
516
517 %Here you can add additional settings
518
519 \begin{lstlisting}[breaklines]
520     %copy \& paste additional settings
521 \end{lstlisting}
522
523 \item[Justification for special settings (if needed):] \mbox{}
524
525 % in case you have the need for further justifications why you chose this and that setting or if the settings do not fit into the standard Variant A or Variant B schema, please document this here
526
527 \item[References:] \todo{add references}
528
529 % add any further references or best practice documents here
530
531 \item[How to test:]
532 % describe here or point the admin to tools (can be a simple footnote or \ref{} to  the tools section) which help the admin to test his settings.
533
534 \end{description}