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
 215     (libssl.so.1.0.0)
 216 \item OpenVPN 2.3.2 for Windows
 217 \end{itemize}
 218
 219 \item[Settings:] \mbox{}
 220
 221 \paragraph{General}\mbox{}
 222
 223 We describe a configuration with certificate-based authentication; see
 224 below for details on the \verb|easyrsa| tool to help you with that.
 225
 226 OpenVPN uses TLS only for authentication and key exchange. The
 227 bulk traffic is then encrypted and authenticated with the OpenVPN
 228 protocol using those keys.
 229
 230 Note that while the \verb|tls-cipher| option takes a list of ciphers
 231 that is then negotiated as usual with TLS, the \verb|cipher|
 232 and \verb|auth| options both take a single argument that must match on
 233 client and server.
 234
 235 \paragraph{Server Configuration}\mbox{}
 236
 237 % this is only a DoS-protection, out of scope:
 238 % # TLS Authentication
 239 % tls-auth ta.key
 240
 241 % previous:
 242 % tls-cipher
 243 % 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
 244 % the cipherlist here is config B without the ECDHE strings, because
 245 % it must fit in 256 bytes...
 246 \begin{lstlisting}[breaklines]
 247 tls-cipher DHE-RSA-AES256-GCM-SHA384:DHE-RSA-AES256-SHA256:DHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:DHE-RSA-AES128-SHA256:DHE-RSA-CAMELLIA256-SHA:DHE-RSA-AES256-SHA:DHE-RSA-CAMELLIA128-SHA:DHE-RSA-AES128-SHA:CAMELLIA256-SHA:AES256-SHA:CAMELLIA128-SHA:AES128-SHA
 248 cipher AES-256-CBC
 249 auth SHA384
 250 # generate with 'openssl dhparam -out dh2048.pem 2048':
 251 dh dh2048.pem
 252 \end{lstlisting}
 253
 254 \paragraph{Client Configuration}\mbox{}
 255
 256 Client and server have to use compatible configurations, otherwise they can't communicate.
 257 The \verb|cipher| and \verb|auth| directives have to be identical.
 258
 259 \begin{lstlisting}[breaklines]
 260 tls-cipher DHE-RSA-AES256-GCM-SHA384:DHE-RSA-AES256-SHA256:DHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:DHE-RSA-AES128-SHA256:DHE-RSA-CAMELLIA256-SHA:DHE-RSA-AES256-SHA:DHE-RSA-CAMELLIA128-SHA:DHE-RSA-AES128-SHA:CAMELLIA256-SHA:AES256-SHA:CAMELLIA128-SHA:AES128-SHA
 261 cipher AES-256-CBC
 262 auth SHA384
 263
 264 # http://openvpn.net/index.php/open-source/documentation/howto.html#mitm
 265 remote-cert-tls server
 266
 267 tls-remote server.example.com
 268 \end{lstlisting}
 269
 270 \item[Justification for special settings (if needed):] \mbox{}\\
 271
 272 OpenVPN 2.3.1 changed the values that the \verb|tls-cipher| option
 273 expects from OpenSSL to IANA cipher names. That means from that
 274 version on you will get ``Deprecated TLS cipher name'' warnings for
 275 the configurations above. You cannot use the selection strings from
 276 section \ref{section:recommendedciphers} directly from 2.3.1 on, which
 277 is why we give an explicit cipher list here.
 278
 279 In addition, there is a 256 character limit on configuration file line
 280 lengths; that limits the size of cipher suites, so we dropped all
 281 ECDHE suites.
 282
 283 The configuration shown above is compatible with all tested versions.
 284
 285 \item[References:] \mbox{}\\
 286
 287 \url{http://openvpn.net/index.php/open-source/documentation/security-overview.html}
 288
 289 %\item[How to test:]
 290
 291
 292 \item[Additional settings:] \mbox{}
 293
 294 \paragraph{Key renegotiation interval}\mbox{}
 295
 296 The default for renegotiation of encryption keys is one hour
 297 (\verb|reneg-sec 3600|). If you
 298 transfer huge amounts of data over your tunnel, you might consider
 299 configuring a shorter interval, or switch to a byte- or packet-based
 300 interval (\verb|reneg-bytes| or \verb|reneg-pkts|).
 301
 302 \paragraph{Fixing ``easy-rsa''}\mbox{}
 303
 304 When installing an OpenVPN server instance, you are probably using
 305 {\it easy-rsa} to generate keys and certificates.
 306 The file \verb|vars| in the easyrsa installation directory has a
 307 number of settings that should be changed to secure values:
 308
 309 \begin{lstlisting}[breaklines]
 310 export KEY_SIZE=4096
 311 export KEY_EXPIRE=365
 312 export CA_EXPIRE=1826
 313 \end{lstlisting}
 314
 315 This will enhance the security of the key generation by using RSA keys
 316 with a length of 2048 bits, and set a lifetime of one year for the
 317 server/client certificates and five years for the CA certificate.
 318
 319 In addition, edit the \verb|pkitool| script and replace all occurences
 320 of \verb|sha1| with \verb|sha256|, to sign the certificates with
 321 SHA256.
 322
 323 \item[Limitations:] \mbox{}
 324
 325 Note that the ciphersuites shown by \verb|openvpn --show-tls| are {\it
 326 known}, but not necessarily {\it
 327 supported} \footnote{\url{https://community.openvpn.net/openvpn/ticket/304}}.
 328
 329 Which cipher suite is actually used can be seen in the logs:
 330
 331 \verb|Control Channel: TLSv1, cipher TLSv1/SSLv3 DHE-RSA-CAMELLIA256-SHA, 2048 bit RSA|
 332
 333 \end{description}
 334
 335
 336 \subsubsection{PPTP}
 337
 338 PPTP is considered insecure, Microsoft recommends to ``use a more secure VPN
 339 tunnel''\footnote{\url{http://technet.microsoft.com/en-us/security/advisory/2743314}}.
 340
 341 There is a cloud service that cracks the underlying MS-CHAPv2
 342 authentication protocol for the price of USD~200\footnote{\url{https://www.cloudcracker.com/blog/2012/07/29/cracking-ms-chap-v2/}},
 343 and given the resulting MD4 hash, all PPTP traffic for a user can
 344 be decrypted.
 345
 346 \subsubsection{Cisco ASA}
 347 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.
 348 \begin{description}
 349 \item[Tested with Version:]
 350 9.1(3)
 351 \item[Settings:] \mbox{}
 352 \begin{lstlisting}[breaklines]
 353 crypto ipsec ikev2 ipsec-proposal AES-Fallback
 354  protocol esp encryption aes-256 aes-192 aes
 355  protocol esp integrity sha-512 sha-384 sha-256
 356 crypto ipsec ikev2 ipsec-proposal AES-GCM-Fallback
 357  protocol esp encryption aes-gcm-256 aes-gcm-192 aes-gcm
 358  protocol esp integrity sha-512 sha-384 sha-256
 359 crypto ipsec ikev2 ipsec-proposal AES128-GCM
 360  protocol esp encryption aes-gcm
 361  protocol esp integrity sha-512
 362 crypto ipsec ikev2 ipsec-proposal AES192-GCM
 363  protocol esp encryption aes-gcm-192
 364  protocol esp integrity sha-512
 365 crypto ipsec ikev2 ipsec-proposal AES256-GCM
 366  protocol esp encryption aes-gcm-256
 367  protocol esp integrity sha-512
 368 crypto ipsec ikev2 ipsec-proposal AES
 369  protocol esp encryption aes
 370  protocol esp integrity sha-1 md5
 371 crypto ipsec ikev2 ipsec-proposal AES192
 372  protocol esp encryption aes-192
 373  protocol esp integrity sha-1 md5
 374 crypto ipsec ikev2 ipsec-proposal AES256
 375  protocol esp encryption aes-256
 376  protocol esp integrity sha-1 md5
 377 crypto ipsec ikev2 sa-strength-enforcement
 378 crypto ipsec security-association pmtu-aging infinite
 379 crypto dynamic-map SYSTEM_DEFAULT_CRYPTO_MAP 65535 set pfs group14
 380 crypto dynamic-map SYSTEM_DEFAULT_CRYPTO_MAP 65535 set ikev2 ipsec-proposal AES256-GCM AES192-GCM AES128-GCM AES-GCM-Fallback AES-Fallback
 381 crypto map Outside-DMZ_map 65535 ipsec-isakmp dynamic SYSTEM_DEFAULT_CRYPTO_MAP
 382 crypto map Outside-DMZ_map interface Outside-DMZ
 383
 384 crypto ikev2 policy 1
 385  encryption aes-gcm-256
 386  integrity null
 387  group 24 14
 388  prf sha512 sha384 sha256 sha
 389  lifetime seconds 86400
 390 crypto ikev2 policy 2
 391  encryption aes-gcm-256 aes-gcm-192 aes-gcm
 392  integrity null
 393  group 24 14 5
 394  prf sha512 sha384 sha256 sha
 395  lifetime seconds 86400
 396 crypto ikev2 policy 3
 397  encryption aes-256 aes-192 aes
 398  integrity sha512 sha384 sha256
 399  group 24 14
 400  prf sha512 sha384 sha256 sha
 401  lifetime seconds 86400
 402 crypto ikev2 policy 4
 403  encryption aes-256 aes-192 aes
 404  integrity sha512 sha384 sha256 sha
 405  group 24 14 5
 406  prf sha512 sha384 sha256 sha
 407  lifetime seconds 86400
 408 crypto ikev2 enable Outside-DMZ client-services port 443
 409 crypto ikev2 remote-access trustpoint ASDM_TrustPoint0
 410
 411 ssl server-version tlsv1-only
 412 ssl client-version tlsv1-only
 413 ssl encryption dhe-aes256-sha1 dhe-aes128-sha1 aes256-sha1 aes128-sha1
 414 ssl trust-point ASDM_TrustPoint0 Outside-DMZ
 415 \end{lstlisting}
 416
 417 \item[Justification for special settings (if needed):] \mbox{}
 418 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.
 419
 420 % 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
 421
 422 \item[References:]
 423 \url{http://www.cisco.com/en/US/docs/security/asa/roadmap/asaroadmap.html}
 424
 425 % add any further references or best practice documents here
 426
 427 %%\item[How to test:]
 428 % 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.
 429
 430 \end{description}
 431
 432
 433
 434
 435
 436
 437
 438 %%\subsubsection{Juniper VPN}
 439 %%\todo{write this subsubsection. AK: ask Hannes}
 440
 441
 442 %%\begin{description}
 443 %%\item[Tested with Version:] \todo{version?}
 444
 445 %%\item[Settings:] \mbox{}
 446
 447 %%\begin{lstlisting}[breaklines]
 448 %%    %Here goes your setting string
 449 %%\end{lstlisting}
 450
 451 %%\item[Additional settings:] \mbox{}
 452
 453 %Here you can add additional settings
 454
 455 %%\begin{lstlisting}[breaklines]
 456 %%    %copy \& paste additional settings
 457 %%\end{lstlisting}
 458
 459 %%\item[Justification for special settings (if needed):] \mbox{}
 460
 461 % 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
 462
 463 %%\item[References:] \todo{add references}
 464
 465 % add any further references or best practice documents here
 466
 467 %%\item[How to test:]
 468 % 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.
 469
 470 %%\end{description}
 471
 472
 473
 474 \subsubsection{L2TP over IPSec}
 475 \todo{write this subsubsection}
 476
 477
 478 \begin{description}
 479 \item[Tested with Version:] \todo{version?}
 480
 481 \item[Settings:] \mbox{}
 482
 483 \begin{lstlisting}[breaklines]
 484     %Here goes your setting string
 485 \end{lstlisting}
 486
 487 \item[Additional settings:] \mbox{}
 488
 489 %Here you can add additional settings
 490
 491 \begin{lstlisting}[breaklines]
 492     %copy \& paste additional settings
 493 \end{lstlisting}
 494
 495 \item[Justification for special settings (if needed):] \mbox{}
 496
 497 % 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
 498
 499 \item[References:] \todo{add references}
 500
 501 % add any further references or best practice documents here
 502
 503 \item[How to test:]
 504 % 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.
 505
 506 \end{description}
 507
 508
 509
 510
 511
 512
 513 \subsubsection{Racoon}
 514 \todo{write this subsubsection}
 515
 516
 517 \begin{description}
 518 \item[Tested with Version:] \todo{version?}
 519
 520 \item[Settings:] \mbox{}
 521
 522 \begin{lstlisting}[breaklines]
 523     %Here goes your setting string
 524 \end{lstlisting}
 525
 526 \item[Additional settings:] \mbox{}
 527
 528 %Here you can add additional settings
 529
 530 \begin{lstlisting}[breaklines]
 531     %copy \& paste additional settings
 532 \end{lstlisting}
 533
 534 \item[Justification for special settings (if needed):] \mbox{}
 535
 536 % 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
 537
 538 \item[References:] \todo{add references}
 539
 540 % add any further references or best practice documents here
 541
 542 \item[How to test:]
 543 % 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.
 544
 545 \end{description}