src/practical_settings/vpn.tex

   1 %%\subsection{VPNs}
   2 \todo{write this subsection}
   3 \subsubsection{IPSec}
   4 \label{section:IPSECgeneral}
   5
   6
   7 \todo{cm: check if there are downgrade attacks for checkpoint \& co} \\
   8
   9 \begin{description}
  10
  11 \item[Settings:] \mbox{}
  12
  13 \paragraph*{Assumptions}\mbox{}\\
  14
  15 We assume the usage of IKE (v1 or v2) for this document, and ESP.
  16
  17 \paragraph*{Authentication}\mbox{}\\
  18
  19 IPSEC authentication should optimally be performed via RSA signatures,
  20 with a key size of 2048 bits or more. Configuring only the trusted CA
  21 that issued the peer certificate provides for additional protection
  22 against fake certificates.
  23
  24 If you need to use Pre-Shared Key authentication:
  25
  26 \begin{enumerate}
  27 \item Choose a \textbf{random}, \textbf{long enough} PSK (see below)
  28 \item Use a \textbf{separate} PSK for any IPSEC connection
  29 \item Change the PSKs regularily
  30 \end{enumerate}
  31
  32 The size of the PSK should not be shorter than the output size of
  33 the hash algorithm used in IKE \footnote{It is used in a HMAC, see
  34   \url{http://www.ietf.org/rfc/rfc2104.txt}.}.
  35
  36 For a key composed of upper- and lowercase letters, numbers, and two
  37 additional symbols \footnote{64 possible values = 6 bits}, that gives
  38 the following minimum lengths in characters:
  39
  40 \begin{table}[h]
  41   \centering
  42   \small
  43   \begin{tabular}{lc}
  44     \toprule
  45     IKE Hash & PSK length \\
  46     \midrule
  47     SHA256 & 43 \\
  48     SHA384 & 64 \\
  49     SHA512 & 86 \\
  50     \bottomrule
  51   \end{tabular}
  52 \end{table}
  53
  54 \paragraph*{Cryptographic Suites}\mbox{}\\
  55
  56 IPSEC Cryptographic Suites are pre-defined settings for all the
  57 items of a configuration; they try to provide a balanced security
  58 level and make setting up VPNs easier.
  59
  60 When using any of those suites, make sure to enable ``Perfect Forward
  61 Secrecy`` for Phase 2, as this is not specified in the suites. The
  62 equivalents to the recommended ciphers suites in section
  63 \ref{section:recommendedciphers} are:
  64
  65 \begin{table}[h]
  66   \centering
  67   \small
  68   \begin{tabular}{lll}
  69     \toprule
  70     Configuration A & Configuration B & Notes\\
  71     \midrule
  72     \verb|Suite-B-GCM-256|\footnote{\url{http://tools.ietf.org/html/rfc6379}} &
  73 \verb|Suite-B-GCM-128| & Uses NIST elliptic curves
  74 \\ & \verb|VPN-B|\footnote{\url{http://tools.ietf.org/html/rfc4308}} &
  75 \\
  76     \bottomrule
  77   \end{tabular}
  78 \end{table}
  79
  80 \paragraph*{IKE or Phase 1}\mbox{}\\
  81
  82 Alternatively to the pre-defined cipher suites, you can define your
  83 own, as described in this and the next section.
  84
  85 IKE or Phase 1 is the mutual authentication and key exchange phase.
  86
  87 Use only ``main mode``, as ``aggressive mode`` has known security
  88 vulnerabilities \footnote{\url{http://ikecrack.sourceforge.net/}}.
  89
  90 \todo{how to make footnotes in a table appear in the output document?}
  91
  92 \begin{table}
  93   \centering
  94   \small
  95   \begin{tabular}{lll}
  96     \toprule
  97     & Configuration A & Configuration B \\
  98     \midrule
  99     Mode & Main Mode & Main Mode \\
 100     Encryption & AES-256 & AES-256, CAMELLIA-256 \\
 101     Hash & SHA2-* & SHA2-*, SHA1 \\
 102     DH Group & Group 14--18 \footnote{2048--8192 bit DH},
 103     19--21\footnote{(256--521 bit ECDH)} & Group 14--21 \\
 104     Lifetime & \todo{need recommendations; 1 day seems to be common
 105       practice} & \\
 106     \bottomrule
 107   \end{tabular}
 108 \end{table}
 109
 110 \paragraph*{ESP or Phase 2}\mbox{}\\
 111
 112 ESP or Phase 2 is where the actual data are protected.
 113
 114 \todo{make the tables appear right here!}
 115
 116 \begin{table}
 117   \centering
 118   \small
 119   \begin{tabular}{lll}
 120     \toprule
 121     & Configuration A & Configuration B \\
 122     \midrule
 123     Perfect Forward Secrecy & yes & yes \\
 124     Encryption & AES-GCM-16, AES-CTR, AES-CCM-16, AES-256 & AES-GCM-16, AES-CTR, AES-CCM-16, AES-256, CAMELLIA-256 \\
 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=2048
 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 Note that the ciphersuites shown by \verb|openvpn --show-tls| are {\it
 315 known}, but not necessarily {\it
 316 supported} \footnote{\url{https://community.openvpn.net/openvpn/ticket/304}}.
 317
 318
 319 \end{description}
 320
 321
 322 \subsubsection{PPTP}
 323
 324 PPTP is considered insecure, Microsoft recommends to ``use a more secure VPN
 325 tunnel''\footnote{\url{http://technet.microsoft.com/en-us/security/advisory/2743314}}.
 326
 327 There is a cloud service that cracks the underlying MS-CHAPv2
 328 authentication protocol for the price of USD~200\footnote{\url{https://www.cloudcracker.com/blog/2012/07/29/cracking-ms-chap-v2/}},
 329 and given the resulting MD4 hash, all PPTP traffic for a user can
 330 be decrypted.
 331
 332 \subsubsection{Cisco ASA IPSec and AnyConnect (SSL/TLS)}
 333 The following settings reflect our recommendations as best as possible on the Cisco ASA platform. These are - of course - just settings regarding SSL/TLS and IPSec. For further security settings regarding this platform the appropriate Cisco guides should be followed.
 334 \begin{description}
 335 \item[Tested with Version:] \todo{version?}
 336 ASA Version 9.1(3)
 337 \item[Settings:] \mbox{}
 338 \begin{lstlisting}[breaklines]
 339 crypto ipsec ikev2 ipsec-proposal AES-Fallback
 340  protocol esp encryption aes-256 aes-192 aes
 341  protocol esp integrity sha-512 sha-384 sha-256
 342 crypto ipsec ikev2 ipsec-proposal AES-GCM-Fallback
 343  protocol esp encryption aes-gcm-256 aes-gcm-192 aes-gcm
 344  protocol esp integrity sha-512 sha-384 sha-256
 345 crypto ipsec ikev2 ipsec-proposal AES128-GCM
 346  protocol esp encryption aes-gcm
 347  protocol esp integrity sha-512
 348 crypto ipsec ikev2 ipsec-proposal AES192-GCM
 349  protocol esp encryption aes-gcm-192
 350  protocol esp integrity sha-512
 351 crypto ipsec ikev2 ipsec-proposal AES256-GCM
 352  protocol esp encryption aes-gcm-256
 353  protocol esp integrity sha-512
 354 crypto ipsec ikev2 ipsec-proposal AES
 355  protocol esp encryption aes
 356  protocol esp integrity sha-1 md5
 357 crypto ipsec ikev2 ipsec-proposal AES192
 358  protocol esp encryption aes-192
 359  protocol esp integrity sha-1 md5
 360 crypto ipsec ikev2 ipsec-proposal AES256
 361  protocol esp encryption aes-256
 362  protocol esp integrity sha-1 md5
 363 crypto ipsec ikev2 sa-strength-enforcement
 364 crypto ipsec security-association pmtu-aging infinite
 365 crypto dynamic-map SYSTEM_DEFAULT_CRYPTO_MAP 65535 set pfs group14
 366 crypto dynamic-map SYSTEM_DEFAULT_CRYPTO_MAP 65535 set ikev2 ipsec-proposal AES256-GCM AES192-GCM AES128-GCM AES-GCM-Fallback AES-Fallback
 367 crypto map Outside-DMZ_map 65535 ipsec-isakmp dynamic SYSTEM_DEFAULT_CRYPTO_MAP
 368 crypto map Outside-DMZ_map interface Outside-DMZ
 369
 370 crypto ikev2 policy 1
 371  encryption aes-gcm-256
 372  integrity null
 373  group 24 14
 374  prf sha512 sha384 sha256 sha
 375  lifetime seconds 86400
 376 crypto ikev2 policy 2
 377  encryption aes-gcm-256 aes-gcm-192 aes-gcm
 378  integrity null
 379  group 24 14 5
 380  prf sha512 sha384 sha256 sha
 381  lifetime seconds 86400
 382 crypto ikev2 policy 3
 383  encryption aes-256 aes-192 aes
 384  integrity sha512 sha384 sha256
 385  group 24 14
 386  prf sha512 sha384 sha256 sha
 387  lifetime seconds 86400
 388 crypto ikev2 policy 4
 389  encryption aes-256 aes-192 aes
 390  integrity sha512 sha384 sha256 sha
 391  group 24 14 5
 392  prf sha512 sha384 sha256 sha
 393  lifetime seconds 86400
 394 crypto ikev2 enable Outside-DMZ client-services port 443
 395 crypto ikev2 remote-access trustpoint ASDM_TrustPoint0
 396
 397 ssl server-version tlsv1-only
 398 ssl client-version tlsv1-only
 399 ssl encryption dhe-aes256-sha1 dhe-aes128-sha1 aes256-sha1 aes128-sha1
 400 ssl trust-point ASDM_TrustPoint0 Outside-DMZ
 401 \end{lstlisting}
 402
 403 \item[Additional settings:] \mbox{}
 404
 405 %Here you can add additional settings
 406
 407 \begin{lstlisting}[breaklines]
 408     %copy \& paste additional settings
 409 \end{lstlisting}
 410
 411 \item[Justification for special settings (if needed):] \mbox{}
 412 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.
 413
 414 % 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
 415
 416 \item[References:] \todo{add references}
 417
 418 % add any further references or best practice documents here
 419
 420 \item[How to test:]
 421 % 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.
 422
 423 \end{description}
 424
 425
 426
 427
 428
 429
 430
 431 \subsubsection{Juniper VPN}
 432 \todo{write this subsubsection. AK: ask Hannes}
 433
 434
 435 \begin{description}
 436 \item[Tested with Version:] \todo{version?}
 437
 438 \item[Settings:] \mbox{}
 439
 440 \begin{lstlisting}[breaklines]
 441     %Here goes your setting string
 442 \end{lstlisting}
 443
 444 \item[Additional settings:] \mbox{}
 445
 446 %Here you can add additional settings
 447
 448 \begin{lstlisting}[breaklines]
 449     %copy \& paste additional settings
 450 \end{lstlisting}
 451
 452 \item[Justification for special settings (if needed):] \mbox{}
 453
 454 % 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
 455
 456 \item[References:] \todo{add references}
 457
 458 % add any further references or best practice documents here
 459
 460 \item[How to test:]
 461 % 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.
 462
 463 \end{description}
 464
 465
 466
 467
 468
 469 \subsubsection{L2TP over IPSec}
 470 \todo{write this subsubsection}
 471
 472
 473 \begin{description}
 474 \item[Tested with Version:] \todo{version?}
 475
 476 \item[Settings:] \mbox{}
 477
 478 \begin{lstlisting}[breaklines]
 479     %Here goes your setting string
 480 \end{lstlisting}
 481
 482 \item[Additional settings:] \mbox{}
 483
 484 %Here you can add additional settings
 485
 486 \begin{lstlisting}[breaklines]
 487     %copy \& paste additional settings
 488 \end{lstlisting}
 489
 490 \item[Justification for special settings (if needed):] \mbox{}
 491
 492 % 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
 493
 494 \item[References:] \todo{add references}
 495
 496 % add any further references or best practice documents here
 497
 498 \item[How to test:]
 499 % 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.
 500
 501 \end{description}
 502
 503
 504
 505
 506
 507
 508 \subsubsection{Racoon}
 509 \todo{write this subsubsection}
 510
 511
 512 \begin{description}
 513 \item[Tested with Version:] \todo{version?}
 514
 515 \item[Settings:] \mbox{}
 516
 517 \begin{lstlisting}[breaklines]
 518     %Here goes your setting string
 519 \end{lstlisting}
 520
 521 \item[Additional settings:] \mbox{}
 522
 523 %Here you can add additional settings
 524
 525 \begin{lstlisting}[breaklines]
 526     %copy \& paste additional settings
 527 \end{lstlisting}
 528
 529 \item[Justification for special settings (if needed):] \mbox{}
 530
 531 % 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
 532
 533 \item[References:] \todo{add references}
 534
 535 % add any further references or best practice documents here
 536
 537 \item[How to test:]
 538 % 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.
 539
 540 \end{description}