reminder of a todo
[ach-master.git] / src / practical_settings / vpn.tex
1 %%\subsection{VPNs}
2 \subsubsection{IPSec}
3 \label{section:IPSECgeneral}
4
5 % ciphersuites current 2013-12-09
6 \begin{description}
7
8 \item[Settings:] \mbox{}
9
10 \paragraph*{Assumptions}\mbox{}\\
11
12 We assume the use of IKE (v1 or v2) and ESP for this document.
13
14 \paragraph*{Authentication}\mbox{}\\
15
16 IPSEC authentication should optimally be performed via RSA signatures,
17 with a key size of 2048 bits or more. Configuring only the trusted CA
18 that issued the peer certificate provides for additional protection
19 against fake certificates.
20
21 If you need to use Pre-Shared Key authentication:
22
23 \begin{enumerate}
24 \item Choose a \textbf{random}, \textbf{long enough} PSK (see below)
25 \item Use a \textbf{separate} PSK for any IPSEC connection
26 \item Change the PSKs regularily
27 \end{enumerate}
28
29 The size of the PSK should not be shorter than the output size of
30 the hash algorithm used in IKE \footnote{It is used in a HMAC, see
31 RFC2104\cite{rfc2104} and the discussion starting
32 in \url{http://www.vpnc.org/ietf-ipsec/02.ipsec/msg00268.html}.}.
33
34 For a key composed of upper- and lowercase letters, numbers, and two
35 additional symbols\footnote{64 possible values = 6 bits},
36 table~\ref{tab:IPSEC_psk_len} gives the 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   \caption{PSK lengths}
51   \label{tab:IPSEC_psk_len}
52 \end{table}
53
54 \paragraph*{Cryptographic Suites}\mbox{}\\
55
56 IPSEC Cryptographic Suites are pre-defined settings for all the items
57 of a configuration; they try to provide a balanced security level and
58 make setting up VPNs easier.
59 \footnote{RFC6379\cite{rfc6379}, RFC4308\cite{rfc4308}}
60
61 When using any of those suites, make sure to enable ``Perfect Forward
62 Secrecy`` for Phase 2, as this is not specified in the suites. The
63 equivalents to the recommended ciphers suites in section
64 \ref{section:recommendedciphers} are shown in
65 table~\ref{tab:IPSEC_suites}.
66
67 \begin{table}[h]
68   \centering
69   \small
70   \begin{tabular}{p{2.5cm}p{2.5cm}l}
71     \toprule
72     Configuration A & Configuration B & Notes\\
73     \midrule
74     \verb|Suite-B-GCM-256| &
75     \verb|Suite-B-GCM-128| \newline
76     \verb|VPN-B| 
77     & All Suite-B variants use NIST elliptic curves\\
78     \bottomrule
79   \end{tabular}
80   \caption{IPSEC Cryptographic Suites}
81   \label{tab:IPSEC_suites}
82 \end{table}
83
84 \paragraph*{IKE or Phase 1}\mbox{}\\
85
86 Alternatively to the pre-defined cipher suites, you can define your
87 own, as described in this and the next section.
88
89 IKE or Phase 1 is the mutual authentication and key exchange phase;
90 table~\ref{tab:IPSEC_ph1_params} shows the parameters.
91
92 Use only ``main mode``, as ``aggressive mode`` has known security
93 vulnerabilities \footnote{\url{http://ikecrack.sourceforge.net/}}.
94
95 \begin{table}[h]
96   \centering
97   \small
98   \begin{tabular}{lll}
99     \toprule
100     & Configuration A & Configuration B \\
101     \midrule
102     Mode & Main Mode & Main Mode \\
103     Encryption & AES-256 & AES, CAMELLIA (-256 or -128) \\
104     Hash & SHA2-* & SHA2-*, SHA1 \\
105     DH Group & Group 14, 18 & Group 14, 18 \\
106 %    Lifetime & \todo{need recommendations; 1 day seems to be common
107 %      practice} & \\
108     \bottomrule
109   \end{tabular}
110   \caption{IPSEC Phase 1 parameters}
111   \label{tab:IPSEC_ph1_params}
112 \end{table}
113
114 \paragraph*{ESP or Phase 2}\mbox{}\\
115
116 ESP or Phase 2 is where the actual data are protected; recommended
117 parameters are shown in table \ref{tab:IPSEC_ph2_params}.
118
119 \begin{table}[h]
120   \centering
121   \small
122   \begin{tabular}{lll}
123     \toprule
124     & Configuration A & Configuration B \\
125     \midrule
126     Perfect Forward Secrecy & yes & yes \\
127     Encryption & 
128     \parbox[t]{5cm}{\raggedright
129     \mbox{AES-GCM-16}, \mbox{AES-CTR}, \mbox{AES-CCM-16}, \mbox{AES-256}}
130     &
131     \parbox[t]{5cm}{\raggedright
132     \mbox{AES-GCM-16}, \mbox{AES-CTR}, \mbox{AES-CCM-16}, \mbox{AES-256}, \mbox{CAMELLIA-256}, \mbox{AES-128}, \mbox{CAMELLIA-128}} \\
133     Hash & SHA2-* (or none for AEAD) & SHA2-*, SHA1 (or none for AEAD) \\
134     DH Group & Same as Phase 1 & Same as Phase 1 \\
135 %    Lifetime & \todo{need recommendations; 1-8 hours is common} & \\
136     \bottomrule
137   \end{tabular}
138   \caption{IPSEC Phase 2 parameters}
139   \label{tab:IPSEC_ph2_params}
140 \end{table}
141
142 \item[References:] \mbox{}
143
144 ``A Cryptographic Evaluation of IPsec'', Niels Ferguson and Bruce
145   Schneier: \url{https://www.schneier.com/paper-ipsec.pdf}
146
147 \end{description}
148
149 \subsubsection{Check Point FireWall-1}
150    
151 \begin{description}
152 \item[Tested with Version:] \mbox{}
153
154 \begin{itemize}
155 \item R77 (should work with any currently supported version)
156 \end{itemize}
157
158 \item[Settings:] \mbox{}
159
160 Please see section \ref{section:IPSECgeneral} for guidance on
161 parameter choice. In this section, we will configure a strong setup
162 according to ``Configuration A''.
163
164 This is based on the concept of a ``VPN Community'', which has all the
165 settings for the gateways that are included in that community.
166 Communities can be found in the ``IPSEC VPN'' tab of SmartDashboard.
167
168 \begin{figure}[p]
169   \centering
170   \includegraphics[width=0.592\textwidth]{checkpoint_1.png}
171   \caption{VPN Community encryption properties}
172   \label{fig:checkpoint_1}
173 \end{figure}
174
175 Either chose one of the encryption suites in the properties dialog
176 (figure \ref{fig:checkpoint_1}), or proceed to
177 ``Custom Encryption...'', where you can set encryption and hash for
178 Phase 1 and 2 (figure \ref{fig:checkpoint_2}).
179
180 \begin{figure}[p]
181   \centering
182   \includegraphics[width=0.411\textwidth]{checkpoint_2.png}
183   \caption{Custom Encryption Suite Properties}
184   \label{fig:checkpoint_2}
185 \end{figure}
186
187 The Diffie-Hellman groups and Perfect Forward Secrecy Settings can be
188 found under ``Advanced Settings'' / ``Advanced VPN Properties''
189 (figure \ref{fig:checkpoint_3}).
190
191 \begin{figure}[p]
192   \centering
193   \includegraphics[width=0.589\textwidth]{checkpoint_3.png}
194   \caption{Advanced VPN Properties}
195   \label{fig:checkpoint_3}
196 \end{figure}
197
198 \item[Additional settings:] \mbox{}
199
200 For remote Dynamic IP Gateways, the settings are not taken from the
201 community, but set in the ``Global Properties'' dialog under ``Remote
202 Access'' / ``VPN Authentication and Encryption''. Via the ``Edit...''
203 button, you can configure sets of algorithms that all gateways support
204 (figure \ref{fig:checkpoint_4}).
205
206 \begin{figure}[p]
207   \centering
208   \includegraphics[width=0.474\textwidth]{checkpoint_4.png}
209   \caption{Remote Access Encryption Properties}
210   \label{fig:checkpoint_4}
211 \end{figure}
212
213 Please note that these settings restrict the available algorithms for
214 \textbf{all} gateways, and also influence the VPN client connections.
215
216 %\item[Justification for special settings (if needed):]
217
218 %\item[Limitations:]
219
220 \item[References:]\mbox{}
221
222 \begin{itemize}
223
224 \item Check Point
225   \href{https://sc1.checkpoint.com/documents/R77/CP_R77_VPN_AdminGuide/html_frameset.htm}{VPN
226     R77 Administration Guide} (may require a
227   UserCenter account to access)
228
229 \end{itemize}
230
231 % \item[How to test:]
232
233 \end{description}
234
235
236 %% cipherstrings current 2013-12-09
237 \subsubsection{OpenVPN}
238
239 \begin{description}
240
241 \item[Tested with Version:] \mbox{}\\
242
243 \begin{itemize}
244 \item OpenVPN 2.3.2 from Debian ``wheezy-backports'' linked against openssl (libssl.so.1.0.0) 
245 \item OpenVPN 2.2.1 from Debian 7.0 linked against openssl
246     (libssl.so.1.0.0) 
247 \item OpenVPN 2.3.2 for Windows
248 \end{itemize}
249
250 \item[Settings:] \mbox{}
251
252 \paragraph{General}\mbox{}
253
254 We describe a configuration with certificate-based authentication; see
255 below for details on the \verb|easyrsa| tool to help you with that.
256
257 OpenVPN uses TLS only for authentication and key exchange. The
258 bulk traffic is then encrypted and authenticated with the OpenVPN
259 protocol using those keys.
260
261 Note that while the \verb|tls-cipher| option takes a list of ciphers
262 that is then negotiated as usual with TLS, the \verb|cipher|
263 and \verb|auth| options both take a single argument that must match on
264 client and server.
265
266 \paragraph{Server Configuration}\mbox{}
267
268 % this is only a DoS-protection, out of scope:
269 % # TLS Authentication
270 % tls-auth ta.key
271 \todo{FIXME: we should use the CIPHERSTRINGB  macro here}
272 % previous:
273 % tls-cipher
274 % 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
275 % the cipherlist here is config B without the ECDHE strings, because
276 % it must fit in 256 bytes...
277 \begin{lstlisting}[breaklines]
278 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
279 cipher AES-256-CBC
280 auth SHA384
281 \end{lstlisting}
282
283 \paragraph{Client Configuration}\mbox{}
284
285 Client and server have to use compatible configurations, otherwise they can't communicate.
286 The \verb|cipher| and \verb|auth| directives have to be identical.
287
288 \todo{FIXME: we should use the CIPHERSTRINGB  macro here}
289 \begin{lstlisting}[breaklines]
290 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
291 cipher AES-256-CBC
292 auth SHA384
293
294 # http://openvpn.net/index.php/open-source/documentation/howto.html#mitm
295 remote-cert-tls server
296
297 tls-remote server.example.com
298 \end{lstlisting}
299
300 \item[Justification for special settings (if needed):] \mbox{}\\
301
302 OpenVPN 2.3.1 changed the values that the \verb|tls-cipher| option
303 expects from OpenSSL to IANA cipher names. That means from that
304 version on you will get ``Deprecated TLS cipher name'' warnings for
305 the configurations above. You cannot use the selection strings from
306 section \ref{section:recommendedciphers} directly from 2.3.1 on, which
307 is why we give an explicit cipher list here.
308
309 In addition, there is a 256 character limit on configuration file line
310 lengths; that limits the size of cipher suites, so we dropped all
311 ECDHE suites.
312
313 The configuration shown above is compatible with all tested versions.
314
315 \item[References:] \mbox{}\\
316
317 \url{http://openvpn.net/index.php/open-source/documentation/security-overview.html}
318
319 %\item[How to test:]
320
321
322 \item[Additional settings:] \mbox{}
323
324 \paragraph{Key renegotiation interval}\mbox{}
325
326 The default for renegotiation of encryption keys is one hour
327 (\verb|reneg-sec 3600|). If you
328 transfer huge amounts of data over your tunnel, you might consider
329 configuring a shorter interval, or switch to a byte- or packet-based
330 interval (\verb|reneg-bytes| or \verb|reneg-pkts|).
331
332 \paragraph{Fixing ``easy-rsa''}\mbox{}
333
334 When installing an OpenVPN server instance, you are probably using
335 {\it easy-rsa} to generate keys and certificates.
336 The file \verb|vars| in the easyrsa installation directory has a
337 number of settings that should be changed to secure values:
338
339 \begin{lstlisting}[breaklines]
340 export KEY_SIZE=4096
341 export KEY_EXPIRE=365
342 export CA_EXPIRE=1826
343 \end{lstlisting}
344
345 This will enhance the security of the key generation by using RSA keys
346 with a length of 2048 bits, and set a lifetime of one year for the
347 server/client certificates and five years for the CA certificate.
348
349 In addition, edit the \verb|pkitool| script and replace all occurences
350 of \verb|sha1| with \verb|sha256|, to sign the certificates with
351 SHA256.
352
353 \item[Limitations:] \mbox{}
354
355 Note that the ciphersuites shown by \verb|openvpn --show-tls| are {\it
356 known}, but not necessarily {\it
357 supported} \footnote{\url{https://community.openvpn.net/openvpn/ticket/304}}.
358
359 Which cipher suite is actually used can be seen in the logs:
360
361 \verb|Control Channel: TLSv1, cipher TLSv1/SSLv3 DHE-RSA-CAMELLIA256-SHA, 2048 bit RSA|
362
363 \end{description}
364
365
366 \subsubsection{PPTP}
367
368 PPTP is considered insecure, Microsoft recommends to ``use a more secure VPN
369 tunnel''\footnote{\url{http://technet.microsoft.com/en-us/security/advisory/2743314}}.
370
371 There is a cloud service that cracks the underlying MS-CHAPv2
372 authentication protocol for the price of USD~200\footnote{\url{https://www.cloudcracker.com/blog/2012/07/29/cracking-ms-chap-v2/}},
373 and given the resulting MD4 hash, all PPTP traffic for a user can
374 be decrypted.
375
376 \subsubsection{Cisco ASA}
377 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.
378 \begin{description}
379 \item[Tested with Version:] 
380 9.1(3) - X-series model
381 \item[Settings:] \mbox{}
382 \begin{lstlisting}[breaklines]
383 crypto ipsec ikev2 ipsec-proposal AES-Fallback
384  protocol esp encryption aes-256 aes-192 aes
385  protocol esp integrity sha-512 sha-384 sha-256
386 crypto ipsec ikev2 ipsec-proposal AES-GCM-Fallback
387  protocol esp encryption aes-gcm-256 aes-gcm-192 aes-gcm
388  protocol esp integrity sha-512 sha-384 sha-256
389 crypto ipsec ikev2 ipsec-proposal AES128-GCM
390  protocol esp encryption aes-gcm
391  protocol esp integrity sha-512
392 crypto ipsec ikev2 ipsec-proposal AES192-GCM
393  protocol esp encryption aes-gcm-192
394  protocol esp integrity sha-512
395 crypto ipsec ikev2 ipsec-proposal AES256-GCM
396  protocol esp encryption aes-gcm-256
397  protocol esp integrity sha-512
398 crypto ipsec ikev2 ipsec-proposal AES
399  protocol esp encryption aes
400  protocol esp integrity sha-1 md5
401 crypto ipsec ikev2 ipsec-proposal AES192
402  protocol esp encryption aes-192
403  protocol esp integrity sha-1 md5
404 crypto ipsec ikev2 ipsec-proposal AES256
405  protocol esp encryption aes-256
406  protocol esp integrity sha-1 md5
407 crypto ipsec ikev2 sa-strength-enforcement
408 crypto ipsec security-association pmtu-aging infinite
409 crypto dynamic-map SYSTEM_DEFAULT_CRYPTO_MAP 65535 set pfs group14
410 crypto dynamic-map SYSTEM_DEFAULT_CRYPTO_MAP 65535 set ikev2 ipsec-proposal AES256-GCM AES192-GCM AES128-GCM AES-GCM-Fallback AES-Fallback
411 crypto map Outside-DMZ_map 65535 ipsec-isakmp dynamic SYSTEM_DEFAULT_CRYPTO_MAP
412 crypto map Outside-DMZ_map interface Outside-DMZ
413
414 crypto ikev2 policy 1
415  encryption aes-gcm-256
416  integrity null
417  group 14
418  prf sha512 sha384 sha256 sha
419  lifetime seconds 86400
420 crypto ikev2 policy 2
421  encryption aes-gcm-256 aes-gcm-192 aes-gcm
422  integrity null
423  group 14
424  prf sha512 sha384 sha256 sha
425  lifetime seconds 86400
426 crypto ikev2 policy 3
427  encryption aes-256 aes-192 aes
428  integrity sha512 sha384 sha256
429  group 14
430  prf sha512 sha384 sha256 sha
431  lifetime seconds 86400
432 crypto ikev2 policy 4
433  encryption aes-256 aes-192 aes
434  integrity sha512 sha384 sha256 sha
435  group 14
436  prf sha512 sha384 sha256 sha
437  lifetime seconds 86400
438 crypto ikev2 enable Outside-DMZ client-services port 443
439 crypto ikev2 remote-access trustpoint ASDM_TrustPoint0
440
441 ssl server-version tlsv1-only
442 ssl client-version tlsv1-only
443 ssl encryption dhe-aes256-sha1 dhe-aes128-sha1 aes256-sha1 aes128-sha1
444 ssl trust-point ASDM_TrustPoint0 Outside-DMZ
445 \end{lstlisting}
446
447 \item[Justification for special settings (if needed):] \mbox{}
448 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.
449
450 3DES has been completely disabled as such Windows XP AnyConnect Clients will no longer be able to connect.
451
452 The Cisco ASA platform does not currently support RSA Keys above 2048bits.
453
454 Legacy ASA models (e.g. 5505, 5510, 5520, 5540, 5550) do not offer the possibility to configure for SHA256/SHA384/SHA512 nor AES-GCM for IKEv2 proposals.
455
456 \item[References:] 
457 \url{http://www.cisco.com/en/US/docs/security/asa/roadmap/asaroadmap.html}\\
458 \url{http://www.cisco.com/web/about/security/intelligence/nextgen_crypto.html}
459
460 % add any further references or best practice documents here
461
462 %%\item[How to test:] 
463 % 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.
464
465 \end{description}
466
467
468
469
470
471
472
473 %%\subsubsection{Juniper VPN}
474 %%\todo{write this subsubsection. AK: ask Hannes}
475
476
477 %%\begin{description}
478 %%\item[Tested with Version:] \todo{version?}
479
480 %%\item[Settings:] \mbox{}
481
482 %%\begin{lstlisting}[breaklines]
483 %%    %Here goes your setting string
484 %%\end{lstlisting}
485
486 %%\item[Additional settings:] \mbox{}
487
488 %Here you can add additional settings
489
490 %%\begin{lstlisting}[breaklines]
491 %%    %copy \& paste additional settings
492 %%\end{lstlisting}
493
494 %%\item[Justification for special settings (if needed):] \mbox{}
495
496 % 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
497
498 %%\item[References:] \todo{add references}
499
500 % add any further references or best practice documents here
501
502 %%\item[How to test:]
503 % 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.
504
505 %%\end{description}
506
507
508
509 \subsubsection{L2TP over IPSec}
510 \todo{write this subsubsection}
511
512
513 \begin{description}
514 \item[Tested with Version:] \todo{version?}
515
516 \item[Settings:] \mbox{}
517
518 \begin{lstlisting}[breaklines]
519     %Here goes your setting string
520 \end{lstlisting}
521
522 \item[Additional settings:] \mbox{}
523
524 %Here you can add additional settings
525
526 \begin{lstlisting}[breaklines]
527     %copy \& paste additional settings
528 \end{lstlisting}
529
530 \item[Justification for special settings (if needed):] \mbox{}
531
532 % 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
533
534 \item[References:] \todo{add references}
535
536 % add any further references or best practice documents here
537
538 \item[How to test:]
539 % 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.
540
541 \end{description}
542
543
544
545
546
547
548 \subsubsection{Racoon}
549 \todo{write this subsubsection}
550
551
552 \begin{description}
553 \item[Tested with Version:] \todo{version?}
554
555 \item[Settings:] \mbox{}
556
557 \begin{lstlisting}[breaklines]
558     %Here goes your setting string
559 \end{lstlisting}
560
561 \item[Additional settings:] \mbox{}
562
563 %Here you can add additional settings
564
565 \begin{lstlisting}[breaklines]
566     %copy \& paste additional settings
567 \end{lstlisting}
568
569 \item[Justification for special settings (if needed):] \mbox{}
570
571 % 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
572
573 \item[References:] \todo{add references}
574
575 % add any further references or best practice documents here
576
577 \item[How to test:]
578 % 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.
579
580 \end{description}