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支持Android、iOS 9内置IPSec客户端的strongSwan 5.3.5配置

hqy hqy 发表于2019-10-26 16:10:35 浏览4869 评论0

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mprop="name" style="margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; outline: 0px; font-style: inherit; font-family: inherit; vertical-align: baseline; color: rgb(85, 85, 85); line-height: 1.1em; transition: color 0.2s ease 0s;">支持Android、iOS 9内置IPSec客户端的strongSwan 5.3.5配置

服务器

Arch Linux可以安装aur/strongswan，Debian可以安装unstable仓库的strongswan和libcharon-extra-plugins。Ubuntu等发行版，软件仓库中strongswan较旧，建议编译安装最新版本。

在服务器上执行：

123456789101112131415161718192021
# CA key & certificateipsec pki --gen > caKey.deripsec pki --self --in caKey.der --dn 'C=JP, O=mynet, CN=CA' --ca > caCert.deropenssl x509 -inform der -in caCert.der -out caCert.pem# server key & certificateipsec pki --gen > serverKey.deripsec pki --pub --in serverKey.der | ipsec pki --issue --cacert caCert.der --cakey caKey.der --dn 'C=JP, O=mynet, CN=your.ip' --san 'your.domain' > serverCert.deropenssl x509 -inform der -in serverCert.der -out serverCert.pemopenssl rsa -inform der -in serverKey.der -out serverKey.pem# 本文未用到(iOS 9公钥认证未试验成功，Linux strongSwan客户端公钥认证产生1580字节packet超过MTU，分片未试验成功)。若需生成client key & certificate#ipsec pki --gen > clientKey.der#ipsec pki --pub --in clientKey.der | ipsec pki --issue --cacert caCert.der --cakey caKey.der --dn "C=JP, O=azurejp, CN=client" --san 'client@your.domain' > clientCert.der#openssl x509 -inform der -in clientCert.der -out clientCert.pem#openssl rsa -inform der -in clientKey.der -out clientKey.pemmkdir -p /etc/ipsec.d/{certs,cacerts,private}cp caCert.pem /etc/ipsec.d/cacerts/cp serverCert.pem /etc/ipsec.d/certs/cp serverKey.pem /etc/ipsec.d/private/

编辑/etc/ipsec.conf：

1234567891011121314151617181920212223242526272829303132
config setupuniqueids = neverconn ikev2ioskeyexchange = ikev2ike = aes256-sha256-modp1024,3des-sha1-modp1024,aes256-sha1-modp1024!  # for iOS 9esp = aes256-sha256,3des-sha1,aes256-sha1!                             # for iOS 9left = %anyleftid = your.domain                                                   # iOS 9似乎要求此处为域名或IPleftsendcert = always                                                  # iOS 9会验证证书leftcert = serverCert.pemleftsubnet = 0.0.0.0/0                                                 # 给iOS 9推送的路由right = %anyrightauth = eap-mschapv2rightsourceip = 10.99.1.0/24eap_identity = %anyauto = addfragmentation = yesconn ikev1androidkeyexchange = ikev1left = %anyleftid = your.ipleftsendcert = alwaysleftcert = serverCert.pemleftsubnet = 0.0.0.0/0right = %anyrightauth = xauthrightsourceip = 10.99.1.0/24auto = add

注意修改your.ip和your.domain。

iOS 9内置的IKEv2 VPN客户端会验证服务端证书是否为本地某信任CA签署的，且“远程ID”匹配证书的CN(生成serverCert.der时的--dn选项中)或subject alternative name (生成serverCert.der时的--san选项)。CN、subject alternative name可以填域名或IP地址，域名可以乱写，不会检查域名是否和服务器IP对应。填写服务器的域名或IP地址可行，其他可能项如邮箱地址等不知是否可行。

编辑/etc/ipsec.secrets：

123
: RSA serverKey.pemclient : EAP "your.password"       # iOS及Linux的EAP-MSCHAPv2client : XAUTH "your.password"     # Android IPSec hybrid RSA

注意修改用于EAP-MSCHAPv2的密码your.password。

服务器需要允许外界访问500/udp和4500/udp。客户端连接后，可以把服务端作为路由的下一跳，服务端需要配置转发：

12
sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1iptables -t nat -A POSTROUTING -s 10.99.1.0/24 -j MASQUERADE

某些使用环境可能会设定默认DROP、禁止FORWARD等，需要更复杂的配置，此处不赘述。

若要推送nameserver给客户端，可以编辑/etc/strongswan.conf：

123456789101112
charon {load_modular = yesduplicheck.enable = nocompress = yesdns1 = your.dns1dns2 = your.dns2plugins {include strongswan.d/charon/*.conf}}

ipsec start启动服务端守护进程，如果使用systemd的话，可能是systecmtl start strongswan之类。

Linux strongSwan客户端

把caCert.pem复制到本地，cp caCert.pem /etc/ipsec.d/cacerts/。

编辑/etc/ipsec.conf，设定名为myikev2的连接：

123456789101112131415
config setupniqueids = neverconn myikev2keyexchange = ikev2right = your.iprightca = caCert.pemrightid = your.domainrightsubnet = 0.0.0.0/0left = %anyleftsourceip = %configleftauth = eap-mschapv2eap_identity = clientauto = start

注意修改your.domain。

编辑/etc/ipsec.secrets，需要服务端中指定的EAP密码：

1
client : EAP "your.password"

rightsubnet会影响到myikev2连接建立后的新建的路由。ip ru可以看到多了一个ID为220的路由表，若把rightsubnet改为8.0.0.0/8，会看到ip r s t 220输出：

12
# 我本地无线网接口wlp3s0 IP 192.168.0.3，网关为192.168.0.1。wlp3s0上多出了一个10.99.1.1/32的由服务端推送的[virtual IP8.0.0.0/8 via 192.168.0.1 dev wlp3s0  table 220  proto static  src 10.99.1.1


若要测试是否可以把服务端作为网关，可以用如下命令：

12345
# 添加ip r a 180.149.132.47 dev enp4s0f2 src 10.99.1.1ping 180.149.132.47# 删除ip r d 180.149.132.47 dev enp4s0f2 src 10.99.1.1


Virtual IP。待补充。

iOS 9内置IKEv2客户端

在iOS 9中打开caCert.pem，会提示导入“描述文件”，之后可以在“设置->通用->描述文件”看到该证书。

iOS 9中亦可导入用于客户端认证的私钥及证书，但必须是PKCS12格式，且有四位passphrase，可以用如下命令创建：

1
openssl pkcs12 -export -inkey clientKey.pem -in clientCert.pem -name 'client' -certfile caCert.pem -caname 'CA' -passout 'pass:1234' -out client.p12


尚未弄明如何使用iOS 9内置客户端的公钥认证，但可以使用EAP-MSCHAPv2方式认证。“设置->通用->VPN->添加VPN配置”，填写如下字段：

  • 类型：IKEv2

  • 服务器：your.ip

  • 远程ID：服务端/etc/ipsec.conf中指定的leftid

  • 用户鉴定：用户名

  • 用户名：client (服务端/etc/ipsec.secrets中配置了名为client的EAP identity)

  • 密码：your.password

iOS调试还是挺麻烦的，VPN连接失败什么错误消息都没有，只能看服务端的日志……对iOS认识太少。

Android

  • 类型：IPSec Hybrid RSA

  • 服务器地址：your.ip

  • IPSec CA证书：caCert.pem

  • IPSec服务器证书：serverCert.pem。“设置->安全->从存储设备安装”中可以安装。

测试时，“IPSec CA证书”、“IPSec服务器证书”可留空。长按新建的VPN条目可以修改配置。

较新的strongSwan似乎关闭Aggressive Mode PSK，默认无法使用IPSec Xauth PSK：

1
Aggressive Mode PSK disabled for security reasons.


调试

journal -fb _SYSTEM_UNIT=strongswan.service看服务端日志，或者用ipsec start --nofork在前台开启。客户端修改后ipsec restart看日志，某些改动可以使用ipsec reload、ipsec rereadsecrets等。

常见错误

服务端找不到匹配的conn配置：

12
looking for peer configs matching 10.0.0.4[server]...1.2.3.4[client]   # 未仔细研究，似乎对应配置文件中的：left[leftid]...right[rightid]no matching peer config found

服务端strongswan不支持特定认证方式

journalctl -fb后重启ipsec服务，看到如下字样：

12
14[IKE] EAP-Identity request configured, but not supported14[IKE] loading EAP_MSCHAPV2 method failed


服务端未推送nameserver给客户端

Android、iOS难以看到IPSec客户端错误信息，可以尝试用IP访问网页。

Path MTU discovery

假设服务器上外网接口为eth0，根据该接口的MTU与网站协商了一个MSS，但该MSS加上IP header很可能会大于IPSec客户端到服务器的MTU。服务器向网站发送ICMP Unreachable，但网站很可能屏蔽了该消息。

在服务器上使用命令tcpdump -ni eth0 'port 80 and tcp[13] & 2 == 2'观察80/tcp带有SYN的TCP packets发现协商的MSS。tcpdump -ni eth0 'net 180.97.33.0/24'发现网站发送的TCP packet与服务器发送的不被理会的ICMP Unreachable。

123456789101112
12:31:51.778576 IP (tos 0x0, ttl 44, id 42813, offset 0, flags [DF], proto TCP (6), length 1480)180.97.33.107.80 > 10.0.0.4.49016: Flags [.], cksum 0xba48 (correct), seq 1026:2466, ack 78, win 193, length 144012:31:51.778633 IP (tos 0xc0, ttl 64, id 59986, offset 0, flags [none], proto ICMP (1), length 576)10.0.0.4 > 180.97.33.107: ICMP 10.0.0.4 unreachable - need to frag (mtu 1438), length 556IP (tos 0x0, ttl 43, id 42813, offset 0, flags [DF], proto TCP (6), length 1480)180.97.33.107.80 > 10.0.0.4.49016: Flags [.], seq 1026:2466, ack 78, win 193, length 144012:31:52.194666 IP (tos 0x0, ttl 44, id 42814, offset 0, flags [DF], proto TCP (6), length 1480)180.97.33.107.80 > 10.0.0.4.49016: Flags [.], cksum 0xba48 (correct), seq 1026:2466, ack 78, win 193, length 144012:31:52.194740 IP (tos 0xc0, ttl 64, id 59995, offset 0, flags [none], proto ICMP (1), length 576)10.0.0.4 > 180.97.33.107: ICMP 10.0.0.4 unreachable - need to frag (mtu 1438), length 556IP (tos 0x0, ttl 43, id 42814, offset 0, flags [DF], proto TCP (6), length 1480)180.97.33.107.80 > 10.0.0.4.49016: Flags [.], seq 1026:2466, ack 78, win 193, length 1440


iOS客户端初始协商的MSS为1360，一般不会出问题。Linux strongswan客户端/Android客户端初始协商的MSS可能和MTU有关，对于MTU 1500，协商了MSS 1460，无法访问网页。解决办法是调低服务器向IPSec客户端通报的MSS：

1
iptables -t mangle -A FORWARD -s 10.99.1.0/24 -p tcp -m tcp --tcp-flags SYN,RST SYN -m tcpmss --mss 1361:1536 -j TCPMSS --set-mss 1360


参考


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