6.3. 手动配置具有原始 RSA 密钥身份验证的 IPsec 主机到主机的 VPN


主机到主机 VPN 在两个设备之间建立一个直接、安全和加密的连接,允许应用程序通过不安全的网络(如互联网)安全地进行通信。

对于身份验证,RSA 密钥比预共享密钥(PSK)更安全,因为其非对称加密消除了共享 secret 的风险。使用 RSA 密钥还通过避免对证书颁发机构(CA)的需求,并提供强大的对等身份验证来简化部署。

在两个主机上执行步骤。

流程

  1. 如果 Libreswan 尚未安装,请执行以下步骤:

    1. 安装 libreswan 软件包:

      # dnf install libreswan
    2. 初始化 Network Security Services (NSS)数据库:

      # ipsec initnss

      命令在 /var/lib/ipsec/nss/ 目录中创建数据库。

    3. 启用并启动 ipsec 服务:

      # systemctl enable --now ipsec
    4. 在防火墙中打开 IPsec 端口和协议:

      # firewall-cmd --permanent --add-service="ipsec"
      # firewall-cmd --reload
  2. 创建一个 RSA 密钥对:

    # ipsec newhostkey

    ipsec 工具将密钥对存储在 NSS 数据库中。

  3. 指定您的同级主机。在 IPsec 隧道中,您必须将一个主机指定为 left,另一个主机指定为 right。这是一个任意选择。常见的做法是调用您的本地主机 left 和远程主机 right
  4. 在左和右对等主机上显示证书密钥属性 ID (CKAID):

    # ipsec showhostkey --list
    < 1> RSA keyid: <key_id> ckaid: <ckaid>

    在下一步中需要两个对等主机上的 CKAID。

  5. 显示公钥:

    1. 在左对等主机上,输入:

      # ipsec showhostkey --left --ckaid <ckaid_of_left_peer>
      	# rsakey AwEAAdKCx
      	leftrsasigkey=0sAwEAAdKCxpc9db48cehzQiQD...
    2. 在右对等主机上,输入:

      # ipsec showhostkey --right --ckaid <ckaid_of_right_peer>
      	# rsakey AwEAAcNWC
      	rightrsasigkey=0sAwEAAcNWCzZO+PR1j8WbO8X...

    命令会显示公钥,以及您必须在配置文件中使用的相应参数。

  6. /etc/ipsec.d/ 目录中为连接创建一个 .conf 文件。例如,使用以下设置创建 /etc/ipsec.d/host-to-host.conf 文件:

    conn <connection_name>
        # General setup and authentication type
        auto=start
        authby=rsasig
    
        # Peer A
        left=<ip_address_or_fqdn_of_left_peer>
        leftid=@peer_a
        leftrsasigkey=<public_key_of_left_peer>
    
        # Peer B
        right=<ip_address_or_fqdn_of_right_peer>
        rightid=@peer_b
        rightrsasigkey=<public_key_of_right_peer>
    注意

    您可以在两个主机上使用同样的配置文件,Libreswan 使用内部信息决定在左还是右主机上操作。但是,务必确保 left* 参数中的所有值都属于一个对等主机,且 right* 参数中的值属于另一个主机。

    示例中指定的设置包括:

    conn <connection_name>
    定义连接名称。名称是任意名称,Libreswan 使用它来识别连接。您必须在这个连接中缩进参数,至少使用一个空格或标签页。
    auto=<type>
    控制如何发起连接。如果将值设为 start,Libreswan 会在服务启动时自动激活连接。
    authby=rsasig
    为此连接启用 RSA 签名身份验证。
    left=<ip_address_or_fqdn_of_left_peer>right=<ip_address_or_fqdn_of_right_peer>
    定义对等点主机的 IP 地址或 DNS 名称。
    leftid=<id>rightid=<id>
    定义在互联网密钥交换(IKE)协商过程中是如何识别每个对等主机的。这可以是完全限定域名(FQDN)、IP 地址或字面字符串。在后一种情况下,在字符串前面加上 @ 符号。
    leftrsasigkey=<public_key> and rightrsasigkey=<public_key>
    指定对等点主机的公钥。使用上一步中 ipsec showhostkey 命令显示的值。
  7. 重启 ipsec 服务:

    # systemctl restart ipsec

    如果您在配置文件中使用 auto=start,则连接会自动激活。使用其他方法时,需要执行额外的步骤来激活连接。详情请查看您系统上的 ipsec.conf (5) 手册页。

验证

  • 显示 IPsec 状态:

    # ipsec status

    如果连接成功建立,输出会包含如下行:

    • 互联网密钥交换版本 2 (IKEv2)协商的阶段 1 已成功完成:

      #1: "<connection_name>":500 ESTABLISHED_IKE_SA (established IKE SA); REKEY in 28523s; REPLACE in 28793s; newest; idle;

      Security Association(SA)现在已准备好协商实际数据加密隧道,称为子 SA 或阶段 2 SA。

    • 子 SA 已建立:

      #2: "<connection_name>":500 ESTABLISHED_CHILD_SA (established Child SA); REKEY in 28523s; REPLACE in 28793s; newest; eroute owner; IKE SA #1; idle;

      这是您的数据流量通过的实际隧道。

故障排除

  • 如果连接无法建立,请检查两个对等点上的 IPsec 日志:

    # journalctl -u ipsec -n 50
  • 如果防火墙阻止 IPsec 流量,请验证是否启用了 IPsec 服务:

    # firewall-cmd --list-services | grep ipsec

    防火墙必须允许 ESP 协议(IP 协议 50)和 UDP 端口 500 和 4500。

  • 如果身份验证因为密钥不匹配而失败,请验证配置文件中的公钥是否与每个对等点上的 ipsec showhostkey 的输出匹配。一个 peer 上的 leftrsasigkey 值必须与另一个对等点上的 rightrsasigkey 值匹配。
  • 如果 NSS 数据库有权限问题,请验证数据库文件是否具有正确的所有权和 SELinux 上下文:

    # ls -lZ /var/lib/ipsec/nss/
    -rw-r--r--. root root system_u:object_r:ipsec_key_file_t:s0 cert9.db
    -rw-r--r--. root root system_u:object_r:ipsec_key_file_t:s0 key4.db

后续步骤

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