Протоколы VPN: какой протокол лучше и в чем состоят различия между ними

VPN все чаще оказывается на слуху в последние пару лет. Этому способствуют и суровые законы некоторых стран, и пандемия, вынудившая людей работать из дома. Но не все хорошо знакомы с технологией в целом, не говоря уже о таких аспектах, как ее отдельные протоколы. 

В этом материале как раз об этом и поговорим. Выясним, какие есть протоколы, чем они отличаются, сравним их друг с другом и поможем выбрать наиболее подходящий вариант. 

Что такое VPN

Virtual Private Network (Частная Виртуальная Сеть) — это расширение для публичной сети, позволяющее имитировать еще одну сеть поверх уже существующей, к которой может подключаться ограниченное количество устройств.

Обычно «виртуальное» подключение формируется между локальным компьютером и сервером. После этого подключенные системы получают преимущества приватной сети. Уровень доверия к ней многократно возрастает благодаря используемым механизмам защиты трафика. И это несмотря на низкий уровень доверия к сети, на базе которой строится VPN. После подключения к VPN можно управлять защищенными файлами, доступными только для членов сети, скрывать исходящий трафик и шифровать его. 

Основные сценарии использования VPN

• Изначально VPN разрабатывалась для офисов и крупных корпораций, чтобы сотрудники могли подключаться к корпоративной сети и работать удаленно, используя мобильные устройства и домашние компьютеры. Их защищают с помощью технологий туннелинга.
• Потом эти возможности начали использоваться для обхода разного рода блокировок. Например, региональные ограничения от сервисов в духе Pandora, Hulu, Amazon и Tidal. Или блокировки со стороны государства, запрещающие посещать те или иные ресурсы в связи с действующим законодательством.
• Также с помощью VPN строятся защищенные каналы связи между удаленными офисами. Например, если штаб-квартира компании находится в Лондоне, а один из филиалов в Уэльсе, то для их безопасного (защищенного от вмешательства третьих лиц) обмена данными потребуется VPN.

Что такое VPN-протокол?

VPN-протокол — программный фундамент, на базе которого строится любой VPN-сервис. В нем описывается формат организации подключения, обмена данными внутри частной виртуальной сети и другие аспекты работы ПО. 

От выбора протокола зависит, какие задачи будут с помощью него решены, насколько эффективно они будут решаться, насколько это будет безопасно, быстро и т.п. Существует несколько технологий организации VPN, поэтому возникают некоторые разногласия при выборе соответствующих сервисов и при настройке виртуальных частных сетей. 

На какие критерии оценки VPN-протоколов стоит обратить внимание

У каждого протокола свой набор характеристик, исходя из которых нужно выбирать для себя подходящий. Среди них:

• Поддерживаемые платформы — протоколы могут быть достаточно специфичны и функционировать исключительно на одной-двух операционных системах. Другие же поддерживают сразу все доступные ОС.
• Поддерживаемые сети — не все протоколы работают в идентичных сетях. Некоторые VPN-сервисы предлагают свои услуги только в конкретных странах ввиду технологических ограничений, введенных, в том числе, государственными органами.
• Скорость работы — тоже зависит от архитектуры протокола. Есть те, что быстрее передают данные на мобильных устройствах. Есть те, что показывают пиковую производительность только в масштабах больших корпоративных сетей. 
• Безопасность — в протоколах по-разному реализовано шифрование и другие механизмы обеспечения безопасности данных. Поэтому, в зависимости от поставленных задач, надо выбирать технологию, наименее подверженную распространенным для нее атакам.

Теперь от общего описания форматов и характеристик перейдем к конкретным технологическим решениям и к их особенностям.

Кратко о существующих протоколах

Для начала кратко пробежимся по протоколам, которые будем рассматривать в статье. 

• OpenVPN — сбалансированный вариант. Он быстрее остальных и гораздо меньше подвержен атакам со стороны злоумышленников. Топовые VPN-сервисы базируют свои продукты на основе этого протокола.
• L2TP/IPsec во многом похож на OpenVPN. В меру быстрый, в меру безопасный. Но это «в меру» как раз все портит. Это не значит, что его стоит бояться или он как-то серьезно подвергает опасности вашу конфиденциальность в сети. Для некритичных задач его хватит с головой. Но надо иметь в виду, что этот протокол уступает по безопасности OpenVPN. В текущей ситуации нужен как альтернатива на случай, когда более подходящий протокол недоступен.
• IKEv2/IPsec — альтернатива вышеперечисленным протоколам, адаптированная под работу на мобильных устройствах. Ее преимущество заключается в возможности быстро переподключиться к сети после потери сигнала. Такое может происходить на нулевых этажах торговых центров, в туннелях, метро и других местах с недостаточной «проницаемостью». IKEv2 скоростной, но работает не на всех платформах и сложен в настройке.
• SSTP разработан компанией Microsoft и работает только с ее программным обеспечением. Настроить его в сторонних операционных системах чересчур сложно, да и не все хотят иметь дело с технологическими корпорациями в таком вопросе, как VPN. Если же причастность Microsoft не смущает, и на компьютере установлена Windows, то это будет сносным выбором.
• PPTP — еще один продукт. Устаревший протокол, который больше не используется глобально. Пригодится только за отсутствием альтернатив.
• WireGuard — перспективная новинка, во много схожая с OpenVPN, но обгоняющая его по всем параметрам (от скорости передачи файлов до изощренности методов шифрования).
• SoftEther — еще один современный стандарт VPN. Быстрый, отказоустойчивый, обеспечивающий хорошее шифрование.

Далее разберем каждый протокол подробнее. Ознакомимся с принципами работы, степенью защищенности, производительностью и другими аспектами VPN-технологий.

OpenVPN

Золотой стандарт среди действующих VPN-протоколов. Хорош сразу по всем фронтам:

• Он универсален. Его можно использовать в разных целях, независимо от того, нужен ли вам виртуальный «офис», защищенный от сторонних глаз, или безопасный туннель для подключения к заблокированным ресурсам.
• OpenVPN создан независимой командой разработчиков из OpenVPN Technologies. Главное преимущество протокола — открытый исходный код. Ему он обязан дикой популярностью. Opensource-сущность помогла этой технологии пройти десятки независимых аудитов от фирм, занимающихся безопасностью. Этому помогли кастомные методы шифрования, поддержка SSL и алгоритмов AES-256-GCM.
• Также он обеспечивает скорость передачи данных выше, чем у конкурентов. Многие сервисы, базирующие свои VPN-серверы на базе OpenVPN, обеспечивают передачу зашифрованного контента на скорости до 2000 Мбит в секунду.
• В работе OpenVPN задействуются технологии TCP и UDP, благодаря чему стандарт можно задействовать в качестве альтернативы для других протоколов, когда описываемый стандарт заблокирован на стороне провайдера. А еще он работает стабильно и реже остальных теряет соединение с интернетом (в этом тоже помогает поддержка TCP).

Для настройки и запуска OpenVPN нужен клиент, то есть программное обеспечение, адаптированное под работу с протоколом. Использовать встроенные системные инструменты не получится. Благо клиентских приложений, поддерживающих эту технологию, хватает. И они доступны на Windows, macOS, Linux, iOS и Android. В зависимости от количества подключений OpenVPN может быть бесплатным, но бизнес-клиентам придется заплатить.

Протокол находится в активной разработке, постоянно обрастает обновленными стандартами защиты и повышениями производительности. 

Мы уже писали ранее о том, как установить OpenVPN на свой сервер с Ubuntu.  И даже рассказали о том, как настроить собственный туннель. 

PPTP

Point-to-Point Tunneling Protocol — старая технология, которая давно перешла в разряд винтажных и сейчас практически не используется. Была создана компанией Microsoft в 1999 году. 

Протокол устанавливает стандартное двухканальное соединения типа PPP между устройствами, а потом передает данные через инкапсуляцию по методу Generic Routing Encapsulation. Параллельно с этим действует соединение по TCP-порту. Первое используется непосредственно для передачи информации, второе нужно для управления подключением.

PPTP сложен в настройке и в управлении. К примеру, из-за необходимости поддерживать сразу две сетевые сессии с трудом получается перенаправлять сигнал на сетевой экран. Из-за спецификаций GRE и других компонентов протокола страдает безопасность. 

Несмотря на наличие поддержки MS-CHAPv2 и EAP-TLS для авторизации пользователей, PPTP остается небезопасным VPN-протоколом, не рекомендуемым к использованию для решения серьезных задач. Подобрать ключ и получить доступ к частной сети можно примерно за 23 часа с помощью профильного онлайн-сервиса. 

В свое время эта технология обрела успех благодаря поддержке со стороны Microsoft и внедрению PPTP в Windows по умолчанию. Для настройки не требовались сторонние клиенты и программные инструменты, но в связи с появлением более надежных альтернатив в духе OpenVPN, популярность PPTP начала снижаться. Сейчас даже Microsoft рекомендует использовать продукты конкурентов и прекратить эксплуатировать PPTP ввиду его незащищенности и нестабильности. 

SSTP

Secure Socket Tunneling Protocol — модифицированная версия PPTP. Эдакая надстройка старого протокола, которая должна была стать не только духовным продолжением ранее существовавшей технологии, но и исправлением всех ошибок, допущенных в «предыдущей версии». 

Сколько-то заметной популярности протокол не сыскал. Доля на рынке VPN у SSTP такая же скромная, как и у предыдущей итерации протокола Microsoft. Но у него есть преимущество в виде отсутствия критических проблем с безопасностью. Таких зияющих дыр в нем нет и перехватить трафик гораздо сложнее. 

Помогает SSL-шифрование. При подключении к SSTP вся информация отправляется через TCP-порт 443. Такой подход делает его полезным при необходимости создавать безопасные подключения со странами, где большая часть VPN-сервисов заблокирована или запрещена законом. 

Многочисленные тестирования показали, что SSTP может передавать данные на высокой скорости (если канал свободен) и быстро восстанавливать соединение, если то неожиданно оборвалось. По этим показателям протокол стремится к OpenVPN, но не дотягивает ввиду некоторых ограничений технологии. 

Secure Socket Tunneling Protocol доступен на операционных системах Windows, Linux и BSD, но поддерживается ограниченным количеством сервисов. Их тяжело найти, а еще они зачастую обходятся дороже альтернатив. Отсюда и скромная аудитория SSTP, которая и не планирует расти в ближайшем будущем из-за продвинутости конкурентов. 

IPsec

Internet Protocol Security представляет собой не одну технологию, а набор протоколов. Каждый из них помогает обеспечить безопасность информации, передаваемой по IP-сети.  По сути, они не создавались для организации VPN-соединений, это одно из нескольких применений.

Прелесть IPsec заключается в его упрощенной настройке. Благодаря своей архитектуре и работе на сетевом уровне не возникает потребности в подключении сторонних клиентов. VPN на базе Internet Protocol Security можно «поднять» во всех операционных системах встроенными средствами – через параметры ОС. Это его главное преимущество над OpenVPN.

Безопасность IPsec достигается за счет работы двух механизмов. 

1. Authentication Header – ставит цифровую подпись каждой единице данных, передаваемой через VPN-соединение.
2. Encapsulating Security Protocol – защищает целостность передаваемой информации и конфиденциальность пользователей протокола.

IPsec используется в тандеме с другими техническими решениями. Зачастую речь идет о комбинировании технологий IPsec и L2TP или об IPsec + IKEv2.

IPsec/L2TP

L2TP задумывалась как альтернатива PPTP. Проблема была в отсутствии механизмов шифрования данных и методов авторизации. Поэтому вместе с ней всегда подключали IPsec. Таким образом удавалось задействовать AES-алгоритмы шифровки данных. Из недостатков метода можно выделить сложности при работе с некоторыми брандмауэрами, они частенько блокируют соединения по порту 500. А еще он медленный, потому что дважды за сессию инкапсулирует передаваемую информацию. Другие протоколы так не делают. 

IPsec/IKEv2

Разработан командой разработчиков из Microsoft и Cisco, но имеет несколько вариаций с открытым исходным кодом, написанных независимыми программистами. IKEv2 хорош наличием поддержки Mobility and Multi-homing Protocol. Это делает его устойчивым к смене сетей, это поможет владельцам смартфонам оставаться на связи даже при выходе в сеть через VPN. Подключение к VPN-серверу не обрывается при смене роутера, к которому подключен гаджет или смене точки доступа во время поездок. 

IKEv2 поддерживает методы шифрования AES, Blowfish и Camellia. В этом плане он не отличается от L2TP. Так что уровень защищенности от атак извне у них идентичный. Также он потребляет меньше ресурсов, чем условный OpenVPN, и от этого демонстрирует более высокую скорость передачи данных. По умолчанию поддерживается в Windows 7 и новее, в macOS Lion и новее, в iOS и в ряде смартфонов на базе Android.

WireGuard

Новое поколение VPN-протоколов. Разработчики называют его ускоренной, надежной и простой в управлении альтернативой OpenVPN и другим используемым технологиям. Какого-то конкретного мнения по поводу WireGuard пока выражено не было. 

Известно, что в его основе лежит ворох технологий шифрования, бережно оберегающих каждый байт отправляемых данных. Используются Curve25519, ChaCha20, SipHash, BLAKE2 и Poly1305. Причем каждый из перечисленных типов криптографии берет на себя конкретную задачу. Допустим, Curve25519 необходим для обмена ключами, BLAKE2 занимается хэшированием информации, а Poly1305 задействуется для аутентификации.

WireGuard легковесный – он состоит всего из четырех тысяч строк кода. Поэтому разработчики при желании могут быстро его исследовать, проанализировать и даже поменять что-то. Это открытый стандарт, как и OpenVPN. Эта легковесность распространяется и на пользовательский опыт – люди охотно отмечают, что настроить WireGuard легче, чем остальные протоколы. 

По результатом бенчмарков, WireGuard обгоняет лидеров рынка. Разрыв между WG и OpenVPN впечатляет. 1011 Мбит в секунду против 258 Мбит в секунду соответственно. С IPsec разница не такая большая, но она есть, и как раз в пользу WireGuard.

SoftEther

Недавняя разработка из Цукубского университета. Кроссплатформенный японский VPN-проект, который бок о бок с WireGuard стремится выйти на первые позиции, обойдя OpenVPN. 

Хорош совместимостью с другими VPN-технологиями. Может работать в комбинациях с IPsec, EtherIP, L2TP. Из дополнительных функций предлагает: динамический DNS, встроенный фильтр пакетов, удобную панель управления и контроль над RPC через HTTPS. А еще он без проблем обходит чересчур бдительные брандмауэры, мешающие нормальной работе сети даже в безопасных условиях. 

На SoftEther можно легко перебраться с OpenVPN за счет глубокой интеграции двух сервисов и функции клонирования в японском протоколе. 

Так же, как OpenVPN и WireGuard, имеет открытый исходный код и распространяется бесплатно. 

Сравнительная таблица протоколов

Закрепим новую информацию с помощью таблицы.

Какой протокол выбрать?

Пока что фаворитом является OpenVPN. Он уже давно на рынке и успел себя зарекомендовать. Используется топовыми VPN-cервисами, работает на Android, iOS, Windows, macOS, Linux и даже на роутерах. Разве что на утюге не получится запустить. Скорость работы OpenVPN хоть и не поражает, но ее хватит для комфортной работы. 

Второе место я бы отдал WireGuard. Это пока еще темная лошадка, но зато с кучей бонусов. Он превосходит OpenVPN и IPsec по всем параметрам, но пока не вызывает такого доверия, как первый. Но это все же дело времени. Кажется, что в ближайшем будущем расстановка сил на рынке VPN-сервисов заметно скорректируется.

Замкнет тройку лидеров IPsec – jтличный баланс между производительностью и доступностью. Правда, если не брать в расчет подозрительную историю с утечкой данных американских спецслужб. Если им верить, то в IPsec встроены бэкдоры, позволяющие отслеживать трафик, передаваемый по протоколу IPsec в тайне от отправляющего. 

Остальные технологии оказались на обочине прогресса. Не советую их использовать. Только если все остальные варианты почему-то оказались недоступны.

Выводы

Теперь вы знакомы с особенностями VPN-протоколов. Опираясь на эту информацию, будет несложно выбрать подходящий (учитывая тот факт, что выбор-то, на самом деле, невелик). Остается «поднять» собственный сервер на базе OpenVPN или подобрать сервис в духе того же TunnelBear. Главное, не использоваться бесплатные варианты.