VPN – Virtual Private Network

Abkürzung: VPN

Der Begriff ist weiter gefasst, als die heutige Werbung vermuten lässt. Ursprünglich bezeichnet er jedes Netz, das logisch getrennt über eine gemeinsam genutzte Infrastruktur läuft — Verschlüsselung gehörte nicht zwingend dazu. Im allgemeinen Sprachgebrauch ist mit VPN inzwischen fast immer ein verschlüsselter Tunnel gemeint.

Zwei Bauformen

Site-to-Site. Zwei Netze werden über Gateways verbunden, etwa eine Filiale mit der Zentrale. Die Endgeräte merken davon nichts; für sie sieht das entfernte Netz aus wie ein weiteres Teilnetz.

Remote Access. Ein einzelnes Gerät wird in ein Netz eingebunden. Der klassische Fall des Außendienstes oder der Arbeit von unterwegs.

Technisch unterscheidet sich vor allem, wo der Tunnel endet und wie die Adressen vergeben werden — bei Remote Access bekommt das Gerät üblicherweise eine Adresse aus dem Zielnetz zugewiesen.

Was ein VPN leistet

Drei Eigenschaften, und es lohnt, sie auseinanderzuhalten:

Vertraulichkeit. Wer die Strecke belauscht, sieht nur, dass eine Verbindung zwischen zwei Endpunkten besteht, nicht ihren Inhalt.

Integrität und Authentizität. Der Tunnel weist nach, dass die Daten vom erwarteten Gegenüber kommen und unverändert sind. Das ist der Teil, den eine reine Verschlüsselung nicht mitbringen würde.

Erreichbarkeit. Das Gerät verhält sich, als wäre es im Zielnetz — mit dessen Adressen, Namensauflösung und internen Diensten.

Was ein VPN nicht leistet

Hier liegt das verbreitetste Missverständnis, zu dem die Vermarktung von Endkundendiensten erheblich beiträgt.

Ein VPN verlagert Vertrauen, es beseitigt es nicht. Vorher konnte der Zugangsanbieter sehen, welche Ziele angesprochen werden; danach kann es der VPN-Betreiber. Für ein Firmen-VPN ist das sinnvoll, weil das eigene Unternehmen der Endpunkt ist. Bei einem gemieteten Dienst wird ein beaufsichtigter Anbieter gegen einen unbekannten getauscht.

Weiter gilt:

• Anonymität entsteht nicht. Anmeldungen, Browsermerkmale und dauerhafte Kennungen wirken unverändert.
• Hinter dem Tunnelende ist nichts geschützt. Vom Austrittspunkt zum Ziel läuft der Verkehr wie sonst — deshalb bleibt TLS auf Anwendungsebene unverzichtbar.
• Schadsoftware hält es nicht auf. Ein VPN ist ein Transportweg, kein Filter.
• Namensauflösung ist eine eigene Baustelle. Fragt das Gerät weiterhin den bisherigen Resolver, verrät es die besuchten Namen, obwohl der Nutzverkehr durch den Tunnel läuft. Dieser DNS-Leak ist ein häufiger Konfigurationsfehler.

Die gängigen Verfahren

IPsec arbeitet nicht als einzelnes Protokoll, sondern als Baukasten direkt auf der Vermittlungsschicht. Für die Nutzdaten ist ESP zuständig; die Schlüssel verhandelt IKEv2 in einem eigenen Vorlauf, der auch die Teilnehmer prüft — über ein gemeinsames Geheimnis, über Zertifikate oder über EAP. Weil IPsec unterhalb der Transportschicht ansetzt, sind alle darüberliegenden Anwendungen ohne eigenes Zutun geschützt.

WireGuard geht den umgekehrten Weg: wenige tausend Zeilen Code, keine Verfahrensaushandlung, feste moderne Bausteine. Wer die Verfahren wechseln will, wechselt die Protokollversion. Das macht es überschaubar prüfbar, aber unflexibel gegenüber Altbestand.

PPTP sollte nirgends mehr laufen. Seine Authentifizierung lässt sich in überschaubarer Zeit vollständig brechen.

Verschlüsselungsfreie VPN

Der eingangs erwähnte weitere Begriff ist mehr als eine Fußnote, weil er im Netzbetrieb der Normalfall ist. Ein MPLS-VPN trennt Kundenverkehr über Kennzeichnungen im Netz des Betreibers, ohne ihn zu verschlüsseln. Dasselbe gilt für VLAN-gestützte Trennung.

Die Zusicherung lautet dort: Der Verkehr verschiedener Kunden wird nicht vermischt. Sie lautet nicht: Der Betreiber kann nicht mitlesen. Wer in einem solchen Netz Vertraulichkeit gegenüber dem Betreiber braucht, verschlüsselt zusätzlich selbst.

Betriebliche Fragen

Split Tunneling. Läuft aller Verkehr durch den Tunnel oder nur der für das Zielnetz? Alles durchzuleiten gibt dem Unternehmen Einblick und Kontrolle, belastet aber die Zentrale und verschlechtert den Zugriff auf Dienste im Internet. Die Aufteilung ist schonender und entzieht einen Teil des Verkehrs der Aufsicht.

Perfect Forward Secrecy. Für aufgezeichneten Tunnelverkehr gilt dasselbe wie überall: Ohne flüchtige Schlüssel lässt sich ein später erlangter Langzeitschlüssel rückwirkend anwenden. Siehe Perfect Forward Secrecy.

Durchkommen durch NAT. IPsec mit ESP verträgt sich schlecht mit Adressumsetzung, weil die Prüfsummen über Adressfelder gehen. Die Lösung ist eine Verpackung in UDP auf Port 4500. Ältere Router behelfen sich mit Sonderbehandlung, siehe VPN Passthrough und NAT.

Paketgröße. Jede Verpackung verringert den Platz für Nutzdaten. Bleiben große Übertragungen in einem aufgebauten Tunnel hängen, während kleine Pakete sauber laufen, ist das das klassische Bild dieses Problems — siehe IPsec.

Der Zugang als Angriffsziel. Ein VPN-Gateway steht offen im Internet und hat weitreichende Rechte ins Innere. Schwachstellen in solchen Geräten gehören seit Jahren zu den am schnellsten ausgenutzten überhaupt. Zeitnahes Einspielen von Aktualisierungen und ein zweiter Faktor für die Anmeldung sind hier keine Zusatzmaßnahmen, sondern Grundausstattung.