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VPN mit WireGuard – Das taugt die neue Open-Source-Technologie

  Manuela Lenz   26. März 2019

Das Open-Source-VPN-Tool WireGuard erfährt aktuell gerade eine Art Hype. Laut Aussage der Entwickler steckt dahinter die Idee, VPN (Virtual Private Network) so einfach wie möglich zu machen. So soll die Software nicht nur schneller und nützlicher sein als IPSec & Co., sondern gleichzeitig auch wesentlich leichter zu konfigurieren sein.

Das bietet Potential für eine ganze Menge Einsatzmöglichkeiten. So können mit WireGuard beispielsweise Laptops und Smartphones von Außendienstmitarbeitern schnell und vor allem sicher mit dem Firmennetz verbunden werden. Aber auch Backbone-Router lassen sich mit Hilfe der Technologie standortübergreifend anbinden, ohne dass dafür eine spezielle Infrastruktur zur Zertifikatsverwaltung benötigt wird.

Im folgenden Artikel zeigen wir Ihnen, wie WireGuard im Detail funktioniert und was Sie bei der Implementierung grundsätzlich beachten sollten. Außerdem haben wir die wichtigsten Vor- und Nachteile des Open-Source-VPNs im Überblick für Sie zusammengestellt.

Was ist WireGuard?

WireGuard bezeichnet eine relativ junge Technologie zum Aufbau von sicheren VPN-Netzwerken, die vom US-Developer Jason A. Donenfeld als Alternative zu bekannten Lösungen wie IPSec, SSTP oder OpenVPN entwickelt wurde. Dabei handelt es sich um eine Mischung aus VPN-Protokoll und VPN-Software, die im Gegensatz zu anderen Lösungen nicht nur mit ihrer einfachen und unkomplizierten Konfiguration punktet, sondern auch durch einen deutlich schnelleren Verbindungsaufbau und ein besonders stabiles VPN-Tunneling (auch auf mobilen Clients) zu überzeugen weiß.

WireGuard arbeitet hoch performant auf dem Layer 3 des OSI-Schichtmodells und überstützt IPv4 und IPv6.  Das Konzept basiert auf einer Peer-to-Peer-Architektur, die Software ist aber auch in der Lage, Client-Server-Architekturen zu simulieren. Die VPN-Verbindung wird (ähnlich wie bei SSH) über den Austausch von öffentlichen Schlüsseln aufgebaut.

Als Open-Source-Lösung befindet sich WireGuard teilweise noch im experimentellen Status und ist für unterschiedliche Plattformen (u.a. diverse Linux-Distributionen, Android, iOS) verfügbar. Auf Linux-Systemen wird der Code als Modul im Kernel ausgeführt.

Gut zu wissen:

VPN-Netzwerke auf dem OSI Layer 3 arbeiten im Kernel Space und nicht im User Space, weshalb WireGuard nicht als Windows Version verfügbar ist. Inzwischen existiert mit TunSafe zwar eine proprietäre Cloud-Source-Implementierung auf Basis des TUN/TAP-Treiber von OpenVPN, der WireGuard-Entwickler Donenfeld rät von deren Verwendung aus Sicherheitsgründen aber dringendst ab.

Welche Funktionen bietet WireGuard?

WireGuard schlüpft auf Ihrem System in die Rolle eines Netzwerkadapters: Es fügt eine oder mehrere Netzwerkschnittstellen hinzu, die analog zu wlan0 oder eth0 konfiguriert werden können (z.B. mit ipconfig oder route). Dabei beschränkt sich die Anwendung auf das Nötigste und wurde von den Entwicklern bewusst einfach gehalten. Der Programmcode umfasst lediglich 4000 Zeilen und lässt sich recht einfach lesen und verstehen.

Zum Vergleich: IPSec oder OpenVPN bestehen aus mehreren hunderttausend Zeilen Code.

Dadurch besitzt die WireGuard zwar weniger Konfigurations-Möglichkeiten, kann aber gleichzeitig auch leichter überprüft werden, was gerade bei sicherheitskritischen Anwendungen eine große Rolle spielt.  

Die VPN-Lösung von WireGuard nutzt drei Cipher-Grundfunktionen für die Verschlüsselung von Verbindungen:

  • Curve25519 mit Elliptic Curve Diffie-Hellman (ECDHE) für den Handshake (Schlüsselaustausch)
  • BLAKE2s als universelle Hashfunktion (beispielsweise zum Generieren von HMAC-Codes oder für Key-Ableitungen mit HKDF)
  • ChaCha20 und Poly1305 für die symmetrische Verschlüsselung und den Austausch der Daten

Das Prinzip ist dabei so simpel wie effektiv: Jedem Teilnehmer wird ein öffentlicher VPN-Schlüssel zugewiesen, über den er eindeutig identifiziert werden kann. Als Protokoll für das Public-Key-Authentifizierung-Verfahren kommt dabei Ed25519 zum Einsatz.

Die hohen Sicherheitsstandards bei der Datenverschlüsselung werden in WireGuard mit Hilfe moderner Krypto-Algorithmen geschaffen. Beim sogenannten Cryptokey-Routing erhalten Server und Client außerdem jeweils eine statische IP-Adresse, die in der Konfigurationsdatei des Servers hinterlegt wird. Bei Verbindungsaufbau werden diese zusammen mit dem öffentlichen Schlüssel abgeglichen und eine Anmeldung nur dann gestattet, wenn bei beiden Werten eine Überstimmung besteht.

Tipp:

Noch mehr Informationen zu WireGuard sowie Details zu den Protokollen und Verschlüsselungsmechanismen von finden Sie auch im entsprechenden Whitepaper.

Vor- und Nachteile von WireGuard im Überblick

Der größte Vorteil von WireGuard liegt natürlich in seiner einfachen Nutzbarkeit. Daneben bietet das Tool aber noch eine ganze Reihe weiterer Vorteile:

hohe Performance und stabiles VPN-Tunneling

hohe Sicherheit durch Verwendung aktueller kryptographischer Verfahren

überschaubarer Code, der kaum Angriffsfläche bietet

gut durchdachtes Gesamtkonzept

Wenn Sie planen, WireGuard einzusetzen, sollten Sie sich bewusst sein, dass es sich dabei um ein unfertiges Produkt handelt, das in seiner Funktionalität noch nicht ausgereift ist. Neben den zahlreichen Vorteilen besitzt das Tool daher auch einige signifikante Nachteile:

Software noch in der experimentellen Phase

kein dynamisches IP-Adressen-Management (Client muss an eine vorher definierte Adresse des VPN gekoppelt werden)

keine Verifikation des Servers

keine Verbindung und Authentifizierung über Proxy möglich

wird im Kernel ausgeführt

aktuell keine Unterstützung für TCP vorhanden

Die meisten VPN-Anbieter experimentieren daher aktuell mit einer WireGuard Implementierung, das Protokoll steht aber nur ausgewählten Beta-Testern zur Verfügung.

Autor: Manuela Lenz
Manuela Lenz ist ausgebildete Fachinformatikerin und war 20 Jahre lang als System-Administratorin und Projektmanagerin für große Unternehmen tätig. Seit 2017 ist die ITlerin aus Leidenschaft als freie Autorin selbständig. Für EXPERTE.de schreibt sie rund um die Themen Projektmanagement, Software und IT-Security.