ROCKPro64 - Projekt Wireguard Server

[FrankM]

Der Plan

Ich wollte über die Ostertage mal eben einen Wireguard Server hinter meiner Fritzbox aufsetzen um zu schauen, ob der Kernel 5.6 ordentlich funktioniert. Ok, das Ganze sollte etwas ausarten, viel Zeit fressen, viel Frust erzeugen und mir mal wieder vor Augen führen, das ich von IPv6 keine Ahnung habe.

Hintergrund

Technischer Hintergrund, man hat am Kabelanschluss einen DS-Lite-Tunnel. Man hat also keine richtige IPv4 Adresse, die man von extern erreichen könnte. Man hat aber eine vollwertige IPv6 Adrese, womit man die Fritzbox von außen erreichen kann. Dazu später mehr.

Um einen Wireguard Server permanent erreichen zu können, könnte man ja in der Fritzbox einen DynDNS Service benutzen, der dafür sorgt das man immer unter einem Domainnamen erreichbar ist. Da die meisten Geld kosten, habe ich davon Abstand genommen. Mein Gedanke war, warum hat man denn IPv6, das muss auch damit gehen.

Ich weiß jetzt, das das was ich einen Satz vorher geschrieben habe, nicht richtig ist. Weil auch diese Adresse kann sich ändern, aber ich habe einen Workaround womit ich persönlich leben kann. Auch dazu, später mehr.

Fritzbox

Ich nutze eine Fritzbox 6591C am Anschluss von Vodafone NRW. Diese Fritzbox ist dank des netten Beitrages vom Nico auf der FrOSCon 2019 voll IPv6 fähig.

Hinter dieser Fritzbox befindet sich eine pfSense die mein Netzwerk vom Rest abschirmt. Die pfSense ist auch voll IPv6 fähig.

Für einen ersten Test sollte der Wireguard Server hinter die Fritzbox kommen. Damit wir diesen auch aus dem Internet erreichen können, müssen wir unter Internet/Freigaben folgendes einstellen.

Danach ist der ROCKPro64 aus dem Internet erreichbar.

Hardware

• ROCKPro64v2.1 2GB RAM
• PCIe NVMe SSD Samsung 970 EVO 500GB (system)
• u-boot im SPI

Software

• Kamil's Release 0.10.10

Kernel

root@rockpro64:~# uname -a
Linux rockpro64 5.6.0-1134-ayufan-g652fb97d87eb #ayufan SMP Thu Apr 9 22:26:01 UTC 2020 aarch64 GNU/Linux

Installation Wireguard

Users with Debian releases older than Bullseye should enable backports.

Wir öffnen /etc/apt/sources.list

nano /etc/apt/sources.list

Ans Ende fügen wir folgende Zeile ein

deb http://deb.debian.org/debian buster-backports main

Das dann bitte speichern. Danach

apt update

Und jetzt installieren wir

apt install wireguard

Test

root@rockpro64:~# wg version
wireguard-tools v1.0.20200319 - https://git.zx2c4.com/wireguard-tools/

Konfiguration Wireguard

Keys erzeugen

private.key erzeugen

root@rp64_nextcloud:/etc/wireguard# wg genkey > private.key
Warning: writing to world accessible file.
Consider setting the umask to 077 and trying again.

public.key erzeugen

root@rp64_nextcloud:/etc/wireguard# wg pubkey > public.key < private.key

psk.key erzeugen

root@rp64_nextcloud:/etc/wireguard# wg genpsk > psk.key

Bitte die Warnung beachten!

Warning: writing to world accessible file.
Consider setting the umask to 077 and trying again.

Inhalt des Ordners /etc/wireguard

root@rockpro64:/etc/wireguard# ls -lha
total 36K
drwx------  2 root root 4.0K Apr 13 07:11 .
drwxr-xr-x 87 root root 4.0K Apr 11 19:06 ..
-rwxr-xr-x  1 root root 1012 Apr 12 13:12 firewall.sh
-rw-r--r--  1 root root   45 Apr 10 16:44 private.key
-rw-r--r--  1 root root   46 Apr 10 16:46 psk.key
-rw-r--r--  1 root root   45 Apr 10 16:44 public.key
-rw-r--r--  1 root root  843 Apr 12 12:55 wg0.conf

Damit wären wir mit den Grundlagen durch. Es gibt nun zwei(?) Möglichkeiten die Wireguard Schnittstelle zu konfigurieren. Einmal könnte man das Interface beim Start direkt erzeugen lassen, einmal macht man das mittels wg-quick. Hier bei der Testerei hat sich schnell raus gestellt, das wg-quick zum Testen ideal ist. Man kann die Schnittstelle schnell starten und stoppen. Ich zeige trotzdem hier beide Wege.

Dateien, die benötigt werden für beide Fälle.

wg0.conf

[Interface]
Address = 10.10.1.1/24, fddb:76e8:5e07:0100::1/64
PrivateKey = IJHK9lAjxlKxxxxxxxxxxxxxxx5NQ/zJfLicD7Vs=
ListenPort = 51820
PostUp = /etc/wireguard/firewall.sh
DNS = 10.10.1.1
         
# ThinkPad
[Peer]
PublicKey = qomJliKdaxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxqE5heItyHna2Q=
PresharedKey = 5/kEBxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxbSarEcqt4=
AllowedIPs = 10.10.1.3, fddb:76e8:5e07:0100::3

Ok, die erste Frage die jetzt viele haben werden ist folgende Woher kommen die IP-Adressen?
Ich habe da nur einen privaten Adressbereich für IPv4 und einen privaten IPv6 Adressbereich festgelegt.

• private IPv4
• private IPv6

Auf die IPv4 Adresse gehe ich hier nicht näher ein, das setze ich mal als allgemein bekannt voraus.

Die IPv6 Adresse ist da um einiges interessanter. Ich habe lange rumgedocktert mit öffentlichen IPv6 Adressen, aber nichts funktionierte. Nach einem kurzen Hilferuf nach Hamburg brachte mich dann der Nico auf den rechten Weg Man bräuchte dazu Unique Local Address Danach hatte ich mich auf die Suche im Netz gemacht und bin über folgende Anleitung gestolpert. Danach war mir einiges klarer.

Nico hatte mir auch einen Link zur Verfügung gestellt, womit man den Adressbereich ermitteln kann. Dazu gibt man die MAC Adresse der Netzwerkkarte dort ein und erhält dann den Adressbereich angezeigt. Diese Adressen werden zufällig erzeugt, hier mal ein Beispiel.

Your Private IPv6 network is:
fd65:9491:8310::/48

giving you access to the to the following /64s:
fd65:9491:8310:0::/64 through fd65:9491:8310:ffff::/64

Die Schnittstelle würde als nach dem Beispiel folgende IPv6 bekommen

fd65:9491:8310:0100::1 

• fd ist der Prefix
• 65:9491:8310 ist die Global ID (random)
• 0100 Subnet ID (hier frei gewählt)
• 0000:0000:0000:0001 Interface ID, die man ja verkürzen kann auf ::1

Das sollte es soweit für Euch verständlich machen. Mich hat das Ausprobieren nur ein paar Stunden gekostet

/etc/wireguard/firewall.sh

Die Firewall hier ist nicht optimiert und enthält auch vermutlich Fehler. Fpr einen Einsatz im internet nicht zu gebrauchen!!

#!/bin/bash
### BEGIN INIT INFO
# Provides:          firewall
# Required-Start:
# Required-Stop:
# Should-Start:
# Default-Start:
# Default-Stop:
# Short-Description: firewall
# Description:       firewall
### END INIT INFO

IP4TABLES=/sbin/iptables
IP6TABLES=/sbin/ip6tables
SERVERNETIPV4="192.168.178.29/32"
SERVERNETNAT_IPV4="10.10.1.0/24"
SERVERNETIPV6="2a02:908:1200:fbe0::/64"
IPV6SUBNET="2a02:908:1265:fbe0:0100::"
IPV6SUBNETMASK="/72"
WGIF="wg0"
OUTIF="eth0"

        # Enable forwarding
        sysctl -q -w net.ipv4.ip_forward=1
        sysctl -q -w net.ipv6.conf.all.forwarding=1
        sysctl -q -w net.ipv6.conf.all.proxy_ndp=1

        # Add Proxy NDP entries
        for i in {1..1000}
        do
                ip neigh add proxy ${IPV6SUBNET}${i} dev $OUTIF
        done

        # NAT for IPv4 connections
        iptables -t nat -A POSTROUTING -o $OUTIF -j MASQUERADE

        # NAT for IPv6 connections added by FM ;)
        ip6tables -t nat -A POSTROUTING -o $OUTIF -j MASQUERADE

        # Filter all packets that have RH0 headers
        ip6tables -A FORWARD -o $WGIF -m rt --rt-type 0 -j DROP
    
        # Allow ICMPv6
        ip6tables -A FORWARD -o $WGIF -p ipv6-icmp -j ACCEPT
    
        # Allow established connections
    
        ip6tables -A FORWARD -o $WGIF -m conntrack --ctstate RELATED,ESTABLISHED -j ACCEPT
    
        # Allow new connections from VPN-Clients
    
        ip6tables -A FORWARD -o $WGIF -s ${IPV6SUBNET}${IPV6SUBNETMASK} -m conntrack --ctstate NEW -j ACCEPT
    
        # Reject all other forwarding
        ip6tables -A FORWARD -o $WGIF -j REJECT
    
        #=========================
        # SSH zur Firewall erlauben (IN)
        #=========================
        $IP4TABLES -A INPUT -p tcp --dport 22 -j ACCEPT
        $IP6TABLES -A INPUT -p tcp --dport 22 -j ACCEPT

Wird bei Gelegenheit optimiert!

Schnittstelle wg0

In /etc/network/interfaces.d erstellen wir die Datei wg0

# Wireguard
auto wg0
iface wg0 inet static
        address 10.10.1.1
        netmask 255.255.255.0
        pre-up ip link add $IFACE type wireguard
        pre-up wg setconf $IFACE /etc/wireguard/$IFACE.conf
        post-up /etc/wireguard/firewall.sh
        post-down ip link del $IFACE

iface wg0 inet6 static
        address fddb:76e8:5e07:0100::1
        netmask 64

Nun würden beim Neustarten das Interface wg0 erstellt.

wg-quick

Das Ganze mit wg-quick. Um diese Schnittstelle temporär zu erzeugen benutzt man den Befehl

wg-quick up wg0

und

wg-quick down wg0

Erste Tests brachten mich an den Rande des Wahnsinns. Einen Handshake bekam ich gut hin, Gegenseite konnte ich auch pingen. Aber alles andere ging so ziemlich gar nicht. Kein DNS, kein ping www.google.de usw. Das war bevor ich das mit den ULA Adressen wusste, danach war es einfacher

Client

Als Client benutze ich meinen Thinkpad. Dort läuft natürlich auch ein Linux

Debian Buster 10.3 mit Cinnamon Desktop

Installation

Die Installation erfolgt ebenfalls aus den Backports, wie oben schon beschrieben.

wireguard-tools v1.0.20200319 - https://git.zx2c4.com/wireguard-tools/

Konfiguration

Keys

Genau wie oben beschrieben.

wg0.conf

[Interface]
Address = 10.10.1.3, fddb:76e8:5e07:0100::3: /64
PrivateKey = oM9jWxxxxxxxxxxxxxxxxxxxVw+3+j0tS4vW8=
ListenPort = 51820
DNS = 10.10.1.1


[Peer]
Endpoint = 2a02:xxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:dcb3:51820
PublicKey = dCK5wSl3xxxxxxxxxxxxxxxxh+jhWF1O4cx0=
PresharedKey = 5/kEB4FxxxxxxxxxxxxxxxxxxxiMPbSarEcqt4=
AllowedIPs = 0.0.0.0/0, ::/0

Auch hier wieder ein paar kurze Erklärungen zu den IP-Adressen. Die Interface Adressen sollten Euch jetzt klar sein. Wenn nicht, bitte oben noch mal nachlesen. Jetzt zum Endpoint. Das ist IP-Adresse die Euch die Fritzbox unter der Freigabe anzeigt. Hier noch mal als Bild.

Noch wichtig ist DNS = 10.10.1.1, das erkläre ich später.

Gestartet wird der Wireguard Tunnel dann wieder ganz bequem per

 wg-quick up wg0

Danach sollte die Verbindung stehen.

Kontrolle der Verbindung

Server

root@rockpro64:/etc/wireguard# wg
interface: wg0
  public key: dCK5wxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxWF1O4cx0=
  private key: (hidden)
  listening port: 51820

peer: qomJliKxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxtyHna2Q=
  preshared key: (hidden)
  endpoint: [2a01:xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx]:51820
  allowed ips: 10.10.1.3/32, fddb:76e8:5e07:100::3/128
  latest handshake: 15 seconds ago
  transfer: 41.87 KiB received, 22.52 KiB sent

Hier ist ganz wichtig, der latest handshake! So lange der nicht auftaucht, stimmt irgendwas nicht an der Verbindung!
Auf dem Client kann man sich das genauso anzeigen lassen. Dann kurzer Test auf dem Client.

ping 10.10.1.1
ping 8.8.8.8
ping fddb:76e8:5e07:100::1 
ping www.google.de
ping 2001:4860:4860::8888

• 10.10.1.1 private IPv4 der Wireguard Schnittstelle des Servers
• 8.8.8.8 IPv4 Adresse von google
• fddb:76e8:5e07:1 private IPv6 der Wireguard Schnittstelle des Servers
• www.google.de Geht der DNS im IPv4
• 2001:4860:4860::8888 IPv6 Adresse von google

Wenn alle diese Pings einwandfrei funktionieren, dann steht die Wireguard Verbindung und funktioniert!!

Ok, bei Euch fehlt noch der DNS, das machen wir jetzt.

DNS

Bei einer VPN Verbindung besteht immer das Problem, das man mittels der DNS Abfragen seine wahre Identität entschleiert. Nennt sich auch DNS-Leak. Es gibt auch Seiten um das zu testen.

dnsleaktest.com

Wir müssen beim Aufbau der Wireguard Verbindung alle DNS-Abfragen umlenken. Diese Abfragen müssen durch den Tunnel! Dazu gibt es den Eintrag

DNS = 10.10.1.1

Das heisst nun, auf dem Wireguard Server muss ein DNS Dienst laufen. Dazu nutzen wir unbound.

Installation

apt install unbound

Konfiguration

Unter /etc/unbound/unbound.conf.d/ erstellen wir die Datei user.conf

Inhalt

server:
  interface: 10.10.1.1
# interface: ::0
  access-control: 10.0.0.0/8 allow
  access-control: 127.0.0.0/8 allow
  access-control: 192.168.0.0/16 allow
  access-control: fddb:76e8:5e07:100::/72 allow
  prefetch: yes
  hide-identity: yes
  hide-version: yes
  qname-minimisation: yes

Ich bin nicht der unbound Experte, aber das was ich vom Nico gelernt habe, lauscht der jetzt auf der privaten IP 10.10.1.1 und beantwortet Anfragen. Darunter noch was Zugriffskontrolle. Danach den Dienst neustarten.

service unbound restart

Ein ganz wichtiger Test kommt jetzt! Wir testen ob der DNS von außen erreichbar ist. Stichwort DNS Resolver! Dazu nutze ich einen der vorhanden Server im Internet und setze folgenden Befehl ab.

nmap -6 xxxxxxxxxxxxxxxxxx:8e40
Starting Nmap 7.70 ( https://nmap.org ) at 2020-04-19 14:45 CEST
Nmap scan report for xxxxxxxxxxxxxxxxx:8e40
Host is up (0.031s latency).
Not shown: 997 closed ports
PORT    STATE    SERVICE
9/tcp   filtered discard
22/tcp  open     ssh
179/tcp filtered bgp

Nmap done: 1 IP address (1 host up) scanned in 5.33 seconds

Als IP-Adresse wird die genommen, die die Fritzbox anzeigt. Sieh Bild oben! Dort darf nicht folgendes auftauchen!!

53/tcp  open     domain

Somit sollte der Dienst unbound ausreichend sicher konfiguriert sein.

Wenn man mal testen möchte, von wo die DNS-Anfrage beantwortet wird, kann man das hiermit machen.

root@rockpro64:/etc/wireguard# dig www.google.de

; <<>> DiG 9.11.5-P4-5.1-Debian <<>> www.google.de
;; global options: +cmd
;; Got answer:
;; ->>HEADER<<- opcode: QUERY, status: NOERROR, id: 27807
;; flags: qr rd ra; QUERY: 1, ANSWER: 1, AUTHORITY: 0, ADDITIONAL: 1

;; OPT PSEUDOSECTION:
; EDNS: version: 0, flags:; udp: 4096
;; QUESTION SECTION:
;www.google.de.			IN	A

;; ANSWER SECTION:
www.google.de.		300	IN	A	172.217.21.195

;; Query time: 50 msec
;; SERVER: 10.10.1.1#53(10.10.1.1)
;; WHEN: Sun Apr 19 13:03:43 UTC 2020
;; MSG SIZE  rcvd: 58

IP ändert sich

Die IP-Adresse Eurer Fritzbox ist ja nicht statisch, so das sich diese ab und zu mal ändern kann. Passiert nicht mehr so oft, kann aber vorkommen. Dann würde man den Wireguard Server nicht mehr erreichen, weil die IP-Adresse ja nicht mehr stimmt. Es gibt da eine Möglichkeit, man kann die Fritzbox auch von extern erreichen. Stichwort: MyFRITZ!-Konto

Aber, das Thema muss ich mir noch mal was durch den Kopf gehen lassen

Schlusswort

Ja, das war wieder eine Lernphase. Aber das ist auch genau der Grund warum ich das mache. Man muss ja im Alter die Birne am Laufen halten

So ein Wiregaurd Server ist was extrem praktisches. Da kann man so viele Sachen mit machen. Aus dem Hotel das WLan sicher nutzen, den Anbieter seines Vertrauens nicht mitlesen lassen usw.

Viel Spaß damit und denkt dran, hier sind nicht alle Aspekte der Sicherheit im Internet angesprochen worden. So sollte man den Server nicht ins Internet stellen! Und Danke an Nico!!

[FrankM]

Hat ein wenig Nerven gekostet und der Artikel ist auch was länger geworden Viel Spaß beim Lesen und testen!