Miércoles, Septiembre 30, 2020

Punto de acceso portable con Raspberry pi y Wireguard VPN

Raspberry_Pi_4_wireguard

Introducción

Como sabemos las redes Wifi son consideradas inseguras, especialmente aquellas de lugares públicos como bibliotecas, bares, estaciones de tren, etc. Las redes domésticas también se pueden considerar inseguras según su configuración y son potencialmente espiables por parte de nuestro proveedor ISP. Por esto es recomendable cifrar el trafico de datos a través de la red. Una buena opción para ello es usar una VPN.

En este articulo vamos a ver como conectar nuestra raspberry pi a una instancia de Wireguard VPN bien sea en un VPS propio o a la que nos ofrezca un proveedor de este servicio. También veremos como convertir nuestra RPi en un punto de acceso portátil que enrute el trafico de los clientes, que se conecten a este, por la VPN. También veremos durante el proceso maneras de hacer más segura nuestra RPi.

Que es Wireguard VPN?

WireGuard es una aplicación de software libre y de código abierto y un protocolo de comunicación que implementa técnicas de red privada virtual (VPN) para crear conexiones seguras punto a punto en configuraciones enrutadas o puenteadas. Se ejecuta como un módulo dentro del kernel de Linux y tiene como objetivo un mejor rendimiento que los protocolos de tunelización IPsec y OpenVPN.​ Fue escrito por Jason A. Donenfeld y se publica bajo la segunda versión de la GNU General Public License (GPL). Más información

Recientemente Wireguard ha sido incluido como modulo en el kernel 5.6 en adelante, más información

Entre otras característica Wireguard es reconocido por:

  • Rápida y fácil implementación.
  • Código base reducido a 4.000 líneas, lo que lo hace fácil de auditar. A diferencia OpenVPN usa unas 400.000 líneas de código lo que hace más complejo encontrar “bugs”.
  • WireGuard utiliza Curve25519 para el intercambio de claves, ChaCha20 para la encriptación, Poly1305 para la autenticación de datos, SipHash para claves de hashtables y BLAKE2s para el hashing.
  • Soporta la capa 3 para IPv4 e IPv6 y puede encapsular v4 en v6 y viceversa.
  • Permite el cambio de redes sin interrupción, “roaming” entre conexiones
  • Velocidades muy rápidas
  • Bajo consumo de batería y energía en los dispositivos
  • Open Source

Requisitos

  • Configurar Wireguard VPN en un VPS o en un servidor
  • Imagen de Raspbian Buster en el PC o otra distribución al gusto
  • Tener un programa para transferir la imagen a la microSD
  • Rapberry pi modelos 2, 3 y 4 (puede funcionar con Rpi 1 y Archlinux o otra distribución compatible con armv6) También si se puede es recomendable usar una placa de hardware libre como por ejemplo Orangepi
  • tarjeta microSD
  • 2 tarjetas de red wifi, la integrada y una extra (opcional)
  • nociones básicas de la línea de comandos y redes
  • nociones básicas de iptables

Configurando la SD para usar Rpi en modo “headless”

Hay varias opciones para usar y configurar una Raspberrypi, en este caso vamos a configurar y usar la raspberrypi en modo “headless”. Es decir, sin teclado ni monitor. Vamos a interactuar con ella a través de nuestro PC usando SSH.

  1. Descargar la imagen Raspbian Buster y transferirla a nuestra SD por ejemplo con gnome-disks o otras como etcher o incluso con la herramienta dd desde la línea de comandos
  2. Montar la partición boot de la SD en nuenstro PC bien desde el administrador de archivos o por línea de comandos
  3. desde nuestra terminal acceder a la partición boot y crear el archivo ssh que nos permitirá acceder a la Rpi
cd /media/tu_usuario/boot/

touch ssh

     4. Paso opcional, solo necesario si vamos a conectar la Rpi por wifi con una de las tarjetas y sin cable ethernet

nano wpa_supplicant.conf

y añadir los datos de la red wifi a la que queremos que se conecte la Rpi

ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1
country=ES

network={
ssid="nombre_de_la_red"
psk="contraseña de la red"
}

     5. salir del directorio /media/tu_usuario/boot/ para poder desmontar la SD en el siguiente paso

cd --

     6. Desmontar la microSD del PC, bien desde el gestor de archivos o bien con el comando umount

     7. montar la tarjeta SD en la Rpi y enchufarla a la corriente

     8. Conectar a la Rpi por ssh

ssh Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.

el password por defecto es: raspberry

Asegurando la Rpi

En este apartado veremos como asegurar un poco nuestra Rpi, los pasos siguientes son opcionales aunque muy recomendables

  1. vamos a reforzar el acceso SSH para que sea solo accesible con sshkey en nuestro PC si no la tenemos vamos a generar un sshkey
ssh-keygen -t rsa -b 4096 -C "Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo."

Esto crea una nueva clave ssh usando el correo electrónico proporcionado como etiqueta. Cuando se te indique “Ingresar un archivo donde guardar la clave”, presiona Intro. Al hacerlo aceptas la ubicación predeterminada del archivo.

A continuación te va a pedir que ingreses una contraseña, que debe ser segura y no olvidada:

Enter passphrase (empty for no passphrase): [Type a passphrase]
Enter same passphrase again: [Type passphrase again]

     2. Una vez creada la sshkey la transferimos a nuestra raspberrypi

ssh-copy-id Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.

     3. Entramos de nuevo a la Rpi, está vez introduciremos nuestra “passphrase” en vez de la contraseña por defecto de la RPi “raspberry”

ssh Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.

     4. Si todo va bien es momento de limitar el acceso a la Rpi con sshkey y reforzar otros aspectos de la conexión SSH. Para ello en la RPi editamos el archivo  /etc/ssh/sshd_config y hacemos los siguientes cambios:

PubkeyAuthentication yes
PermitRootLogin no
PermitEmptyPasswords no
PasswordAuthentication no

Guardamos y cerramos

Aunque hay otros parámetros para reforzar la conexión SSH, no los vamos a tratar aquí. Pero por el momento con esta configuración ya está bastante bien

     5.Reiniciamos el servicio SSH para que los cambios se hagan efectivos

sudo service ssh restart

     6. Como hemos observado al usar “sudo” en la RPi no nos pide contraseña, lo cual no es nada conveniente. Para resolverlo editar el archivo /etc/sudoers.d/010_pi-nopasswd y modificamos lo siguiente

pi ALL=(ALL) NOPASSWD: ALL

cambiarlo por

pi ALL=(ALL) ALL

cerramos y guardamos

Instalando y configurando Wireguard

  1. Actualizar la Rpi
sudo apt update && sudo apt upgrade -y

     2. Añadir repositorio de WIreguard

echo "deb http://deb.debian.org/debian/ unstable main" | sudo tee --append /etc/apt/sources.list.d/unstable.list

sudo apt-key adv --keyserver keyserver.ubuntu.com --recv-keys 04EE7237B7D453EC

printf 'Package: *\nPin: release a=unstable\nPin-Priority: 150\n' | sudo tee --append /etc/apt/preferences.d/limit-unstable

     3. Sincronizar repositorios y instalar Wireguard

sudo apt update

sudo apt install wireguard -y

     4. Configurar la conexión Wireguard con los datos que hemos generado instalando Wireguard en nuestro VPS o con los datos que nos da nuestro proveedor. Editar el archivo /etc/wireguard/wg0.conf

[Interface]
Address = ip_peer_rpi/32
DNS = dns_del_servidor
PrivateKey = clave_privada_rpi

[Peer]
PublicKey = clave_pública_servidor
AllowedIPs = 0.0.0.0/0
Endpoint = ip_servidor:puerto_servidor
PersistentKeepalive = 21

Para desglosar un poco en la sección [Interface]  configuramos lo relacionado a la Rpi:

Address = Aquí es la dirección VPN para la Rpi configurada en el “servidor” WIreguard.

DNS = las DNS del servidor o bien usar las que se consideren

PrivateKey = es la clave privada para conectarse a la VPN y configurada en el servidor. Se puede generar en la propia Rpi o bien generarla en el servidor. Si usamos un proveedor también nos la pueden mandar

Para desglosar un poco en la sección [Interface]  configuramos lo relacionado al servidor:

PublicKey = es la clave pública para la conexión VPN del servidor

AllowedIPs = Aquí se determina que trafico va enrutado por la VPN, en este caso todo

Endpoint = es la IP del servidor y el puerto de conexión

PersistentKeepalive = Este parámetro es necesario si nos encontramos detrás de una conexión NAT o CGNAT. Que son la mayoría de conexiones domésticas, bares, bibliotecas, etc

6. Permitimos el forward en los parámetros del kernel para que pueda pasar el tráfico ipv4 desde el archivo /etc/sysctl.conf descomentar la linea

net.ipv4.ip_forward=1

Si usamos el protocolo ipv6 podemos descomentar también la línea referido a este. Guardamos y cerramos

     7. aplicamos la regla anterior

sudo sysctl -p

     8. Instalamos paquetes necesarios para la persistencia de Iptables, para la configuración de las DNS, y para crear el punto de acceso:

sudo apt install hostapd dnsmasq dnsutils bc iptables-persistent

     9. En este punto podemos ya probar la conexión VPN en nuestra RPi. Para ello podemos comprobar la IP externa de esta previamente a levantar la VPN

curl ip.stigok.com

     10. Levantamos la VPN y volvemos a comprobar y deberia darnos la ip del servidor

sudo wg-quick up wg0

para comprobar nuestra VPN podemos también hacer ping a la ip VPN del servidor

Configurando la Rpi como AP o “Hotspot”

  1. Editamos el archivo /etc/default/hostapd para configurar el paquete hostapd instalado anteriormente y añadimos lo siguiente
interface=wlan0
hw_mode=g
channel=10
ieee80211d=1
country_code=ES
ieee80211n=1
wmm_enabled=1

ssid=nombre_de_la_red
auth_algs=1
wpa=2
wpa_key_mgmt=WPA-PSK
rsn_pairwise=CCMP
wpa_passphrase=password_de_la_red

Elegir en “country_code” el código de nuestro país, en “ssid” el nombre que queramos ponerle a nuestro Rpi “hotspot” y en “wpa_passphrase” la contraseña de nuestra elección para el punto de acceso

     2. modificamos el archivo /etc/network/interfaces para configurar las distintas interfaces de red en este caso eth0, wlan0, wlan1 y usb

auto wlan0
iface wlan0 inet static
address 10.100.100.1
netmask 24

allow-hotplug eth0
iface eth0 inet dhcp

allow-hotplug usb0
iface usb0 inet dhcp

allow-hotplug wlan1
iface wlan1 inet dhcp
wpa-driver wext
wpa-conf /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

en este caso wlan0 será la interfaz que actue como punto de acceso con la IP stática 10.100.100.1/24 y que actuará como “gateway” para los clientes que se conecten a la Rpi. Las otras interfaces de red quedan configuradas como posibles interfaces para la conexión a internet según cual se usada. EN este caso podemos usar eth0, una tarjeta de red externa por USB o wlan1 a las que se le asignará una dirección dchp servida por el router al que se conecte la Rpi.

     3. Para añadir nuevas redes wifi (debajo de la que hemos configurado en el primer apartado) y que la Rpi sea lo más portable posible podemos añadir las que necesitemos en el archivo /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf con el siguiente formato:

network={
ssid="network 1"
psk="password to network 1"
id_str="w"
}

network={
ssid="network 2"
psk="password to network 2"
id_str="z"
}

Configurando DCHP y DNS para servir a los clientes que se conectan por wifi

  1. Vamos a usar “dsmasq” así que primero desactivamos el servidor dchp por defecto de Raspbian para la interfaz wlan0. Editar el archivo /etc/dhcpcd.conf y añadir la siguiente línea
denyinterfaces wlan0

     2. Vamos a hacer un backup de la actual configuración de dnsmasq antes de editar el archivo

sudo mv /etc/dnsmasq.conf /etc/dnsmasq.conf.orig

      3. Editamos el archivo /etc/dnsmasq.conf y añadimos lo siguiente cambiando los parámetros a nuestro gusto

dhcp-authoritative
interface=wlan0
listen-address=10.100.100.1
dhcp-range=10.100.100.50,10.100.100.150,12h
read-ethers
bogus-priv
domain-needed
dhcp-option=option:dns-server,10.200.200.1

El parámetro dhcp-range determina el rango de IPs de los clientes que se conectan a la Rpi, así que modifica según tus necesidades. Importante que el parámetro dns-server sea igual al del  VPN Server (Gateway) que hemos configurado anteriormente.

Configurando Iptables para crear las reglas NAT y de redireccionamiento necesarias

Aquí lo recomendable sería añadir algunas reglas más que nos puedan interesar, eso lo dejo a cargo del lector.

sudo iptables -t nat -A POSTROUTING -o wg0 -j MASQUERADE
sudo iptables -A FORWARD -i wlan0 -o wg0 -j ACCEPT
sudo iptables -A FORWARD -i wg0 -o wlan0 -m state --state RELATED,ESTABLISHED -j ACCEPT

Guardamos las reglas para que sean persistentes

sudo iptables-legacy-save

Arrancar la red y servicios

  1. Si tenemos otra tarjeta de red
sudo ifup wlan0

     2. Arrancando los servicios dnsmasq y hostapd

sudo service dnsmasq start
sudo systemctl unmask hostapd
sudo service hostapd start
sudo update-rc.d hostapd enable

     3. Arrancar el servicio Wireguard al inicio

sudo systemctl enable Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.

     4. Reiniciar la RPi

sudo reboot

Conectándonos a la red con distintos dispositivos y haciendo comprobaciones

  1. Conectarse a la red que hemos creado desde el PC y comprobar nuestra ip externa.
curl ip.stigok.com

También lo podemos hacer a través del navegador a través de distintos servicios web específicos para el caso

     2. Opcionalmente para comprobar las DNS podemos instalar el paquete dnsutils y para comprobamos

apt install dnsutils

nslookup www.startpage.com. 10.200.200.1

los resultados serian algo así según la ip que hayamos configurado en el servidor DNS:

Server: 10.200.200.1
Address: 10.200.200.1#53

Non-authoritative answer:
www.startpage.com canonical name = startpage.com.
Name: startpage.com
Address: 37.0.87.23

     3. Comprobar si se quiere si tenemos filtración por DNS en sitios como por ejemplo dnsleaktest.com

 

Fuente: lignux

 

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