隧道和加密协议

VPN 隧道由特定的协议建立，这些协议规定流量如何进行封装、加密和身份验证。不同协议适用于不同需求，需要在安全性、速度和兼容性之间取得平衡。

VPN 技术中的两大代表是 IPsec 和 SSL/TLS。了解它们各自的作用，有助于您认识到几乎所有遇到的 VPN 实际上是如何构建的。

IPsec（互联网协议安全）是一套在网络层（第 3 层）保护流量的协议。它可以对两个端点之间的每个数据包进行加密和身份验证，是大多数站点到站点 VPN 的基础。

由于 IPsec 工作在第 3 层，因此无论发送流量的应用是什么，它都能透明地保护所有流量，非常适合连接完整网络。

IPsec 使用多个组件：

• AH（身份验证标头）：提供完整性和身份验证，但不提供加密。
• ESP（封装安全载荷）：提供加密和完整性，是使用最广泛的组件。
• IKE（互联网密钥交换）：协商密钥并建立安全关联。

ESP 与 IKE 是常见组合，可以提供完整的机密性和完整性。

IPsec 有两种模式。传输模式只加密数据包载荷，保留原始 IP 标头，适用于主机到主机的连接。隧道模式会加密整个原始数据包，并将其封装到一个新数据包中。

站点到站点 VPN 使用隧道模式，因为它可以隐藏内部地址，并保护两个网关之间完整的原始数据包。

SSL/TLS（安全套接字层/传输层安全）VPN 在更高层保护流量，通常可以直接在网页浏览器或轻量级客户端中运行。TLS 就是用于保护 HTTPS 网站的同一协议。

SSL VPN 很适合客户端远程访问，因为它易于部署，可以轻松穿过防火墙和 NAT，并且除了浏览器外可能无需特殊软件。

二者各有所长：

• IPsec：非常适合站点到站点连接和完整网络访问，但可能难以应对 NAT 和防火墙，并且需要更多配置。
• SSL/TLS：非常适合客户端访问特定应用，对浏览器和防火墙都更加友好。

许多组织在办公室之间使用 IPsec，并为远程用户使用 SSL/TLS。

较新的协议在经典协议的基础上进行了改进。WireGuard 是一种现代、快速且轻量的协议，代码库较小，更易于审查，同时效率很高。

OpenVPN 是一种灵活且广泛使用的开源方案，基于 TLS 构建。移动设备通常偏好 IKEv2/IPsec，因为网络发生变化时（例如从 Wi-Fi 切换到蜂窝网络），它可以快速重新连接。

一些较旧的 VPN 协议如今并不安全，不应继续使用。PPTP（点对点隧道协议）存在已知漏洞，且加密机制已经失效。纯粹的 L2TP（第 2 层隧道协议）本身不提供加密，必须与 IPsec 搭配使用。

识别过时协议很重要：使用它们会造成虚假的安全感，同时让流量暴露在风险之中。

所有这些协议都依赖密码学。它们使用对称加密（一个共享密钥）处理大量数据，因为这种方式速度快；同时使用非对称加密（密钥对）和密钥交换算法，以安全地协商出该共享密钥。

强大且现代的密码算法以及正确的密钥交换，才是让隧道真正安全的关键；薄弱或过时的密码学会削弱设计完善的 VPN。

VPN 配置的核心是端点、密钥和允许的流量。下面这个简化片段展示了 WireGuard Peer 所使用的设置类型。

IPsec 使用 ESP 和 IKE 在第 3 层保护流量，并通过隧道模式实现站点到站点连接。SSL/TLS VPN 可保护客户端访问，并且对浏览器和防火墙都很友好。WireGuard、OpenVPN 和 IKEv2 等现代方案提升了速度和移动适应性，而应避免使用旧版的 PPTP。

测试您对 VPN 协议的掌握程度。

IPsec 使用AH、ESP 和 IKE 在网络层保护流量，并使用隧道模式实现站点到站点 VPN。SSL/TLS VPN 适合基于浏览器的客户端访问。现代协议包括 WireGuard、OpenVPN 和 IKEv2，而像PPTP 这样的不安全旧方案应当停止使用。