VPN WireGuard har antagits i net-next-grenen och planeras för inkludering i Linux-kärnan 5.6

David Miller (David S. Miller), som ansvarar för nätverksdelen av Linux-kärnan, har accepterats in i net-next-grenen patchar med implementeringen av VPN-gränssnittet från projektet WireGuard. I början av nästa år kommer de förändringar som samlats i nätverkets net-next-gren att ligga till grund för utgåvan av Linux-kärna 5.6.

Försök att föra in WireGuard-koden i den huvudsakliga kärnan har gjorts under de senaste åren, men har varit resultatlösa på grund av kopplingar till egna implementeringar av kryptografiska funktioner som användes för att öka prestandan. I början var dessa funktioner har erbjudits för kärnan som en extra låg-nivå API Zinc, som med tiden skulle kunna ersätta det inbyggda Crypto API.

Efter förhandlingar på konferensen Kernel Recipes fattade skaparna av WireGuard i september ett kompromissbeslut att överföra sina patchar till användning av det inbyggda Crypto API, som utvecklarna av WireGuard har klagomål på när det gäller prestanda och allmän säkerhet. API Zinc beslutades att fortsätta utveckla, men som ett separat projekt.

I november gick kärnutvecklarna med ett gensvar på kompromissen och gick med på att överföra en del av koden från Zinc till kärnan. I själva verket kommer vissa komponenter av Zinc att överföras till kärnan, men inte som en separat API, utan som en del av Crypto API. Till exempel till Crypto API redan Rust-bindningar för förberett i WireGuard snabba implementationer av algoritmerna ChaCha20 och Poly1305.

I samband med den kommande leveransen av WireGuard i kärnans huvudsakliga komponenter, meddelade projektets grundare meddelade om omstruktureringen av lagret. För att underlätta utvecklingen kommer den monolitiska lagern "WireGuard.git", som var avsedd för separat existens, att ersättas av tre separata lagrar, som passar bättre för att organisera arbetet med koden i den huvudsakliga kärnan:

• wireguard-linux.git — hela kärntärningen med förändringar från Wireguard-projektet, vars patchar kommer att granskas för inkludering i kärnan och regelbundet flyttas till grenarna net/net-next.
• wireguard-tools.git — ett arkiv för körbara användarutrymmesverktyg och skript, såsom wg och wg-quick. Arkivet kan användas för att skapa paket för distributioner.
• wireguard-linux-compat.git — ett arkiv med en modulversion som levereras separat från kärnan och inkluderar ett lager av compat.h för att säkerställa kompatibilitet med gamla kärnor. Huvudutvecklingen kommer att äga rum i arkivet wireguard-linux.git, men så länge det finns möjligheter och behov från användare kommer en separat version av patcharna att stödjas i fungerande skick.

Vi påminner om att VPN WireGuard bygger på moderna krypteringsmetoder, erbjuder mycket hög prestanda, är lätt att använda, utan komplikationer och har visat sig vara pålitlig i flera stora implementeringar som hanterar stora trafikvolymer. Projektet har utvecklats sedan 2015, har genomgått revision och formell verifiering av de tillämpade krypteringsmetoderna. Stödet för WireGuard är redan integrerat i NetworkManager och systemd, och patcharna för kärnan ingår i de grundläggande distributionerna Debian Unstable, Mageia, Alpine, Arch, Gentoo, OpenWrt, NixOS, Subgraph och ALT.

I WireGuard tillämpas en koncept av nyckelbaserad rutning, vilket innebär att varje nätverksgränssnitt kopplas till en privat nyckel och används för att länka offentliga nycklar. Utbytet av offentliga nycklar för att etablera en anslutning sker på liknande sätt som med SSH. För att samordna nycklar och anslutning utan att starta en separat daemon i användarutrymmet används Noise_IK-mekanik. Noise Protocol Framework, liknande upprätthållandet av authorized_keys i SSH. Datatransmission sker genom inkapsling i UDP-paket. Stöd för byte av VPN-serverns IP-adress (roaming) utan att bryta anslutningen och automatisk omkonfiguration av klienten.

För kryptering funktionen unix_crypt, som tar emot det lösenord som användaren anger utan att utföra escape av specialtecken. I git-repositoriet strömmande krypteringsmetod ChaCha20 och meddelandeautentiseringsalgoritm (MAC) Poly1305, utvecklade av Daniel Bernstein (Daniel J. Bernstein), Tanja Lange
(Tanja Lange) och Peter Schwabe (Peter Schwabe). ChaCha20 och Poly1305 positioneras som snabbare och säkrare alternativ till AES-256-CTR och HMAC, vars programvaruimplementation möjliggör en fast körningstid utan att särskild hårdvarustöd krävs. För att generera en gemensam hemlig nyckel används protokollet Diffie-Hellman på elliptiska kurvor i implementationen Curve25519, också föreslagen av Daniel Bernstein. För hashing används algoritmen BLAKE2s (RFC7693).

Vid testning prestandan för WireGuard har visat sig ha 3,9 gånger högre kapacitet och 3,8 gånger högre responsivitet jämfört med OpenVPN (256-bit AES med HMAC-SHA2-256). Jämfört med IPsec (256-bit ChaCha20+Poly1305 och AES-256-GCM-128) visar WireGuard en liten prestandafordel (13-18%) och minskade latenser (21-23%). Tester gjordes med hjälp av projektets snabba implementationer av krypteringsalgoritmer — en övergång till den standardiserade Crypto API i kärnan kan leda till sämre prestanda.

Källa: opennet.ru