科学上网指南(10)——wireguard

wireguard 是一款新颖、简单、快速的vpn，所谓点对点通讯的vpn。

它的特点是：

• 采用最新的加密技术

  • 对称加密采用 ChaCha20 ,身份认证采用 Poly1305, 采用 RFC7539 AEAD 头数据构造
  • 密钥交换协议采用 椭圆曲线 Curve25519
  • 哈希表采用 BLAKE2s （RFC7693）
  • 密钥签名采用 SipHash24
  • 密钥生成采用HKDF （ RFC5869）

总而言之，多年不做加密，我这个曾经入选国家保密专家委员会候选人的博士，已经成为“砖家”了。

• 采用非对称加密方式交换数据。
• 跨平台
• 速度极快
• 直接运行在linux内核，因此性能优于openVPN等应用层的vpn。
• 采用点对点认证，udp无状态通讯。如果没有通讯，客户端和服务器都保持静默。如果客户端发出的数据不对，服务器直接丢弃，并不给予任何回应。

为了在linux上配置wireguard,需要独立服务器或者kvm虚拟机。openVS不行，因为wireguard要进入内核，而openVS共享内核，所以无法获得操作权限。

KVM略微贵一点，大概一年20美元可以搞定。考虑到我加一次油也不止20美元，所以这点钱还是值得的。当然，如果你有独立服务器，就可以随便折腾。声明一句，最好买哪种可以无限次数安装系统的vps，否则很容易把系统折腾死。

以下默认root 权限。

1. 安装

   add-apt-repository ppa:wireguard/wireguard
   apt-get update
   apt-get install wireguard-dkms wireguard-tools linux-headers-$(uname -r)
   

2. 生成服务器和客户端密钥

   cd /etc/wireguard/
   umask 077
   wg genkey | tee server_private_key | wg pubkey > server_public_key
   wg genkey | tee client_private_key | wg pubkey > client_public_key
   

3. 创建服务器端配置文件
   在 /etc/wireguard/ 下创建wg0.conf文件。

   [Interface]
   Address = 10.200.200.1/24
   SaveConfig = true
   PrivateKey = 服务器的私钥
   ListenPort = 51820
   
   [Peer]
   PublicKey = 客户端的公钥
   AllowedIPs = 10.200.200.2/32
   

   wg0.conf对应一个叫wg0的虚拟网卡。
   AllowedIPs = 10.200.200.2/32 指定客户端用这个地址，附加公钥认证通过的客户才可以通讯。
   ListenPort = 51820 是服务器端的监听端口，可以修改为别的端口。有人甚至写了一个脚本，随机改变端口，避免端口扫描程序识别wireguard通讯。

4. 客户端配置文件
   如果客户端是Linux，配置方式基本和服务器一样。

   采用windows客户的人，可以下载tunsafe客户端。这个客户端是曾经开发μTorrent的ludde，为了tunsafe不开源的问题，他与wireguard的开发者有过好一番争执。不过最近，tunsafe已经开源了，在git上。

   Anyway，下载tunsafe, 安装虚拟网卡。运行界面如下：
   

   点击 edit config，配置客户端：

   [Interface]
   Address = 10.200.200.2/32
   PrivateKey = 客户端的私钥
   DNS = 10.200.200.1
   
   [Peer]
   PublicKey = 服务器的公钥
   Endpoint = 服务器的物理ip地址:51820
   AllowedIPs = 0.0.0.0/0
   PersistentKeepalive = 21
   

   说明，客户端和服务器端主要的差别在于，客户端的PrivateKey对应服务器端[peer]的PublicKey，服务器端的私钥则对应客户端的[peer]里的公钥。

   Endpoint = 服务器的物理ip:51820 要用vps实际的ip和端口替换。
   AllowedIPs = 0.0.0.0/0 表示所有通讯都通过vpn转发。

5. 启动虚拟网卡wg0

   chown -v root:root /etc/wireguard/wg0.conf
   chmod -v 600 /etc/wireguard/wg0.conf
   wg-quick up wg0
   systemctl enable wg-quick@wg0.service 
   

6. 允许ip转发
   修改/etc/sysctl.conf，取消注释

   net.ipv4.ip_forward=1
   

   然后，重启系统或者直接用如下操作:

   sysctl -p
   echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
   

7. 修改防火墙规则

   iptables -A INPUT -m conntrack --ctstate RELATED,ESTABLISHED -j ACCEPT
   iptables -A FORWARD -m conntrack --ctstate RELATED,ESTABLISHED -j ACCEPT
   iptables -A INPUT -p udp -m udp --dport 51820 -m conntrack --ctstate NEW -j ACCEPT
   iptables -A INPUT -s 10.200.200.0/24 -p tcp -m tcp --dport 53 -m conntrack --ctstate NEW -j ACCEPT
   iptables -A INPUT -s 10.200.200.0/24 -p udp -m udp --dport 53 -m conntrack --ctstate NEW -j ACCEPT
   iptables -A FORWARD -i wg0 -o wg0 -m conntrack --ctstate NEW -j ACCEPT
   iptables -t nat -A POSTROUTING -s 10.200.200.0/24 -o eth0 -j MASQUERADE
   

   将规则保存起来：

   apt-get install iptables-persistent
   systemctl enable netfilter-persistent
   netfilter-persistent save
   

8. 配置dns服务器。
   最近有研究指出，中国移动大概屏蔽了40%的dns请求。如果使用公共dns，显然面临投毒、插入广告、被指向钓鱼网站等风险。即使什么风险也没有，dns泄漏也会暴露你的ip，让你的匿名性受到损害。
   所以，最好在vps上配置dns服务器，让所有通过wireguard的dns查询请求，都隐藏在vps后面。

   下面是安装unbound服务器的简单方式:

   apt-get install unbound unbound-host
   curl -o /var/lib/unbound/root.hints https://www.internic.net/domain/named.cache
   

   安装unbound和根服务器缓存。

   配置/etc/unbound/unbound.conf

   server:
   
   

num-threads: 4

#允许日志
verbosity: 1

#根服务器列表
root-hints: "/var/lib/unbound/root.hints"

#DNSSEC的根密钥文件
auto-trust-anchor-file: "/var/lib/unbound/root.key"

#允许查询任意网站的dns
interface: 0.0.0.0
max-udp-size: 3072

#仅允许本机和10.200.200.0/24段ip访问
access-control: 0.0.0.0/0 refuse
access-control: 127.0.0.1 allow
access-control: 10.200.200.0/24 allow

#不进入公共dns服务器列表
private-address: 10.200.200.0/24

#隐藏信息
hide-identity: yes
hide-version: yes

#强制DNSSEC
harden-glue: yes
harden-dnssec-stripped: yes
harden-referral-path: yes

#Add an unwanted reply threshold to clean the cache and avoid when possible a DNS Poisoning
unwanted-reply-threshold: 10000000

#验证地址，记录dns投毒事件（Have the validator print validation failures to the log.）
val-log-level: 1

#Minimum lifetime of cache entries in seconds
cache-min-ttl: 1800

#Maximum lifetime of cached entries
cache-max-ttl: 14400
prefetch: yes
prefetch-key: yes

配置服务。

chown -R unbound:unbound /var/lib/unbound
systemctl enable unbound

好了，启动服务器。
然后联通客户端。如果配置不错，应该可以上网了。

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