Was ist WireGuard? Von der StageVPN-App verwendete VPN-Protokolle 8 Fragen und 8 Antworten

F. Was ist WireGuard, wer hat es erstellt und warum?

WireGuard ist ein VPN-Protokoll und eine VPN-Implementierung, die von Jason A. Donenfeld entwickelt und 2017 veröffentlicht wurde. Ziel war es, die Anzahl der Konfigurationselemente zu reduzieren, die Verschlüsselungsmethode auf eins zu beschränken und sie auf eine Größe zu bringen, in der Experten den gesamten Code lesen und überprüfen können.

Das VPN-Protokoll besteht aus einer Reihe von Regeln für Geräte und Server, um sich gegenseitig zu identifizieren, Verschlüsselungsschlüssel auszutauschen sowie Daten zu verpacken und auszutauschen. Bestehende Protokolle verfügen über viele Optionen und Verhandlungsschritte zur Anpassung an verschiedene Umgebungen. Mehr Optionen führen zu größerem Code. Auch die Möglichkeit, aufgrund von Konfigurationsfehlern eine schwache Konfiguration zu erstellen, steigt. WireGuard verfolgte den gegenteiligen Ansatz. Wir haben die Auswahlmöglichkeiten reduziert und den Code kürzer gemacht.

Die Codegröße hängt von der Implementierung und dem Timing ab. „ca. 4.000 Leitungen“ sollte also nicht als exakter aktueller Wert gelesen werden, sondern als „eine Größenordnung kleiner als bei anderen VPN-Implementierungen“. Die StageVPN-App nutzt diese WireGuard-Implementierung auf iPhone·iPad und Android. StageVPN für Chrome, eine Chrome-Erweiterung, ist ein HTTPS-Proxy und nicht WireGuard. Der Unterschied zwischen den beiden Methoden ist Browser-VPN vs. App-VPNEs ist bedeckt

F. In welcher Reihenfolge werden WireGuard-Verbindungen hergestellt?

Eine Verbindung wird mit einem Handshake zweier Nachrichten, einem Roundtrip, hergestellt. Wenn der Initiator eine Startnachricht sendet und der Antwortende eine Antwortnachricht zurücksendet, berechnen beide Seiten denselben Sitzungsschlüssel und tauschen sofort Daten aus.

Ein Handshake ist ein Prozess, bei dem sich zwei Parteien gegenseitig identifizieren und vor Beginn der Kommunikation einen Verschlüsselungsschlüssel vereinbaren. Der Handshake von WireGuard folgt dem IK-Muster des Noise-Frameworks. Das IK-Muster erfordert, dass der Initiator den öffentlichen Schlüssel des Antwortenden im Voraus kennt. Die StageVPN-App erfüllt diese Bedingung, da sie in der VPN-Konfiguration den öffentlichen Schlüssel des Servers erhält, zu dem eine Verbindung hergestellt werden soll.

Der Zeitstempel in der Startnachricht verhindert Replay-Angriffe. Ein Replay-Angriff ist ein Angriff, bei dem ein Angreifer eine normale Nachricht aufzeichnet und sie später erneut sendet. Der Server verwirft eine Nachricht, wenn der Zeitstempel älter ist als ein vorheriger Versand vom selben Gerät.

Der erste MAC kann durch Kenntnis des öffentlichen Schlüssels des Servers erstellt werden. Daher antwortet der Server nicht auf Pakete, die von Scannern gesendet werden, die den öffentlichen Schlüssel des Servers nicht kennen. Von außen ist es schwer zu erkennen, ob sich an diesem Port ein VPN-Server befindet. Wenn der Server überlastet ist, wird zunächst eine Cookie-Antwort gesendet, bevor umfangreiche Berechnungen durchgeführt werden. Dabei handelt es sich um ein Gerät, das nur Anfragen verarbeitet, deren Quelladresse als echt bestätigt wurde, und so Angriffe verhindert, die den Server mit gefälschten Adressen beschäftigen.

F. Welche Verschlüsselungstechnik verwendet WireGuard?

Legen Sie für jede Rolle nur eine Kryptografiemethode fest und verwenden Sie diese ohne Verhandlung. Wenn bei einer Technik ein Problem festgestellt wird, ändern wir die Protokollversion, anstatt Optionen hinzuzufügen, sodass alle Implementierungen zusammen verschoben werden.

Der vollständige Name des Handshakes lautet laut offizieller Dokumentation Noise_IKpsk2_25519_ChaChaPoly_BLAKE2s. Der Name ist Programm. IK steht für Handshake-Muster, psk2 steht für optionalen Pre-Shared Key, 25519 steht für Schlüsselaustauschkurve, ChaChaPoly steht für Datenverschlüsselung und BLAKE2s steht für Hash.

Es ist wichtig zu beachten, dass es keine Verhandlungsphase gibt. In Protokollen, die Verschlüsselungslisten austauschen, wie etwa TLS oder IKEv2, wurden Downgrade-Angriffe untersucht, um Angreifer dazu zu verleiten, schwache Verschlüsselungen auszuwählen. WireGuard verfügt nicht über eine eigene Liste zur Auswahl. Daher ist die Feststellung eines solchen Angriffs sinnlos.

psk2 oder Pre-Shared Key ist eine optionale Funktion. Durch das Hinzufügen einer Schicht symmetrischer Schlüssel zusätzlich zur Public-Key-Kryptografie ist dies ein zusätzlicher Schutz zum Schutz von Kommunikationsinhalten, selbst wenn ein zukünftiger Quantencomputer Curve25519 durchbricht. Dies ist eine optionale Funktion, daher variiert die Verfügbarkeit je nach Dienst. StageVPN bietet keine quantenresistente Verschlüsselung als angebotene Funktion an.

Die Sicherheit des Designs wurde mehrfach wissenschaftlich überprüft. Das WireGuard-Projekt sammelt auf seiner offiziellen Website formelle Verifizierungsforschung, einschließlich symbolischer Verifizierung mit dem Tamarin-Beweis und rechnerischer Beweise mit CryptoVerif. Allerdings ist die formale Verifizierung ein Beweis für den Protokollentwurf. Wir übernehmen keine Garantie für die Implementierungsqualität oder den Serverbetrieb jeder App. Daher ist es weiterhin notwendig, die App auf dem neuesten Stand zu halten und die Protokollierungsrichtlinien des Betreibers zu überprüfen.

F. Wie oft ändern sich Sitzungsschlüssel?

Sitzungsschlüssel werden etwa alle zwei Minuten durch einen neuen Handshake ersetzt. Der Austausch erfolgt während der Kommunikation mit dem vorhandenen Schlüssel, sodass der Benutzer keine Störung bemerkt.

Der Grund, warum Sie häufig Schlüssel ändern, liegt in der Vorwärtssicherheit. Bei der Vorwärtssicherheit handelt es sich um eine Eigenschaft, die verhindert, dass die Kommunikationsinhalte einer bereits beendeten Sitzung freigegeben werden, selbst wenn der langfristige private Schlüssel des Geräts später offengelegt wird. WireGuard erstellt für jeden Handshake einen neuen temporären Schlüssel und löscht alle verwendeten Schlüssel aus dem Speicher. Selbst wenn ein einzelner Sitzungsschlüssel durchsickern würde, wären die Auswirkungen auf die wenigen Minuten beschränkt, in denen der Schlüssel verwendet wurde.

Es gibt auch Regeln für Handshake-Versuche. Erfolgt keine Antwort, versucht es alle 5 Sekunden erneut (REKEY_TIMEOUT). Wenn 90 Sekunden lang (REKEY_ATTEMPT_TIME) keine Antwort erfolgt, wird der Versuch abgebrochen. Wenn innerhalb von 10 Sekunden (KEEPALIVE_TIMEOUT) nach dem Empfang der Daten keine Daten zum Senden vorhanden sind, wird ein leeres Keepalive-Paket gesendet, damit die andere Partei die Antwort bestätigen kann.

WireGuard ist so konzipiert, dass kein Handshake durchgeführt wird, wenn keine Daten zu senden sind. Geräte hinter Routern oder Trägergeräten (NAT) verwenden jedoch häufig eine Einstellung (PersistentKeepalive), die in regelmäßigen Abständen leere Pakete sendet, um zu verhindern, dass Verbindungsinformationen gelöscht werden. Offizielle Richtlinien empfehlen ein Intervall von 25 Sekunden. Auch die VPN-Konfiguration der StageVPN-App nutzt standardmäßig 25 Sekunden (Stand September 2026).

F. Wie unterscheidet sich WireGuard von OpenVPN und IKEv2/IPsec?

WireGuard ist ein Protokoll, das Optionen und Code reduziert. OpenVPN und IKEv2/IPsec sind Protokolle mit vielen Verhandlungen und Optionen für verschiedene Umgebungen.

Die obige Abbildung zeigt die Unterschiede in der Codegröße, der Übertragungsmethode und der Methode zur Passwortverhandlung. Die folgende Tabelle fasst die verbleibenden Unterschiede zusammen, die in der Abbildung nicht dargestellt sind. Alle drei sind derzeit weit verbreitet, aber ihre Designphilosophien sind unterschiedlich und nicht eine davon ist bedingungslos überlegen.

Die Geschwindigkeit wird nicht allein durch das Protokoll bestimmt. Dabei spielen die Entfernung zum Server, die Qualität der lokalen Leitung, die Serverüberlastung und die Geräteleistung eine Rolle. WireGuard verfügt über einfache Verfahren und leichte kryptografische Operationen und ist daher unter gleichen Bedingungen oft schnell. Das heißt nicht, dass es immer schnell ist. Wenn die wahrgenommene Geschwindigkeit niedrig ist, sollten Sie zunächst auf einen Server in der Nähe wechseln und vergleichen.

F. Was ist „Verschlüsselungsschlüssel-Routing“, bei dem der öffentliche Schlüssel zur Adresse wird?

Das Routing des Verschlüsselungsschlüssels ist eine Methode, die den öffentlichen Schlüssel der anderen Partei und den IP-Adressbereich (AllowedIPs), den die andere Partei verwenden kann, bündelt und dieses Bündel verwendet, um sowohl beim Senden als auch beim Empfangen von Paketen zu bestimmen. Bestimmen Sie beim Senden, welcher öffentliche Schlüssel mit der Zieladresse verschlüsselt werden soll, und prüfen Sie beim Empfang, ob der öffentliche Schlüssel, der erfolgreich entschlüsselt wurde, für die Verwendung der Quelladresse geeignet ist.

Diese Struktur hat zwei Vorteile: Erstens erkennt der Server Pakete von einer Tunnel-IP nur dann als echt, wenn sie mit dem an diese IP gebundenen öffentlichen Schlüssel entschlüsselt werden. Selbst wenn ein anderes Gerät die Tunnel-IP imitiert, kann diese nicht entschlüsselt werden und das Paket wird verworfen. Zweitens werden Firewall- und Passwortregeln zu einem zusammengefasst. Administratoren müssen nur eine Zeile pflegen: „Dieser öffentliche Schlüssel ist dieser Adressbereich.“

Wenn Sie AllowedIPs auf dem Benutzergerät auf 0.0.0.0/0 und ::/0 setzen, wird die gesamte IPv4- und IPv6-Kommunikation zu einem vollständigen Tunnel zu einem Server. Die StageVPN-App verwendet diese Methode. Die wichtigsten Elemente der WireGuard-Konfiguration, die die App vom Server erhält, sind unten aufgeführt.

MTU ist die maximale Größe von Paketen, die gleichzeitig gesendet werden können. WireGuard verschlüsselt das Originalpaket und fügt es wieder in ein UDP-Paket ein, wobei die Größe um den Header erhöht wird. Daher muss die MTU im Tunnel kleiner eingestellt werden als die MTU in der Leitung, um zu verhindern, dass Pakete fragmentiert oder verworfen werden. Welche und wie viele Zugriffsaufzeichnungen werden aufbewahrt? Hinweis zur Speicherung von ZugriffsdatensätzenEs ist für die Öffentlichkeit zugänglich.

F. Wenn WireGuard stark ist, ist meine gesamte Internetnutzung dann sicher?

NEIN. Der Abschnitt, den WireGuard schützt, reicht von Ihrem Gerät bis zum VPN-Server. Die darüber hinausgehende Sicherheit wird durch das HTTPS der Site und die Protokollierungsrichtlinie des Betreibers bestimmt.

In den beiden linken Bildabschnitten ist es für andere Nutzer öffentlicher WLANs, den WLAN-Betreiber und den Netzbetreiber schwierig, den Inhalt und das Ziel der Kommunikation zu erkennen. Nachdem Sie den VPN-Server verlassen haben, ist es wie beim normalen Internet. Auch hier ist es wichtig, ob es sich bei der Adresse um eine Website handelt, die mit https:// beginnt. Risiken außerhalb des Protokolls müssen gesondert vorbereitet werden.

• Abschnitt nach VPN-Server: Sites, die kein HTTPS verwenden, werden vom VPN-Server zur Site nicht verschlüsselt.
• Vertrauen Sie den Betreibern: Aufgrund seiner Struktur kennt der WireGuard-Server den öffentlichen Schlüssel, die Tunnel-IP und die letzte Zugriffsadresse jedes Geräts. Hier können Sie auch die Ziel-IP Ihrer Verbindung sehen. Gemäß dem Communications Secrets Protection Act löscht StageVPN Zugriffsdatensätze automatisch nach 93 Tagen und zeichnet keine Kommunikationsinhalte auf. Der Grund ist Warum legen wir unsere Richtlinie zur Aufbewahrung von Zugriffsdaten offen?erklärt.
• Bedrohungen in Ihrem Gerät: Schädliche Apps oder Phishing-Seiten sind Probleme, die innerhalb des Tunnels, also auf Ihrem Gerät, auftreten. Das Protokoll hält es nicht auf. Die Aufteilung ist Was VPNs verhindern und was nicht verhindern könnenBitte beachten Sie .
• Der Moment, in dem die Verbindung verloren geht: Während die Tunnelverbindung getrennt ist, kann die Kommunikation über den normalen Weg erfolgen. Überprüfen Sie den Verbindungsstatus der App, bevor Sie vertrauliche Vorgänge ausführen. Gewohnheiten in öffentlichen Netzwerken Sicherheitsregeln für öffentliches WLANIch habe es organisiert.
• DNS und IPv6: Wenn eine andere VPN-App oder die separaten DNS-Einstellungen Ihres Geräts die Route ändern, verlassen Abfragen möglicherweise den Tunnel. So überprüfen Sie Leitfaden zu DNS-Lecks und WebRTC-LecksEs ist drin

Wenn Sie zum ersten Mal eine Verbindung herstellen, werden Sie vom iPhone aufgefordert, eine VPN-Konfiguration hinzuzufügen, und Android fordert Sie auf, die VPN-Verbindungsanfrage zuzulassen. Sie müssen dies zulassen, damit Apps WireGuard-Tunnel erstellen können. Nach Gerät sortieren Erste Schritte auf dem iPhone/iPadUnd Erste Schritte mit Androidund der Umfang der Bereitstellung ist Merkmale und Umfang des AngebotsSie können es hier überprüfen.

F. Warum bleibt die Verbindung auch beim Wechsel von WLAN zu LTE bestehen?

Dies liegt daran, dass WireGuard Geräte anhand ihrer öffentlichen Schlüssel und nicht anhand ihrer IP-Adressen identifiziert. Selbst wenn sich das Netzwerk und die IP ändern, merkt sich der Server die Adresse, an der das entschlüsselte Paket zuletzt angekommen ist, und antwortet mit dieser Adresse.

Dieses Verhalten wird Roaming genannt. Smartphones wechseln unterwegs mehrmals täglich zwischen Heim-WLAN, Café-WLAN und LTE/5G. Wenn die VPN-Verbindung jedes Mal wieder von vorne hergestellt wird, wird es einen Moment geben, in dem die Nachrichtenübermittlung und das Streaming eingestellt werden. WireGuard behandelt diesen Übergang als Standardverhalten des Protokolls. Es sind keine gesonderten Einstellungen erforderlich.

WireGuard verwendet nur UDP. UDP ist ein leichtes Übertragungsverfahren, das keinen Verbindungsaufbauvorgang erfordert. Es überschneidet sich nicht mit der Neuübertragungssteuerung der TCP-Kommunikation, die innerhalb des Tunnels hin und her geht. Es gibt ein bekanntes Problem, dass, wenn TCP über TCP geschichtet ist, bei einem Verlust beide Schichten gleichzeitig erneut übertragen und die Geschwindigkeit erheblich abnimmt. WireGuard vermeidet dieses Problem architektonisch.

In der Zwischenzeit zeichnet StageVPN die IP-Adresse, von der aus das Gerät auf den VPN-Server zugegriffen hat, bei einer Änderung als einen der gesetzlich vorgeschriebenen Verbindungsdatensätze auf. Die Tatsache, dass Roaming stattfindet, bedeutet, dass es auf dem Server verbleibt.