chiark / gitweb /
88dd48b6d20693c281dfd663a3d23cb7497d995e
[secnet.git] / README
1 secnet - flexible VPN software
2
3 * Copying
4
5 secnet is
6   Copyright 1995-2003 Stephen Early <steve@greenend.org.uk>
7   Copyright 2002-2014 Ian Jackson <ijackson@chiark.greenend.org.uk>
8   Copyright 1991      Massachusetts Institute of Technology
9   Copyright 1998      Ross Anderson, Eli Biham, Lars Knudsen
10   Copyright 1993      Colin Plumb
11   Copyright 1998      James H. Brown, Steve Reid
12   Copyright 2000      Vincent Rijmen, Antoon Bosselaers, Paulo Barreto
13   Copyright 2001      Saul Kravitz
14   Copyright 2004      Fabrice Bellard
15   Copyright 2002      Guido Draheim
16   Copyright 2005-2010 Free Software Foundation, Inc.
17   Copyright 1995-2001 Jonathan Amery
18   Copyright 1995-2003 Peter Benie
19   Copyright 2011      Richard Kettlewell
20   Copyright 2012      Matthew Vernon
21   Copyright 2013-2019 Mark Wooding
22   Copyright 1995-2013 Simon Tatham
23
24 secnet is distributed under the terms of the GNU General Public
25 License, version 3 or later.  Some individual files have more
26 permissive licences; where this is the case, it is documented in the
27 header comment for the files in question.
28
29 secnet is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
30 ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
31 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
32 for more details.
33
34 The file COPYING contains a copy of the GNU GPL v3.
35
36
37 * Introduction
38
39 secnet allows large virtual private networks to be constructed
40 spanning multiple separate sites.  It is designed for the case where a
41 private network connecting many hosts is 'hidden' behind a single
42 globally-routable IP address, but can also be applied in other
43 circumstances.  It communicates entirely using UDP, and works well
44 with gateways that implement network address translation.
45
46 If you are installing secnet to join an existing VPN, you should read
47 the 'INSTALL' file and your particular VPN's documentation now.  You
48 may need to refer back to this file for information on the netlink and
49 comm sections of the configuration file.
50
51 If you are thinking about setting up a new VPN of any size (from one
52 providing complete links between multiple sites to a simple
53 laptop-to-host link), read the section in this file on 'Creating a
54 VPN'.
55
56 * Mailing lists and bug reporting
57
58 There are two mailing lists associated with secnet: an 'announce' list
59 and a 'discuss' list.  Their addresses are:
60 http://www.chiark.greenend.org.uk/mailman/listinfo/secnet-announce
61 http://www.chiark.greenend.org.uk/mailman/listinfo/secnet-discuss
62
63 The -announce list receives one message per secnet release.  The
64 -discuss list is for general discussion, including help with
65 configuration, bug reports, feature requests, etc.
66
67 Bug reports should be sent to <steve@greenend.org.uk>; they will be
68 forwarded to the -discuss list by me.
69
70 * Creating a VPN
71
72 XXX TODO
73
74 * secnet configuration file format
75
76 By default secnet on linux reads /etc/secnet/secnet.conf.  The default
77 may be different on other platforms.
78
79 This file defines a dictionary (a mapping from keys to values) full of
80 configuration information for secnet.  Two keys must be defined in
81 this file for secnet to start.  One is "system", a dictionary
82 containing systemwide control parameters.  The other is "sites", a
83 list of all the sites that you intend to communicate with.
84
85 The configuration file has a very simple syntax; keys are defined as
86 follows:
87
88 key definition;
89 or
90 key = definition;
91
92 (the "=" is optional)
93
94 Keys must match the following regular expression:
95 [[:alpha:]_][[:alnum:]\-_]*
96
97 i.e. the first character must be an alpha or an underscore, and the
98 remaining characters may be alphanumeric, '-' or '_'.
99
100 Keys can be defined to be a comma-separated list of any of the
101 following types:
102
103   a boolean
104   a string, in quotes
105   a number, in decimal
106   a dictionary of definitions, enclosed in { }
107   a "closure", followed by arguments
108   a path to a key that already exists, to reference that definition
109
110 Note that dictionaries can be nested: a key in one dictionary can
111 refer to another dictionary. When secnet looks for a key in a
112 particular directory and can't find it, it looks in the dictionary's
113 lexical 'parents' in turn until it finds it (or fails to find it at
114 all and stops with an error).
115
116 Definitions can refer to previous definitions by naming them with a
117 path.  Paths are key1/key2/key3... (starting from wherever we find
118 key1, i.e. in the current dictionary or any of its parents), or
119 alternatively /key1/key2/key3... (to start from the root).
120 Definitions cannot refer to future definitions.
121
122 Example:
123
124 a=1;
125 b=2;
126 c={ d=3; e=a; };
127 f={ a=4; g=c; };
128
129 The following paths are valid:
130 a is 1
131 b is 2
132 c is a dictionary:
133  c/d is 3
134  c/e is 1
135 f is a dictionary:
136  f/a is 4
137  f/g is a dictionary:
138   f/g/d is 3
139   f/g/e is 1
140
141 Note that f/g/e is NOT 4.
142
143 Elements that are lists are inserted into lists in definitions, not
144 referenced by them (i.e. you can't have lists of lists).
145
146 Some closures may be followed by an argument list in ( ), and may
147 return any number of whatever type they like (including other
148 closures).  Some types of closure (typically those returned from
149 invokations of other closures) cannot be invoked.
150
151 closure { definitions } is short for closure({definitions}).
152
153 The main body of secnet, and all the additional modules, predefine
154 some keys in the root dictionary.  The main ones are:
155
156   yes, true, True, TRUE, on:   the boolean value True
157   no, false, False, FALSE, off: the boolean value False
158   makelist:   turns a dictionary (arg1) into a list of definitions
159               (ignoring the keys)
160   readfile:   reads a file (arg1) and returns it as a string
161   map:        applies the closure specified as arg1 to each of the
162               remaining elements in the list in turn.  Returns a list
163               made up of the outputs of the closure.
164
165 Keys defined by modules are described below, in the module
166 documentation.
167
168 Other configuration files can be included inline by writing "include
169 filename" at the start of a line.
170
171 After the configuration file is read, secnet looks for particular keys
172 in configuration space to tell it what to do:
173
174  system: a dictionary which can contain the following keys:
175    log (log closure): a destination for system messages
176    userid (string): the userid for secnet to run as once it drops privileges
177    pidfile (string): where to store its PID
178    
179  sites: a list of closures of type 'site', which define other tunnel
180         endpoints that secnet will attempt to communicate with
181
182 * secnet command line options
183
184 Usage: secnet [OPTION]...
185
186   -f, --silent, --quiet   suppress error messages
187   -w, --nowarnings        suppress warnings
188   -v, --verbose           output extra diagnostics
189   -c, --config=filename   specify a configuration file
190   -j, --just-check-config stop after reading configfile
191   -n, --nodetach          do not run in background
192   -d, --debug=item,...    set debug options
193       --help              display this help and exit
194       --version           output version information and exit
195
196 * base91s
197
198 secnet defines a variant of the base91 encoding `basE91', from
199  http://base91.sourceforge.net/
200
201 base91s is the same as baseE91 except that:
202  - in the encoded charset, `"' is replaced with `-'
203  - spaces, newlines etc. and other characters outside the charset
204     are not permitted (although in some places they may be ignored,
205     this is not guaranteed).
206
207 * secnet builtin modules
208
209 ** resolver
210
211 Defines:
212   adns (closure => resolver closure)
213
214 adns: dict argument
215   config (string): optional, a resolv.conf for ADNS to use
216
217 ** random
218
219 Defines:
220   randomsrc (closure => randomsrc closure)
221
222 randomsrc: string[,bool]
223   arg1: filename of random source
224   arg2: if True then source is blocking
225
226 ** udp
227
228 Defines:
229   udp (closure => comm closure)
230
231 udp: dict argument
232   address (string list): IPv6 or IPv4 addresses to listen and send on;
233    default is all local addresses
234   port (integer): UDP port to listen and send on; optional if you
235    don't need to have a stable address for your peers to talk to
236    (in which case your site ought probably to have `local-mobile true').
237   buffer (buffer closure): buffer for incoming packets
238   authbind (string): optional, path to authbind-helper program
239
240 ** polypath
241
242 Defines:
243   polypath (closure => comm closure)
244
245 polypath: dict argument
246   port (integer): UDP port to listen and send on
247   buffer (buffer closure): buffer for incoming packets
248   authbind (string): optional, path to authbind-helper program
249   max-interfaces (number): optional, max number of different interfaces to
250    use (also, maximum steady-state amount of packet multiplication);
251    interfaces marked with `@' do not count.
252   interfaces (string list): which interfaces to process; each entry is
253    optionally `!' or `+' or `@' followed by a glob pattern (which is
254    applied to a prospective interface using fnmatch with no flags).
255    `+' or nothing means to process normally. `!' means to ignore;
256    `@' means to use only in conjunction with dedicated-interface-addr.
257    If no list is specified, or the list ends with a `!' entry, a
258    default list is used/appended:
259    "!tun*","!tap*","!sl*","!userv*","!lo","@hippo*","*".
260    Patterns which do not start with `*' or an alphanumeric need to be
261    preceded by `!' or `+' or `@'.
262   monitor-command (string list): Program to use to monitor appearance
263    and disappearance of addresses on local network interfaces.  Should
264    produce lines of the form `+|-<ifname> 4|6 <addr>' where <addr> is
265    an address literal.  Each - line should relate to a previously
266    printed + line.  On startup, should produce a + line for each
267    currently existing address.  secnet does filtering so there is no
268    need to strip out tun interfaces, multicast addresses, and so on.
269    The command is run as the user secnet is started as (not the one
270    which secnet may drop privilege to due to the configured `userid').
271    The default depends on the operating system.
272   permit-loopback (boolean): Normally, loopback IPv6 and IPv4
273    addresses on local interfaces are disregarded, because such
274    interfaces are not interesting for communicating with distant
275    hosts.  Setting this option will ignore that check, which can be
276    useful for testing.  Setting this option also removes "!lo*" from
277    the default interface pattern list.
278
279 When using this comm, packets are sent out of every active interface
280 on the host (where possible).  It is important that interfaces created
281 by secnet itself are not included!  secnet's default filter list tries
282 to do this.
283
284 This comm only makes sense for sites which are mobile.  That is, the
285 site closures used with this comm should all have the `local-mobile'
286 parameter set to `true'.  When the local site site is not marked
287 mobile the address selection machinery might fixate on an unsuitable
288 address.
289
290 polypath takes site-specific informtion as passed to the `comm-info'
291 site closure parameter.  The entries understood in the dictionary
292 are:
293   dedicated-interface-addr (string): IPv4 or IPv6 address
294    literal.  Interfaces specified with `@' in `interfaces' will be
295    used for the corresponding site iff the interface local address
296    is this address.
297
298 For an interface to work with polypath, it must either have a suitable
299 default route, or be a point-to-point interface.  In the general case
300 this might mean that the host would have to have multiple default
301 routes.  However in practice the most useful configuration is two
302 interfaces being (1) wifi (2) mobile internet.
303
304 I have had success on Linux by using network-manager for wifi and
305 invoking ppp directly for mobile internet.  ppp sets up a
306 point-to-point link, and does not add a default route if there already
307 is one.  network-manager always sets up a default route.  The result
308 is that the wifi always has a default route (so is useable); ppp
309 (being a point-to-point link) does not need one.
310
311 The use of polypath requires that secnet be started with root
312 privilege, to make the setsockopt(,,SO_BINDTODEVICE,) calls.  If the
313 configuration specifies that secnet should drop privilege (see
314 `userid' above), secnet will keep a special process around for this
315 purpose; that process will handle local network interface changes but
316 does not deal with any packets, key exchange, etc.
317
318 polypath support is only available when secnet is built against an
319 IPv6-capable version of adns (because it wants features in the newer
320 adns).
321
322 ** log
323
324 Defines:
325   logfile (closure => log closure)
326   syslog (closure => log closure)
327
328 logfile: dict argument
329   filename (string): where to log to; default is stderr
330   prefix (string): added to messages [""]
331   class (string list): what type of messages to log
332     { "debug-config", M_DEBUG_CONFIG },
333     { "debug-phase", M_DEBUG_PHASE },
334     { "debug", M_DEBUG },
335     { "all-debug", M_DEBUG|M_DEBUG_PHASE|M_DEBUG_CONFIG },
336     { "info", M_INFO },
337     { "notice", M_NOTICE },
338     { "warning", M_WARNING },
339     { "error", M_ERROR },
340     { "security", M_SECURITY },
341     { "fatal", M_FATAL },
342     { "default", M_WARNING|M_ERROR|M_SECURITY|M_FATAL },
343     { "verbose", M_INFO|M_NOTICE|M_WARNING|M_ERROR|M_SECURITY|M_FATAL },
344     { "quiet", M_FATAL }
345
346 logfile will close and reopen its file upon receipt of SIGHUP.
347
348 syslog: dict argument
349   ident (string): include this string in every log message
350   facility (string): facility to log as
351     { "authpriv", LOG_AUTHPRIV },
352     { "cron", LOG_CRON },
353     { "daemon", LOG_DAEMON },
354     { "kern", LOG_KERN },
355     { "local0", LOG_LOCAL0 },
356     { "local1", LOG_LOCAL1 },
357     { "local2", LOG_LOCAL2 },
358     { "local3", LOG_LOCAL3 },
359     { "local4", LOG_LOCAL4 },
360     { "local5", LOG_LOCAL5 },
361     { "local6", LOG_LOCAL6 },
362     { "local7", LOG_LOCAL7 },
363     { "lpr", LOG_LPR },
364     { "mail", LOG_MAIL },
365     { "news", LOG_NEWS },
366     { "syslog", LOG_SYSLOG },
367     { "user", LOG_USER },
368     { "uucp", LOG_UUCP }
369
370 ** util
371
372 Defines:
373   sysbuffer (closure => buffer closure)
374
375 sysbuffer: integer[,dict]
376   arg1: buffer length
377   arg2: options:
378     lockdown (boolean): if True, mlock() the buffer
379
380 ** site
381
382 Defines:
383   site (closure => site closure)
384
385 site: dict argument
386   local-name (string): this site's name for itself
387   name (string): the name of the site's peer
388   link (netlink closure)
389   comm (one or more comm closures): if there is more than one, the
390    first one will be used for any key setups initiated by us using the
391    configured address.  Others are only used if our peer talks to
392    them.
393   resolver (resolver closure)
394   random (randomsrc closure)
395   local-key (rsaprivkey closure)
396   address (string list): optional, DNS name(s) used to find our peer;
397     address literals are supported too if enclosed in `[' `]'.
398   port (integer): mandatory if 'address' is specified: the port used
399     to contact our peer
400   key (rsapubkey closure): our peer's public key
401   transform (transform closure): how to mangle packets sent between sites
402   dh (dh closure)
403   hash (hash closure)
404   key-lifetime (integer): max lifetime of a session key, in ms
405     [one hour; mobile: 2 days]
406   setup-retries (integer): max number of times to transmit a key negotiation
407     packet [5; mobile: 30]
408   setup-timeout (integer): time between retransmissions of key negotiation
409     packets, in ms [2000; mobile: 1000]
410   wait-time (integer): after failed key setup, wait roughly this long
411     (in ms) before allowing another attempt [20000; mobile: 10000]
412     Actual wait time is randomly chosen between ~0.5x and ~1.5x this.
413   renegotiate-time (integer): if we see traffic on the link after this time
414     then renegotiate another session key immediately (in ms)
415     [half key-lifetime, or key-lifetime minus 5 mins (mobile: 12 hours),
416      whichever is longer].
417   keepalive (bool): if True then attempt always to keep a valid session key.
418     [false]
419   log-events (string list): types of events to log for this site
420     unexpected: unexpected key setup packets (may be late retransmissions)
421     setup-init: start of attempt to setup a session key
422     setup-timeout: failure of attempt to setup a session key, through timeout
423     activate-key: activation of a new session key
424     timeout-key: deletion of current session key through age
425     security: anything potentially suspicious
426     state-change: steps in the key setup protocol
427     packet-drop: whenever we throw away an outgoing packet
428     dump-packets: every key setup packet we see
429     errors: failure of name resolution, internal errors
430     peer-addrs: changes to sets of peer addresses (interesting for mobile peers)
431     all: everything (too much!)
432   mobile (bool): if True then peer is "mobile" ie we assume it may
433     change its apparent IP address and port number without either it
434     or us being aware of the change; so, we remember the last several
435     port/addr pairs we've seen and send packets to all of them
436     (subject to a timeout).  We maintain one set of addresses for key
437     setup exchanges, and another for data traffic. Two communicating
438     peers must not each regard the other as mobile, or all the traffic
439     in each direction will be triplicated (strictly, transmitted
440     mobile-peers-max times) and anyway two peers whose public contact
441     address may suddenly change couldn't communicate reliably because
442     their contact addresses might both change at once. [false]
443   mobile-peers-max (integer): Maximum number of peer port/addr pairs we
444     remember and send to.  Must be at least 1 and no more than 5.
445     [4 if any address is configured, otherwise 3]
446   static-peers-max (integer): Maximum number of peer port/addr pairs
447     we can try for a static site.  Must be at least 1 and no more
448     than 5.  [4 or 3, as above]
449   mobile-peer-expiry (integer): For "mobile" peers only, the length
450     of time (in seconds) for which we will keep sending to multiple
451     address/ports from which we have not seen incoming traffic. [120]
452   local-mobile (bool): if True then other peers have been told we are
453     "mobile".  This should be True iff the peers' site configurations
454     for us have "mobile True" (and if we find a site configuration for
455     ourselves in the config, we insist on this).  The effect is to
456     check that there are no links both ends of which are allegedly
457     mobile (which is not supported, so those links are ignored) and
458     to change some of the tuning parameter defaults. [false]
459   mtu-target (integer): Desired value of the inter-site MTU for this
460     peering.  This value will be advertised to the peer (which ought
461     to affect incoming packets), and if the peer advertises an MTU its
462     value will be combined with this setting to compute the inter-site
463     MTU.  (secnet will still accept packets which exceed the
464     (negotiated or assumed) inter-site MTU.)  Setting a lower
465     inter-site MTU can be used to try to restrict the sizes of the
466     packets sent over the underlying public network (e.g. to work
467     around network braindamage).  It is not normally useful to set a
468     larger value for mtu-target than the VPN's general MTU (which
469     should be reflected in the local private interface MTU, ie the mtu
470     parameter to netlink).  If this parameter is not set, or is set
471     to 0, the default is to use the local private link mtu.
472   comm-info (dict): Information for the comm, used when this site
473     wants to transmit.  If the comm does not support this, it is
474     ignored.
475
476 Links involving mobile peers have some different tuning parameter
477 default values, which are generally more aggressive about retrying key
478 setup but more relaxed about using old keys.  These are noted with
479 "mobile:", above, and apply whether the mobile peer is local or
480 remote.
481
482 ** transform-eax
483
484 Defines:
485    eax-serpent (closure => transform closure)
486
487 ** transform-cbcmac
488
489 Defines:
490   serpent256-cbc (closure => transform closure)
491
492 ** netlink
493
494 Defines:
495   null-netlink (closure => closure or netlink closure)
496
497 null-netlink: dict argument
498   name (string): name for netlink device, used in log messages
499   networks (string list): networks on the host side of the netlink device
500   remote-networks (string list): networks that may be claimed
501     by the remote site using this netlink device
502   local-address (string): IP address of host's tunnel interface
503   secnet-address (string): IP address of this netlink device
504   ptp-address (string): IP address of the other end of a point-to-point link
505   mtu (integer): MTU of host's tunnel interface
506
507 Only one of secnet-address or ptp-address may be specified.  If
508 point-to-point mode is in use then the "routes" option must also be
509 specified, and netlink returns a netlink closure that should be used
510 directly with the "link" option to the site closure.  If
511 point-to-point mode is not in use then netlink returns a closure that
512 may be invoked using a dict argument with the following keys to yield
513 a netlink closure:
514   routes (string list): networks reachable down the tunnel attached to
515     this instance of netlink
516   options (string list):
517     allow-route: allow packets coming from this tunnel to be routed to
518       other tunnels as well as the host (used for mobile devices like laptops)
519     soft: remove these routes from the host's routing table when
520       the tunnel link quality is zero
521   mtu (integer): MTU of host's tunnel interface
522
523 Netlink will dump its current routing table to the system/log on
524 receipt of SIGUSR1.
525
526 ** slip
527
528 Defines:
529   userv-ipif (closure => netlink closure)
530
531 userv-ipif: dict argument
532   userv-path (string): optional, where to find userv ["userv"]
533   service-user (string): optional, username for userv-ipif service ["root"]
534   service-name (string): optional, name of userv-ipif service ["ipif"]
535   buffer (buffer closure): buffer for assembly of host->secnet packets
536  plus generic netlink options, as for 'null-netlink'
537
538 ** tun
539
540 Defines:
541   tun (closure => netlink closure) [only on linux-2.4]
542   tun-old (closure => netlink closure)
543
544 tun: dict argument
545   flavour (string): optional, type of TUN interface to use
546     ("guess","linux","bsd","streams")
547   device (string): optional, path of TUN/TAP device file ["/dev/net/tun"]
548   interface (string): optional, name of tunnel network interface
549   ifconfig-path (string): optional, path to ifconfig command
550   route-path (string): optional, path to route command
551   ifconfig-type (string): optional, how to perform ifconfig
552   route-type (string): optional, how to add and remove routes
553    types are: "guess", "ioctl", "bsd", "linux", "solaris-2.5"
554   buffer (buffer closure): buffer for host->secnet packets
555  plus generic netlink options, as for 'null-netlink'
556
557 I recommend you don't specify the 'interface' option unless you're
558 doing something that requires the interface name to be constant.
559
560 ** privcache
561
562 Cache of dynamically loaded private keys.
563
564 Defines:
565   priv-cache (closure => privcache closure)
566
567 priv-cache: dict argument
568   privkeys (string): path prefix for private keys.  Each key is
569     looked for at this path prefix followed by the 10-character 
570     hex key id.
571   privcache-size (integer): optional, maximum number of private
572     keys to retain at once. [5]
573   privkey-max (integer): optional, maximum size of private key
574     file in bytes. [4095]
575
576 ** rsa
577
578 Defines:
579   sigscheme algorithm 00 "rsa1"
580   rsa-private (closure => rsaprivkey closure)
581   rsa-public (closure => rsapubkey closure)
582
583 rsa1 sigscheme algorithm:
584   private key: SSH private key file, version 1, no password
585   public key: SSH public key file, version 1
586     (length, restrictions, email, etc., ignored)
587
588 rsa-private: string[,bool]
589   arg1: filename of SSH private key file (version 1, no password)
590   arg2: whether to check that the key is usable [default True]
591
592 rsa-public: string,string
593   arg1: encryption key (decimal)
594   arg2: modulus (decimal)
595
596 ** dh
597
598 Defines:
599   diffie-hellman (closure => dh closure)
600
601 diffie-hellman: string,string[,bool]
602   arg1: modulus (hex)
603   arg2: generator (hex)
604   arg3: whether to check that the modulus is prime [default True]
605
606 ** md5
607
608 Defines:
609   md5 (hash closure)
610
611 ** sha1
612
613 Defines:
614   sha1 (hash closure)
615
616 ** conffile
617
618 Defines:
619   makelist (dictionary => list of definitions)
620   readfile (string => string)
621   map (closure,list => list)
622
623 makelist: dictionary
624   returns a list consisting of the definitions in the dictionary. The keys
625   are discarded.
626
627 readfile: string
628   reads the named file and returns its contents as a string
629
630 map:
631   applies the closure specified as arg1 to each of the elements in the list.
632   Returns a list made up of the outputs of the closure.