trickster-vpn/article/article_draft.md

# Разбираемся с WireGuard и делаем свой умный VPN
![](1.png)


Сейчас в РФ сложилась забавная ситуация: с одной стороны, РКН блокирует довольно много сайтов, к которым иногда нужен доступ, а с другой стороны, из-за DDOS-атак многие крупные компании ограничили доступность своих сайтов из-за границы: например, pochta.ru, leroymerlin.ru, rt.ru, avito.ru, не открываются через VPN.  
Получается мем:  
![](2.jpg)

Каждый с этим борется как может. Например, на устройствах Apple [родными средствами](https://superg.ru/kak-nastroit-avtomaticheskoe-vklyuchenie-vpn-na-iphone/) можно настроить автоматизацию, которая будет запускать VPN при открытии определенных приложений (например, твиттера), а при выходе из них — выключать обратно. Но это костыль, а хочется все сделать красиво, да еще и поднять навык по работе с сетью.

Поэтому мы сейчас займемся тем, что будем "включать чуть-чуть VPN".


>Примечание душнилы: я прекрасно понимаю, что при таком использовании это скорее прокси, а не VPN, но с языком ничего не поделать — если все называют программы для обхода блокировок VPN, то лучшее, что можно тут сделать — постараться привыкнуть и получать удовольствие.  

Заодно чуть улучшим качество связи с локальными ресурсами: необходимость таскать трафик сначала до VPN вне страны, а потом обратно до сервера внутри ее драматично сказывается если не на скорости, то на задержке точно: даже на проводном интернете пинг в 4мс до яндекса легко превращается в 190мс, а на мобильном интернете — из 80мс в 240мс. Дополнительный хоп чуть ухудшит ситуацию, но далеко не так драматично.

Делать мы это будем на основе WireGuard — это относительно новая (разрабатывается с 2016 года в отличии от OpenVPN и IPsec — первый это двухтысячные, а второй еще раньше) технология VPN, которая была создана, по сути, одним человеком — zx2c4, которого в миру зовут Джейсоном Доненфельдом. Плюсы WG — скорость (особенно для Linux, где он может работать как модуль ядра начиная с Kernel 5.6, и Windows, где модуль для ядра выпустили порядка недели назад), низкие задержки, современная криптография и простая настройка и использование конечным юзером.  
Ах да, еще UDP. UDP для туннелей это хорошо, потому что у TCP уже есть механизмы, которые позволяют ему работать на неидеальных соединениях, а UDP представляет из себя именно такое соединение. А когда вы засовываете TCP в TCP, то отказываетесь от большей части этих механизмов (инкапсулированный TCP-пакет будет гарантированно доставлен другой стороне, хотя протокол допускает недоставку), но все еще несете весь оверхед вида "хендшейк соединения для отправки хендшейка".  
Не говоря уж о том, что инкапсулировать UDP в TCP — ничуть не лучшая идея, потому что сразу рушит все предположения всяких скайпов о том, что лучше пропустить пару пакетов, чем уменьшить задержку: каждый UDP пакет в этом случае будет принудительно перепослан и доставлен корректно, не считаясь с тем, сколько это займет времени.

Особенно для одинокого пользователя-хакера приятна работа с шифрованием: нет ни необходимости в сертификатах и удостоверяющих центрах, ни в логинах-паролях, все, что нужно — это с тем пиром, с которым хотите установить соединение, передать друг другу публичные ключи вашего интерфейса WG. Для больших компаний, это, конечно, будет скорее минусом, как и то, что WG — это только базовая часть полноценной большой инфраструктуры VPN. 
Но, например, именно WireGuard использовали в Cloudflare для своего WARP (https://blog.cloudflare.com/announcing-warp-plus/, https://blog.cloudflare.com/warp-technical-challenges/), правда, написав его собственную реализацию — boringtun.

Еще одним минусом WG является то, что трафик не обфусцирован — DPI может обнаружить трафик WireGuard, так что его можно довольно легко заблокировать (не говоря уж о блокировке UDP совсем, что почти не мешает вебу, но гарантированно ломает работу WireGuard). Для скрытия трафика рекомендуется использовать специализированное ПО — Cloak, Obfsproxy, Shadowsocks, Stunnel, SoftEther, SSTP, или, в конце-концов, простой SSH. Часть из этих инструментов может работать совместно с WG, а часть способа его заменять в качестве инструмента стеганографии: WG изначально создавался под скорость и криптографическую защищенность. 


Если очень упрощать, ключи работают следующим образом: у нас есть закрытый (приватный) ключ, из которого можно сгенерировать открытый, или публичный. Наоборот — нельзя, из открытого ключа мы получить закрытый никак не можем. После чего, мы можем зашифровать с помощью закрытого ключа какую-то строку, а при помощи открытого — расшифровать ее и тем самым убедиться, что у собеседника точно есть закрытый ключ, а значит, он тот, за кого себя выдает. Таким образом, мы можем без проблем передавать открытый ключ — он всего лишь позволяет проверить подлинность автора, но не притвориться им.  
Это как в SSH — публичный ключ лежит на сервере, где его потеря небольшая беда: все что сможет сделать с ним злоумышленник это положить его на свой сервер, чтобы вы к нему могли подключиться с помощью закрытого ключа.  

Так вот, в WG первый этап подключения заключается в том, что каждая сторона с помощью зашифрованного приватным ключом сообщения доказывает собеседнику, что она именно она: это проверяется публичным ключом.
Второй этап — это создание с помощью этих ключей и матана симметричных ключей для шифрования самого трафика. Благодаря тому, что расшифровать зашифрованное публичным ключом нельзя без приватного, мы сможем создать ключ для симметричного шифрования и отправить его по защищенному каналу. Этот шаг необходим потому, что симметричное шифрование — это гораздо менее ресурсоемкая операция, и минус у нее только один: необходимость синхронизации ключа у обоих сторон, при том, что перехват ключа третьей стороной ведет к возможности расшифровки трафика. Но эта проблема решается с помощью ассиметричной схемы. Это называется "Протокол Диффи — Хеллмана" — способ защищенного получения общего секретного ключа. В WG используется ECDH — вариация Диффи-Хеллмана на эллиптических кривых. Первые два этапа в терминах WG называется рукопожатием или хендшейком.  
После всего этого эти симметричные ключи используются уже для шифрования трафика. Раз в 2 минуты происходит новое рукопожатие, и сессионные ключи меняются.

Разумеется, все немного сложнее — например, отправляются не сами ключи, а сгенерированные на основе их эферемные ключи, которые удаляются сразу после операции, и так далее. Заинтересовавшихся отправляю к [краткому описанию криптографии](https://www.wireguard.com/protocol/).  

А мы же перейдем к более практическим действиям. 

## Шаг первый: создаем и настраиваем два сервера.
Один сервер будет внутри страны — через него будет идти трафик на локальные ресурсы, а второй за границей. Далее я их буду называть **local** и **external**.  
Идеально, если **local** будет в вашей домашней сети, потому что при этом трафик на внешние ресурсы не будет отличаться от вашего домашнего трафика. Но для этого нужен какой-то хост дома, белый IP и возможность пробросить порт. У меня это виртуалка на домашнем сервере, но наверное, подойдет и RPI или аналогичный одноплатник (но я не пробовал: ей придется маршрутизировать весь трафик с устройств и держать в памяти ~11к маршрутов, и я не уверен, что она справится, но не уверен и в обратном). Если дома хоста нет, можно взять любой сервер у VDS-хостера (vdsina, ruvds), но могут быть проблемы у ресурсов-параноиков, которые блокируют подсети хостеров, полагая, что никто не будет отправлять им запросы с сервера: на vdsina я такое ловил.  
Внешний сервер можно взять у тех же хостеров VDS, что и выше: у них есть зарубежные площадки. А можно выбрать иностранного хостера: особенно, если вы паранок. Например, у меня 1984.hosting.
Считаем, что на обоих серверах у нас Debian 11.

Ставим нужные нам пакеты:
```bash
apt update && apt install -y wireguard iptables ipcalc qrencode curl jq traceroute dnsutils ufw
```

Включаем перенаправление трафика: в этом случае сервер, получив пакет, который предназначается ни одному из его IP-адресов, не отбросит его, а попытается перенаправить в соответствии со своими маршрутами.
```bash
echo "net.ipv4.ip_forward=1" > > /etc/sysctl.conf
echo "net.ipv4.conf.all.forwarding=1" > > /etc/sysctl.conf
sysctl -p /etc/sysctl.conf
```
Опционально (но очень удобно) сразу поменять hostname обоих серверов, чтобы не запутаться, где какая консоль:
```bash
hostnamectl set-hostname trickster-internal
```
```bash
hostnamectl set-hostname trickster-external
```

## Шаг второй: настраиваем WireGuard для связи двух серверов:
Для начала генерируем ключи. Запускаем два раза **wg genkey** и получаем два приватных ключа:
```bash
root@trikster-internal:~# wg genkey
kOd3FVBggwpjD3AlZKXUxNTzJT0+f3MJdUdR8n6ZBn8=
root@trikster-internal:~# wg genkey
6CCRP42JiTObyf64Vo0BcqsX6vptsqOU+MKUslUun28=
```

Утилита wg genkey не делает никакой магии, это просто аналог чего-то типа ```echo $RANDOM | md5sum | head -c 32 | base64```, только наверняка более случайное: мы просто генерируем 32 байта случайных значений и представляем их в виде base64.

Создаем два конфига. Один на **internal**:  
```/etc/wireguard/wg-internal.conf```
```ini
[Interface]
Address = 10.20.30.1/32
ListenPort = 17968
PrivateKey = kOd3FVBggwpjD3AlZKXUxNTzJT0+f3MJdUdR8n6ZBn8=
PostUp = iptables -t nat -A POSTROUTING -o `ip route | awk '/default/ {print $5; exit}'` -j MASQUERADE
PostUp = ip rule add from `ip addr show $(ip route | awk '/default/ { print $5 }') | grep "inet" | grep -v "inet6" | head -n 1 | awk '/inet/ {print $2}' | awk -F/ '{print $1}'` table main
PostDown = iptables -t nat -D POSTROUTING -o `ip route | awk '/default/ {print $5; exit}'` -j MASQUERADE
PostDown = ip rule del from `ip addr show $(ip route | awk '/default/ { print $5 }') | grep "inet" | grep -v "inet6" | head -n 1 | awk '/inet/ {print $2}' | awk -F/ '{print $1}'` table main
```

Второй на **external**:  
```/etc/wireguard/wg-external.conf```
```ini
[Interface]
Address=10.20.30.2/32
PrivateKey=6CCRP42JiTObyf64Vo0BcqsX6vptsqOU+MKUslUun28=
PostUp = iptables -t nat -A POSTROUTING -o `ip route | awk '/default/ {print $5; exit}'` -j MASQUERADE
PostDown = iptables -t nat -D POSTROUTING -o `ip route | awk '/default/ {print $5; exit}'` -j MASQUERADE
```

Секция **[Interface]** — это настройки конкретного сетевого интерфейса Wireguard, того, что будет виден в ```ip a```. Название интерфейса берется из название текущего файла конфигурации. У одного интерфейса всегда одна ключевая пара: у пиров этого интерфейса одинаковый публичный ключ.   
Но никто не мешает, если хочется, сделать под каждого пира отдельный конфиг-файл, и отдельный интерфейс (правда, на сотнях клиентов это будет неудобно).

Управляются интерфейсы обычно при помощи утилиты **wg-quick**:  
```wg-quick down wg-external``` и ```wg-quick up wg-external```

Утилита **wg-quick** — это, на самом деле, 400 строк на баше, которые автоматизируют частоиспользуемые вещи: например, установку маршрутов. Сам факт наличия туннеля не делает ничего, кроме создания защищенной "трубы", за которой находится другой пир. Для того, чтобы ваш запрос в браузере попал в интерфейс, системе надо явно сказать "маршрутизируй, пожалуйста, пакеты с таким-то адресом назначения вот в этот сетевой интерфейс".  

Именно этим занимается **wg-quick**. Ну еще и настройкой DNS, указанных в конфиге, установкой MTU, и еще парой вещей. Но ничего сложного в этом нет, достаточно сделать "```cat /usr/bin/wg-quick```", чтобы посмотреть на эту логику и, если надо, сделать то же самое руками.


**Interface-Address** — это IP текущего пира. Вся адресация в WG статическая. С одной стороны, это упрощает настройку и бутстрап, с другой стороны, усложняет работу, если у вас очень много клиентов.  
**ListenPort** — это UDP-порт для подключения извне. Если не указать, будет прослушивать 51820.
**Interface-PostUp** и **PostDown** — это скрипты, выполняющиеся после поднятия и после остановки интерфейса. Есть еще **PreUP** и **PreDown**.  

Кроме публичных и приватных ключей есть еще опция **PresharedKey**, которая обеспечивает дополнительное шифрование симметричным шифром. Ключ генерируется командой ```wg genpsk``` и кладется в **PresharedKey** в секциях **Peer** на обоих пирах. Неиспользование этой опции не снижает нагрузку по шифровке-расшифровке: если ключ не указан, используется нулевое значение ключа.  
Для действительного обеспечения пост-квантовой безопасности — невозможности расшифровки данных квантовыми компьютерами, разработчики рекомендуют дополнительный внешний квантово-устойчивый механизм хендшейка (например, SIDH, который Microsoft пиарит именно в таком контексте), созданный которым общий ключ можно использовать в качестве **PresharedKey**.

Заклинания в PostUp достаточно просты. ````ip route | awk '/default/ {print $5; exit}'```` — это команда для подстановки имени сетевого интерфейса, куда по-умолчанию выполняется маршрутизация: как правило, это тот интерфейс, в который воткнут провайдер или роутер.  
Таким образом, страшная команда превращается просто в ```iptables -t nat -A POSTROUTING -o eth0 -j MASQUERADE```, которая представляет собой включение NAT в режиме маскарада: сервер будет отправлять пришедшие ему пакеты во внешнюю сеть, подменяя в них адрес отправителя на свой, чтобы ответы на эти пакеты тоже приходили ему, а не исходному отправителю.  

Вторая команда уже немного сложнее, но она подставляет IP-адрес дефолтного маршрута.
```bash
`ip addr show $(ip route | awk '/default/ { print $5 }') | grep "inet" | grep -v "inet6" | head -n 1 | awk '/inet/ {print $2}' | awk -F/ '{print $1}'`
```
Сначала мы получаем, как и выше, сетевой интерфейс маршрута по-умолчанию:
```bash
root@:~# ip route | awk '/default/ { print $5 }'
enp1s0
```

Потом данные о состоянии этого интерфейса
```bash
root@:~# ip route | awk '/default/ { print $5 }'
    inet 192.168.88.70/24 brd 192.168.88.255 scope global dynamic enp1s0
```
И дальше вытаскиваем оттуда адрес, в данном случае 192.168.88.70.
И команда превращается в ```ip rule add from 95.93.219.123 table main``` — это необходимо для сервера **internal**, потому что иначе при активации маршрута 0.0.0.0/0 он начинает пересылать ответы на пакеты, приходящие ему на внешние адреса через туннель WG. Сервер на том конце, конечно, пересылает их по назначению, но тут уже не готов отправитель пакета: он присылает что-то на внешний адрес сервера **internal**, а ответ ему приходит с **external**. Естественно, при включенном rp_filter пакет отбрасывается. В этом случае сервер перестает быть доступен, например, по SSH снаружи, к нему надо коннектиться только по внутреннему IP wireguard-а. Отключать rp_filter — это из пушки по воробьям, а вот дополнительное правило исправляет ситуацию.

Продолжим писать конфиг: в оба конфига надо добавить секцию **Peer**, чтобы связать сервера друг с другом.
Я намеренно не привожу сразу готовые конфиги, потому что хочу показать механизм создания конфигов в ручном режиме — в свое время у меня были проблемы с тем, что я генерировал конфиги утилитами типа ```easy-wg-quick``` или веб-интерфейсами, которые спрашивают тебя о названии клиента и красиво показывают QR-код, но отнюдь не способствуют пониманию того, как работает WG на самом деле.

Итак, добавляем в каждый конфиг секцию **Peer**, для чего генерируем из приватного ключа публичный (вот в ```pubkey``` как раз происходит крипто-магия):
```bash
echo "kOd3FVBggwpjD3AlZKXUxNTzJT0+f3MJdUdR8n6ZBn8=" | wg pubkey
MxnOnIlKfSyZyRutnYyoWHb3Izjalgf1t8F1oPJiyyw=
```

Это публичный ключ сервера **internal**, его мы помещаем в секцию **Peer** на **external**:
```/etc/wireguard/wg-external.conf```
```ini
[Peer]
PublicKey=MxnOnIlKfSyZyRutnYyoWHb3Izjalgf1t8F1oPJiyyw=
AllowedIPs=10.20.30.0/24
Endpoint=195.2.79.13:17968
PersistentKeepalive=25
```

Там же, в **Endpoint** указываем адрес сервера **internal** и порт, который мы задали в **ListenPort**.

С **AllowedIPs** при использовании ```wg-quick``` возникает небольшая путаница.  
Это изначально именно, то как оно называется — список разрешенных IP-адресов к приему из туннеля: если что-то прилетает с другим src, оно будет отброшено.  
Но при использовании ```wg-quick``` она разумно считает, что если там есть какие-то устройства, которые могут послать пакет, значит, пакеты к этим устройствам надо маршрутизировать туда же, и создает маршруты на эти адреса, указывающие на туннель пира.  

В данных примерах **AllowedIPs** можно читать как "адреса, трафик на которые будет маршрутизироваться в туннель этого пира, и с которых пир сможет отправить что-то в туннель".

То есть, пункт ```AllowedIPs = 10.20.30.3/32``` означает, буквально, "только запросы на 10.20.30.3 (адрес пира WG) отправлять в туннель", т.е. дать доступ только до машины этого клиента.  
Пункт ```AllowedIPs = 192.168.88.0/24``` означает, что при запросе адреса из этой подсети этот запрос уйдет в туннель клиента, и если у него включен форвардинг и ему доступна эта подсеть, то к ней можно будет получить доступ.  
```AllowedIPs = 0.0.0.0/0``` означает, что в туннель надо маршрутизировать весь трафик вообще. Правда, это не относится к трафику, например, локальной сети: приоритет у маршрута, который создается из маски подсети и адреса шлюза, выше, чем у 0.0.0.0/0. Также, маршрут 0.0.0.0/0 перебьют маршруты других пиров, если они будут в конфиге.  

В данном случае ```AllowedIPs=10.20.30.0/24``` означает что трафик с **external** в подсеть 10.20.30.0-10.20.30.255 будет уходить в туннель к **internal**. В принципе, нужды в этом особо нет, **external** у нас исключительно выходная нода. Но вдруг мы как-нибудь захотим зайти оттуда по ssh на какую-нибудь другую машину.

Повторяем генерацию публичного ключа с **external**:
```bash
root@:~# echo "6CCRP42JiTObyf64Vo0BcqsX6vptsqOU+MKUslUun28=" | wg pubkey
FulnUTovyyfgn5kmgPkcj2OjKRFGeLkaTsHtAOy6HW8=
```
Мы получаем публичный ключ сервера **external** и помещаем его в секцию **Peer** сервера **internal**:  
```/etc/wireguard/wg-internal.conf```
```ini
[Peer] #external node
PublicKey = FulnUTovyyfgn5kmgPkcj2OjKRFGeLkaTsHtAOy6HW8=
AllowedIPs = 10.20.30.2/32, 0.0.0.0/0
```

**AllowedIPs** тут ```10.20.30.2/32, 0.0.0.0/0```. Этим мы указываем, что за туннелем находится конкретный IP 10.20.30.2, и, помимо этого, пробрасываем весь трафик, не связанный другими маршрутами, в этот туннель: **external** у нас основная выходная нода нашего VPN.  
Поэтому по умолчанию весь трафик будет направляться через нее, так как зарубежных маршрутов больше, чем российских, и логичнее фильтровать именно российские, а зарубежный трафик пустить по умолчанию через ноду в другой стране.

Итак, два конфига:  
`/etc/wireguard/wg-internal.conf`
```ini
[Interface]
Address = 10.20.30.1/32
ListenPort = 17968
PrivateKey = kOd3FVBggwpjD3AlZKXUxNTzJT0+f3MJdUdR8n6ZBn8=
PostUp = iptables -t nat -A POSTROUTING -o `ip route | awk '/default/ {print $5; exit}'` -j MASQUERADE
PostUp = ip rule add from `ip addr show $(ip route | awk '/default/ { print $5 }') | grep "inet" | grep -v "inet6" | head -n 1 | awk '/inet/ {print $2}' | awk -F/ '{print $1}'` table main
PostDown = iptables -t nat -D POSTROUTING -o `ip route | awk '/default/ {print $5; exit}'` -j MASQUERADE
PostDown = ip rule del from `ip addr show $(ip route | awk '/default/ { print $5 }') | grep "inet" | grep -v "inet6" | head -n 1 | awk '/inet/ {print $2}' | awk -F/ '{print $1}'` table main

#external node
[Peer]
PublicKey = FulnUTovyyfgn5kmgPkcj2OjKRFGeLkaTsHtAOy6HW8=
AllowedIPs = 10.20.30.2/32, 0.0.0.0/0
```


```/etc/wireguard/wg-external.conf```
```ini
[Interface]
Address = 10.20.30.2/32
PrivateKey = 6CCRP42JiTObyf64Vo0BcqsX6vptsqOU+MKUslUun28=
PostUp = iptables -t nat -A POSTROUTING -o `ip route | awk '/default/ {print $5; exit}'` -j MASQUERADE
PostDown = iptables -t nat -D POSTROUTING -o `ip route | awk '/default/ {print $5; exit}'` -j MASQUERADE

#internal node
[Peer]
PublicKey = MxnOnIlKfSyZyRutnYyoWHb3Izjalgf1t8F1oPJiyyw=
AllowedIPs = 10.20.30.0/24
Endpoint = 195.2.79.13:17968
PersistentKeepalive = 25
```


Теперь можно поднять туннели на обоих серверах:
```bash
root@trikster-external:~# wg-quick down wg-external ; wg-quick up wg-external
```
```bash
root@trikster-internal:~# wg-quick down wg-internal ; wg-quick up wg-internal
```


Проверяем, что туннели активны командой wg:
```bash
root@trikster-internal:~# wg
...
peer: FulnUTovyyfgn5kmgPkcj2OjKRFGeLkaTsHtAOy6HW8=
  endpoint: 51.159.187.77:36276
  allowed ips: 10.20.30.2/32, 0.0.0.0/0
  latest handshake: 13 seconds ago
  transfer: 180 B received, 92 B sent

```
```bash
root@trikster-external:~# wg
...
peer: MxnOnIlKfSyZyRutnYyoWHb3Izjalgf1t8F1oPJiyyw=
  endpoint: 195.2.79.13:17968
  allowed ips: 10.20.30.0/24
  latest handshake: 10 seconds ago
  transfer: 92 B received, 180 B sent
  persistent keepalive: every 25 seconds
  ```


Если видим "latest handshake: ... seconds ago" и байты и в **received** и в **sent**, значит, все ок. Если байты только в **send**, без хендшейка и полученных данных, где-то в ошибка в конфиге или сервера недоступны друг для друга.

Если что-то пошло не так, и отвалился ssh, то достаточно перезагрузить сервер — активные туннели сбросятся.  
Если все хорошо, и доступ к серверам сохранился, ставим туннели в автозапуск:
```bash
root@trikster-internal:~# systemctl enable wg-quick@wg-internal.service
```
```bash
root@trikster-external:~# systemctl enable wg-quick@wg-external.service
```

Попробуем посмотреть маршрут (рекомендую замечательную утилиту ```mytraceroute```, ```mtr```) без туннеля:
```bash
root@trikster-internal:~# wg-quick down wg-internal && sleep 10 && mtr -r google.com
HOST: trikster-internal.local     Loss%   Snt   Last   Avg  Best  Wrst StDev
  1.|-- host-89-22-232-243.hosted  0.0%    10    0.3   5.4   0.3  49.8  15.6
  2.|-- 172.31.0.1                 0.0%    10    0.3  19.8   0.3 122.2  42.6
  3.|-- 109.239.138.90             0.0%    10    1.5   1.9   1.4   3.0   0.6
  4.|-- 91.108.51.4                0.0%    10   11.4  11.4  11.3  11.7   0.1
  5.|-- 178.18.227.12.ix.dataix.e  0.0%    10   11.0  17.9  11.0  77.0  20.8
```

И с туннелем:
```bash
root@trikster-internal:~# wg-quick up wg-internal && sleep 10 &&  mtr -r google.com
HOST: trikster-internal.local     Loss%   Snt   Last   Avg  Best  Wrst StDev
  1.|-- 10.20.30.2                 0.0%    10   51.3  51.3  51.2  51.4   0.1
  2.|-- 10.200.100.0               0.0%    10   51.4  51.4  51.2  51.6   0.1
  3.|-- 10.197.37.65               0.0%    10   52.5  52.2  52.0  52.5   0.2
  4.|-- 10.197.0.41                0.0%    10   52.2  52.2  52.1  52.5   0.1
  5.|-- 10.197.0.44                0.0%    10   52.0  52.2  51.9  52.4   0.1
  ```

Все хорошо, трафик идет через внешний сервер — сначала на 10.20.30.2, который у нас выходная нода, а потом через его маршрутизаторы.

У нас получилась примерно такая схема:
![](net_scheme_1.png)


## Шаг третий: добавляем конфиг клиента
Создаем конфиг клиента, конечного устройства-пользователя VPN. За основу берем ```wg-external.conf```, потому что это точно такой же клиент, который подключается к **internal**: разница только в том, что **external** будет получать пакеты, а наш клиент — отправлять.

Генерируем ему сразу пару публичный-приватный ключ:
```bash
root@trikster-internal:~# prk=`wg genkey` && pbk=`echo $prk | wg pubkey` && printf "Private: $prk\nPublic: $pbk\n"
Private: iPK7hYSU8TLVRD+w13nd3aGSYNLfnTx6zwdRzKcGb1o=
Public: 26Vhud00ag/bdB9molvSxfBzZTlzdO+aZgrX3ZDncSg=
```


Конфиг почти такой же (файл уже на вашем устройстве, не на сервере):  
```/etc/wireguard/wg-notebook-client.conf```
```ini
[Interface]
Address = 10.20.30.3/32
PrivateKey = iPK7hYSU8TLVRD+w13nd3aGSYNLfnTx6zwdRzKcGb1o=
DNS = 1.1.1.1, 8.8.8.8

#internal node
[Peer]
PublicKey = MxnOnIlKfSyZyRutnYyoWHb3Izjalgf1t8F1oPJiyyw=
AllowedIPs = 0.0.0.0/0
Endpoint = 195.2.79.13:17968
PersistentKeepalive = 25
```

Тут у нас добавилась опция **PersistentKeepalive**. Дело в том, что роутеры в цепочке между двумя пирами ничего не знают о сессии WG, а знают только о потоке UDP-пакетов. Для маршрутизации UDP-пакетов за NAT они создают у себя табличку, в которой записывают, кто куда и на какой порт отправил пакет. И если с destination-адреса/порта приходит UPD-пакет, то они определяют, куда его отправить по это таблице, делая вывод, что если сервер B недавно отправил пакет серверу А, то ответ от сервера А на этот же адрес и порт скорее всего надо переслать серверу B.
А в UDP, в отличии от TCP, нет никаких договоренностей о поддержании сессии, т.к. нет и самого понятия сессии. WG же построен таким образом, что при отсутствии трафика, попадающего в туннель, не будет и трафика между пирами, только хедшейки раз в две минуты. Опция **PersistentKeepalive** заставляет его посылать пустые пакеты каждые 25 секунд, предотвращая потерю маршрута на промежуточных роутерах, иначе возможна ситуация, когда мы будем раз за разом отправлять пакеты, а до второго пира они доходить не будут, а он об этом и не будет знать.


Дальше мы добавляем еще одну секцию **Peer** в конфиг на **internal** — для клиента:
```ini
#notebook-client node
[Peer]
PublicKey = 26Vhud00ag/bdB9molvSxfBzZTlzdO+aZgrX3ZDncSg=
AllowedIPs = 10.20.30.3/32
```

Перезапускаем туннель на **internal** (```wg-quick down/up```), подключаемся… Оп, хендшейк есть, данные пошли.
Открываем какой-нибудь https://www.reg.ru/web-tools/myip, видим IP **external** ноды, и другую страну.

Таким же образом создаем конфиги для других клиентов. Если это мобильные устройства, то удобнее показать им QR. Он делается следующим образом: создаем в текущей папке конфиг как обычно, конечно, с новыми ключами и другим IP, какой-нибудь ```wg-moblie-client.conf```, и дальше командой ```qrencode -t ansiutf8 < wg-moblie-client.conf``` показываем прям в консоли QR, который сканируем с телефона.  
Это удобнее копирования файлов, но вам также никто не мешает скинуть ```wg-moblie-client.conf``` на телефон или вообще ввести значения 7 полей вручную.

Теперь наша схема выглядит следующим образом:
![](net_scheme_2.png)

В целом, готово: мы только что сделали очень странный двуххоповый VPN. Желаем это отметить и заказать себе пива, открываем сбермаркет..  
![](sber.png) 

Ах да, мы же с этой проблемой и собирались бороться... Неловко.
Давайте доделаем.

## Шаг четвертый: добавляем регион-зависимую маршрутизацию.
Как мы помним, мы отправляем все данные с клиента на **internal**, тот все данные отправляет на **external**, а тот уже своему провайдеру. Также мы помним, что у нас на **internal** "слабый" маршрут 0.0.0.0/0, который перебивается любыми другими маршрутами, а сам **internal** находится в российском сегменте. Значит, все, что нам надо — это как-то перехватить запросы на российские IP на уровне **internal** и перенаправить их не в туннель WG до **external**, а напрямую в сетевой порт самого сервера, в тот, через который он получает доступ в православный, российский интернет со скрепами и девицами в кокошниках.

Давайте проверим предположение. На клиенте получим IP того же сбермаркета (```nslookup sbermarket.ru```), и посмотрим, как туда идет трафик (```traceroute 212.193.158.175```):
```bash
HOST: vvzvladMBP14.local          Loss%   Snt   Last   Avg  Best  Wrst StDev
  1.|-- 10.20.30.1                 0.0%    10    3.9   4.3   3.2   6.5   1.1
  2.|-- 10.20.30.2                 0.0%    10   55.7  56.0  54.6  59.2   1.2
  3.|-- 10.200.100.0               0.0%    10   55.5  56.1  54.9  58.6   1.1
  4.|-- 10.197.37.65               0.0%    10   56.0  56.9  55.4  60.1   1.7
  5.|-- 10.197.0.41                0.0%    10   56.1  57.0  55.7  60.9   1.6
  ```

Ага, как и ожидалось, через **external**.
Теперь создадим маршрут до этого адреса через дефолтный шлюз и устройство. Их можно узнать в ```ip r```:
```bash
root@trikster-internal:~# ip r
default via 195.2.79.1 dev ens3 onlink
10.20.30.2 dev wg-internal scope link
...
```

Вот ```195.2.79.1``` и ```ens3``` и есть нужные нам данные. Используем уже знакомые нам подстановочные команды и создадим новый маршрут:
```bash
target_ip="212.193.158.175/32"
gateway=`ip route | awk '/default/ {print $3; exit}'`
gateway_device=`ip route | awk '/default/ {print $5; exit}'`
ip route add $target_ip via $gateway dev $gateway_device
```

Проверяем:
```bash
root@trikster-internal:~# ip r
default via 195.2.79.1 dev ens3 onlink
10.20.30.2 dev wg-internal scope link
10.20.30.3 dev wg-internal scope link
195.2.79.0/24 dev ens3 proto kernel scope link src 195.2.79.13
==> 212.193.158.175 via 195.2.79.1 dev ens3 <==
```

Да, на последнем месте у нас нужный маршрут.

Теперь повторяем команду ```traceroute -r 212.193.158.175``` на клиенте, и видим, что трейс другой:
```bash
HOST: vvzvladMBP14.local          Loss%   Snt   Last   Avg  Best  Wrst StDev
  1.|-- 10.20.30.1                 0.0%    10    4.3   7.9   3.7  29.1   7.9
  2.|-- host-89-22-232-243.hosted  0.0%    10    4.6   4.9   3.8   9.2   1.6
  3.|-- 172.31.0.1                 0.0%    10   25.9   8.4   3.3  25.9   6.9
  4.|-- sw1-m9p2-msk.ip.ngenix.ne  0.0%    10    6.2   5.7   4.0   7.3   1.0
  5.|-- cdn.ngenix.net             0.0%    10    3.8   5.0   3.8   8.4   1.3
```

Ура, сбермаркет открывается! Правда, так может сработать не со всеми сервисами: например, JS на сайте может дернуть другой сервер, а не тот, в адрес которого резолвится имя домена, и до которого нет маршрута.  
Можно сходить на https://asnlookup.com/, вбить туда адрес, и получить принадлежность адреса к AS и заодно список подсетей этой autonomous system (AS34879, OOO Sovremennye setevye tekhnologii). С большой вероятностью для более-менее крупных компаний это и будет их сетевая инфраструктура (ну или по крайней мере, инфраструктура, относящаяся к конкретному сайту), прописав для которой маршруты, вы обеспечите доступ на нужный вам сайт/сервис. Для мелких сайтов вы скорее всего получите AS хостера или дата-центра, но, во-первых, это тоже сработает, а во-вторых, мелкие сайты обычно и не закрывают иностранные диапазоны, потому что не испытывают проблем с DDOSом из-за границы.

Но можно сделать проще и автоматически: засунуть в маршруты вообще все адреса российского сегмента (спасибо [статье](https://habr.com/en/post/659655/) на хабре) и не париться о ручном добавлении.  
RIPE отдает их все в виде JSON вот по этому адресу: https://stat.ripe.net/data/country-resource-list/data.json?resource=ru  
Утилита ```jq``` преобразует из JSON в список подсетей: ```curl https://stat.ripe.net/data/country-resource-list/data.json?resource=ru | jq -r ".data.resources.ipv4[]"```  
Правда, почему-то некоторые адреса там в формате ```195.85.234.0-195.85.236.255```, а не в виде подсети. Их там с десяток, можно было бы и забить, но если уж начали делать, давайте сделаем до конца и красиво. 

Нам для них нужна утилита ipcalc:  
```bash
root@trikster-internal:~# ipcalc 195.85.234.0-195.85.236.255 |grep -v "deaggregate"
195.85.234.0/23
195.85.236.0/24
```

Выделить эти адреса из базового списка можно банально через ```grep '-'``` или ```grep -v '/'```. 

Скрипт на баше выглядит как-то так (я не удержался и добавил туда еще и прогрессбар):

```bash
#!/bin/bash

function ProgressBar {
  let _progress=(${1}*100/${2}*100)/100
  let _done=(${_progress}*4)/10
  let _left=40-$_done
  _fill=$(printf "%${_done}s")
  _empty=$(printf "%${_left}s")
  printf "\rAdd routes to route table (${1}/${2}): [${_fill// /#}${_empty// /-}] ${_progress}%%"
}

#Variables
file_raw="russian_subnets_list_raw.txt"
file_user="subnets_user_list.txt"
file_for_calc="russian_subnets_list_raw_for_calc.txt"
file_processed="russian_subnets_list_processed.txt"
gateway_for_internal_ip=`ip route | awk '/default/ {print $3; exit}'`
interface=`ip link show | awk -F ': ' '/state UP/ {print $2}'`

#Get addresses RU segment
echo "Download RU subnets..."
curl --progress-bar "https://stat.ripe.net/data/country-resource-list/data.json?resource=ru" | jq -r ".data.resources.ipv4[]" > $file_raw

echo "Deaggregate subnets..."
cat $file_raw |grep "-" > $file_for_calc
cat $file_raw |grep -v "-" > $file_processed
for line in $(cat $file_for_calc); do ipcalc $line |grep -v "deaggregate" >> $file_processed; done

if [ -e $file_user  ]; then echo "Add user subnets..."; cat $file_user |grep -v "#" >> $file_processed; fi

#Flush route table
echo "Flush route table (down interface $interface)..."
ifdown $interface > /dev/null 2>&1
echo "Up interface $interface..."
ifup $interface > /dev/null 2>&1

#Add route
routes_count_in_file=`wc -l $file_processed`
routes_count_current=0
for line in $(cat $file_processed); do ip route add $line via $gateway_for_internal_ip dev $interface; let "routes_count_current+=1" ; ProgressBar ${routes_count_current} ${routes_count_in_file}; done
echo ""

echo "Remove temp files..."
rm $file_raw $file_processed $file_json $file_for_calc

routes_count=`ip r | wc -l`
echo "Routes in routing table: $routes_count"
```


Добавим строчки в крон (```EDITOR=nano crontab -e```), чтобы он запускался после перезагрузки, и каждую неделю для того, чтобы обновить список адресов, если они поменялись:
```
@reboot sleep 30 && bash /root/update_ru_routes.sh > /root/update_routes_log.txt 2>&1
0 3 * * mon bash /root/update_ru_routes.sh > /root/update_routes_log.txt 2>&1
```

Если вам принудительно надо маршрутизировать какую-то сеть через **internal**, то можно рядом со скриптом создать файлик ```subnets_user_list.txt```, в который поместить список подсетей, тогда они каждый раз будут добавляться к общему списку при обновлении, в bash-скрипте это есть.  
Мой, например, выглядит так:
```
#avito
146.158.48.0/21
#
#
#telegram
91.108.4.0/22
91.108.8.0/22
91.108.58.0/23
95.161.64.0/20
149.154.160.0/21
```
Первая подсеть — для мобильного приложения Авито: ее почему-то не было в списке RIPE. Дальше подсети для Телеграма, чтобы хоть немного ускорить загрузку фото и видео.

Проверяем:
![](ip.png)
Оп, и два разных сервиса показывают нам разные адреса, потому что один сервис хостится где-то внутри россии, а другой — снаружи. Работает!

Кстати, если у вас **internal**  находится в домашней сети, бонусом вы получаете доступ к домашней сети из любого места, где находится устройство со включенным VPN: маршрут 0.0.0.0/0 на устройстве отправляет в VPN весь трафик, а **internal**, замечая трафик в ту подсеть, в которой он находится, отправляет ее в локальный порт, а не в туннель до **external**. Очень удобно: у меня в домашней сети работает сервер с докерами web2rss, ownCloud, navidrome, freshrss,	rss-bridge, homeassistant, и мне для получения к ним доступа совершенно не надо заморачиваться с пробросом портов, авторизацией каждого сервера и https, не говоря уж о том, что некоторые сервисы, типа IoT-устройств, не имеют ни авторизации, ни шифрования в принципе. 

Окончательная схема выглядит так:
![](net_scheme_3.png)


## Шаг пятый: настраиваем фаервол
Полезной привычкой и хорошим тоном будет закрытие всего ненужного на серверах.

Для начала на обоих серверах редактируем файл ```/etc/default/ufw```, изменяя значение "**DEFAULT_FORWARD_POLICY**" на **ACCEPT**.

Теперь выполняем следующие команды на **internal**:
```
ufw reset
ufw default deny incoming
ufw default allow outgoing
ufw allow ssh
ufw allow 17968/udp
ufw allow in on wg-internal
systemctl enable ufw --now
ufw enable
```
Что происходит, думаю, понятно — запретить все, разрешить исходящие, входящие ssh и подключения к WG, а что приходит из туннеля — разрешить.

На **external** тоже самое, но открывать порт для WG не надо — он подключается сам.
```
ufw reset
ufw default deny incoming
ufw default allow outgoing
ufw allow ssh
ufw allow in on wg-external
systemctl enable ufw --now
ufw enable
```

Еще хорошо бы поставить и настроить fail2ban, или хотя бы перенести SSH на другой порт. В любом случае, отключение входа по паролю через SSH вообще и переход только на ключевую авторизацию — это базовая операция, независимо ни от чего.

## Шаг шестой, бонусный и необязательный: кеширующий защищенный DNS over HTTPS
Теперь нам нужна еще одна вещь: DNS.  
Можно, конечно, жить с DNS 1.1.1.1, но надо учитывать, что трафик на него пойдет через **external**, что автоматически означает задержку порядка 100мс при каждом запросе. Можно, конечно, добавить 1.1.1.1/32 в ```subnets_user_list.txt```, и тогда трафик пойдет через локальную ноду и локальный сервер 1.1.1.1, что уменьшит задержку до 10-20мс, но ваши DNS-запросы будет доступны вашему провайдеру, что в случае локальной ноды может быть для кого-то неприемлемо.  

Несколькими командами можно легко сделать кеширующий DNS, который еще и будет работать с DNS over HTTPS, а значит, провайдеру будет доступен только сам факт использовании DoH, но не сами запросы. Но это, конечно, не обязательно: у меня **internal** находится в домашней сети, и я просто использую DNS микротика, который находится в той же сети и умеет в DoH. Но если у вас **internal** сервер это VPS, то можно сделать там и DNS сервер. Использовать будем ```cloudflared``` и ```dnsmasq```.

Добавляем репозитарий:
```bash
mkdir -p --mode=0755 /usr/share/keyrings
curl -fsSL https://pkg.cloudflare.com/cloudflare-main.gpg |  tee /usr/share/keyrings/cloudflare-main.gpg > /dev/null
echo 'deb [signed-by=/usr/share/keyrings/cloudflare-main.gpg] https://pkg.cloudflare.com/cloudflared buster main' | tee /etc/apt/sources.list.d/cloudflared.list
sudo apt-get update && sudo apt-get install cloudflared dnsmasq -y
```

Пишем конфиг: ```/etc/cloudflared/config.yml```:
```yml
logfile: /var/log/cloudflared.log
proxy-dns: true
proxy-dns-upstream:
 - https://1.0.0.1/dns-query
 - https://1.1.1.1/dns-query
 - https://2606:4700:4700::1111/dns-query
 - https://2606:4700:4700::1001/dns-query
proxy-dns-port: 5353
proxy-dns-address: 127.0.0.1
```

Либо, можете заменить в proxy-dns-upstream записи на https://security.cloudflare-dns.com/dns-query или https://9.9.9.9/dns-query — первое это блокировка всякой малвари от cloudflare, второе это Quad9.

Создаем сервис:
```/etc/systemd/system/cloudflared.service```
```ini
[Unit]
Description=DNS over HTTPS (DoH) proxy client
Wants=network-online.target nss-lookup.target
Before=nss-lookup.target

[Service]
AmbientCapabilities=CAP_NET_BIND_SERVICE
CapabilityBoundingSet=CAP_NET_BIND_SERVICE
DynamicUser=yes
ExecStart=/usr/local/bin/cloudflared --config /etc/cloudflared/config.yml

[Install]
WantedBy=multi-user.target
```


Активируем и запускаем
```bash
systemctl daemon-reload
systemctl enable cloudflared
systemctl start cloudflared
systemctl status cloudflared
```

Проверяем:
```dig @127.0.0.1 -p5353 google.com```

У cloudflared есть один минус — у него странное кеширование, которое держится совсем немного, поэтому для кеширования дополнительно настроим dnsmasq, указав ему в качестве сервера cloudflared.

Добавляем в ```/etc/dnsmasq.conf``` что-то вроде
```ini
server=127.0.0.1#5353
no-poll
no-resolv
listen-address=10.20.30.1, 127.0.0.1
cache-size=1500
stop-dns-rebind
clear-on-reload
no-negcache
```

Запускаем:
```systemctl restart dnsmasq.service```

Проверяем:
```dig @127.0.0.1 google.com```

И уже можно сделать это с клиента:
```dig @10.20.30.1 google.com```

Если все ок, то можно проверить несколько раз — при повторных запросах Query time: должен стать 0 msec или около, если запрашиваете локалхост, или будет близко к пингу до **internal**, если делаете это с клиента.

Теперь можно добавить в конфиги клиентов в секцию **Interface**:
```ini
DNS = 10.20.30.1, 1.1.1.1
```

P.S. особые параноики могут запустить cloudflared на **external**, и скрыть от локального провайдера даже сам факт использования DoH. Для этого в proxy-dns-address в конфиге cloudflared  и в dnsmasq.conf надо просто указать 10.20.30.2.

Кстати, в качестве альтернативы можно поставить рядом на сервер [pi-hole](https://github.com/pi-hole/pi-hole/), который делает примерно тоже самое, но еще блокирует рекламу и показывает красивую статистику.

## Заключение
Пары ключей в статье — действующие, так что вы можете, ничего не исправляя в конфигах (только IP **internal**-сервера), залить их на свои сервера и клиент и поиграться. Но для боевого применения ключи надо перегенерить, конечно.  

Благо, сделать это просто, даже если вам лень разбираться с ручной генерацией ключей — я сделал небольшой bash-скрипт для этого. Достаточно сделать так на **internal**-сервере:

```bash
apt install -y git
git clone https://github.com/vvzvlad/trickster-vpn.git
cd trickster-vpn/config_generator
bash generate_cfgs.sh
```
После чего в папке ```trickster-vpn/config_generator/configs``` появятся конфиги с только что сгенерированными ключами, и останется только скопировать ```wg-internal.conf``` в ```/etc/wireguard/wg-internal.conf```, ```wg-external.conf``` унести на другой сервер, а ```wg-mobile-client.conf``` использовать для ноутбука или телефона. Ну и не забыть о пробросе порта, если **internal** у вас за NAT.

Если кто-то захочет это все красиво обернуть в два докера и прикрутить к этому один из веб-интерфейсов для WG (потому что конфиги клиентов все же удобнее создавать в нем) — добро пожаловать в issues на гитхабе: [Trickster VPN](https://github.com/vvzvlad/trickster-vpn).