WireGuard est un protocole VPN de nouvelle génération sous licence GPLv2 (ou MIT, BSD, Apache 2.0 ou GPL suivant le contexte) créé par Jason A. Donenfeld. Le site officiel étant accessible via ce lien : https://www.wireguard.com/.
WireGuard se veut être plus **simple**, **rapide** et **sécurisé** que les protocoles VPN communs que sont OpenVPN et IPsec.
- La **simplicité** de configuration se passant en une seule phase standardisée contrairement à IPsec où deux phases, souvent difficiles à appréhender pour des novices, sont nécessaires. De plus la non utilisation de certificats, comme on la retrouve avec OpenVPN, simplifie la gestion à plus long terme et ne nécessite pas la création d'une PKI.
- La **sécurité** est assurée avec l'utilisation de primitives cryptographiques modernes mais aussi par la mise à disposition d'une seule combinaison de méthodes de chiffrements. De plus le code complet de WireGuard tient sur environ 4 000 lignes ce qui facilite les audits de sécurité et réduit sa surface d'attaque.
- La **rapidité** tient en grande partie des points précédents mais aussi parce que WireGuard fonctionne au niveau du noyau (seulement sous Linux) et non au niveau de l'espace utilisateur. Les tests présents sur le site officiel (https://www.wireguard.com/performance/) démontrent un très fort avantage de WireGuard sur OpenVPN et un avantage un peu plus ténu sur IPsec, à la fois en débit maximal atteint et en temps de latence. A savoir que d'autres tests sont disponibles sur Internet et tendent à placer WireGuard comme le plus performant même si l'écart n'est pas toujours aussi important, notamment avec IPsec.
> C'est un **VPN de niveau 3** du modèle OSI. C'est-à-dire que c'est la couche *Réseau* (IP, ICMP, ARP et DHCP principalement) qui est redirigée dans le tunnel VPN. Le client VPN pourra atteindre le réseau distant mais ne sera pas vu comme appartenant directement à ce réseau comme on l'aurait avec un VPN de niveau 2 (par exemple avec OpenVPN et l'utilisation de sa carte TAP).
WireGuard est intégré à partir de la **version 5.6 du noyau Linux**. Toutes distributions ayant une version égale ou supérieur est donc compatible pour l'utilisation de WireGuard. Si ce n'est pas le cas, à partir du noyau en version 3.10, il est possible de compiler WireGuard avec les informations disponibles ici : https://www.wireguard.com/compilation/.
Pour les autres environnements il est possible d'aller vérifier sur le site WireGuard qu'un portage existe : https://www.wireguard.com/install/. A titre informatif les autres OS principaux sont compatibles à partir de :
- Windows 7 / Windows Server 2012
- macOS 10.14 Mojave
- Android 5.0
- iOS 12.0 / iPadOS 12.0
> Ces informations de compatibilités sont celles annoncées pour la date du 28/06/2021.
WireGuard fonctionne uniquement avec le **protocole UDP** (ce qui est recommandé pour un VPN afin d'éviter les problèmes que provoque l'encapsulation TCP dans du TCP).
Aucun port standard n'a été affecté à WireGuard par l'IANA ([liste des ports assignés](https://www.iana.org/assignments/service-names-port-numbers/service-names-port-numbers.txt)) mais les documentations utilisent généralement le port 51820.
> Utiliser un port aussi élevé est souvent bloqué par les pare-feux professionnels, il vaut mieux utiliser un port plus bas réservé pour un protocole UDP. Dans ce cas seuls des pare-feu de niveau 7 pourront encore poser problème.
Le nouveau concept central autour du protocole WireGuard est celui du routage cryptographique. Le routage cryptographique associe des adresses IP ou des sous-réseaux à des clefs publiques.
Les clefs cryptographiques fonctionnent à peu près comme celles que l'on retrouve avec le protocole SSH : une paire de clef, l'une dite privé et l'autre publique, sont utilisées afin d'utiliser des mécanismes de chiffrement asymétrique.
Admettons la configuration suivante :
| | IP source | IP WireGuard | Clef privée | Clef publique |
Du côté du serveur une association entre l'IP WireGuard du client, *10.0.0.1/24*, sera faite avec sa clef publique, *789*. Le traitement des paquets du côté du serveur seront traités comme ceci :
- Tous paquets entrants seront déchiffrés, à l'aide de la clef privée du serveur *ABC*, et si l'utilisation de la clef publique *789* ainsi que l'IP WireGuard correspond à *10.0.0.1/24* alors les paquets seront acceptés et seront routés normalement.
- Tous paquets sortants ayant pour destination *10.0.0.1/24* seront chiffrées à l'aide de la clef publique associée à l'IP, ici *789*, et envoyée vers la destination via son IP source, ici *6.7.8.9/32*.
> A noter que l'exemple est très simpliste, en condition réelle une clef privée peut être associée à différentes IP ou réseaux pour l'interface WireGuard. De même plusieurs clients sont en général rattachés à un serveur, la non duplication des routes ou adresses est essentielle pour ne pas causer des problèmes de routage ainsi que des difficultés pour retrouver la clef publique du client.
> Cette section installation et configuration va globalement se focaliser sur Linux car WireGuard a été conçu pour ce dernier. Les compatibilités avec les autres OS étant des portages du code de base il vous faudra chercher les spécificités liées à votre OS si les indications suivantes ne sont pas suffisantes.
> Les projets créés pour piloter un WireGuard avec des outils et interfaces plus conviviales et abstractives seront aussi omises de cet article.
Comme indiqué dans la section [*Quels sont les prérequis ?*](https://wiki-tech.io/fr/S%C3%A9curit%C3%A9/WireGuard#quels-sont-les-pr%C3%A9requis) il vous faudra un OS Linux avec un noyau de version supérieure ou égale à 5.6.
Les installations les plus communes sont listées sur le site de WireGuard : https://www.wireguard.com/install/.
Par exemple pour un Ubuntu l'installation se réalisera avec la simple commande suivante :
``` bash
sudo apt install wireguard
```
### Créer une paire de clefs
Les mécanismes d'authentification de WireGuard se basant sur l'usage de clefs publique et privé il vous faut les générer avant de passer à la configuration du serveur. Les outils WireGuard proposent de se charger de leur génération, la clef privée peut être générée avec la commande suivante :
``` bash
wg genkey
```
Il est préférable d'enregistrer le résultat directement dans un fichier avec une redirection de ce type :
> La clef privée ne devant pas être accessible par d'autres utilisateurs il est fortement recommandé d'appliquer un droit de lecture/écriture seulement pour l'utilisateur propriétaire (`chmod 0600 clef_privee`).
La clef publique est générée à l'aide de la clef privée avec la commande suivante (attention à la double redirection à modifier si le nom des fichiers est différent de votre côté) :
`wg-quick` est un utilitaire fourni avec WireGuard qui permet de rapidement configurer une interface WireGuard en se basant sur le contenu d'un fichier de configuration. Les fichiers de configurations sont d'abord recherchés dans **/etc/wireguard/** et sont nommés **\<INTERFACE>.conf**. Habituellement nous retrouvons comme nom *wg0* avec son fichier de configuration */etc/wireguard/wg0.conf*, la suite des commandes se basera sur cette configuration.
> L'utilisation de la commande `wg-quick` ne nécessite pas forcément de placer les fichiers de configurations dans /etc/wireguard/.
{.is-info}
> Le nom des interfaces sous Linux ne doivent pas dépasser 15 caractères. Le nom de l'interface sera valide avec la forme suivante **\[a-zA-Z0-9_=+.-]{1,15}**.
# (Optionnel) Définition manuelle du MTU de l'interface WireGuard.
# Avec la surencapsultation de WireGuard le MTU doit être au maximum égale au MTU normal de l'interface locale moins 60 octets pour de l'IPv4 et moins 80 pour de l'IPv6.
Il est aussi possible de préciser simplement le nom de l'interface à démarrer (sous-entend qu'un fichier *.conf* soit présent dans */etc/wireguard/*) :
`wg-quick` déploie aussi le nécessaire afin de l'utiliser via *systemd* et la commande `systemctl`. Il est donc possible de démarrer, arrêter ainsi que de démarrer automatiquement un tunnel WireGuard.
La configuration manuelle d'une interface WireGuard est parfaitement possible et les étapes suivantes seront à réaliser (en plus de l'[installation](https://wiki-tech.io/fr/S%C3%A9curit%C3%A9/WireGuard#installer-wireguard) et [génération des clefs](https://wiki-tech.io/fr/S%C3%A9curit%C3%A9/WireGuard#cr%C3%A9er-une-paire-de-clefs)) :
> L'utilisation du fichier de configuration n'est pas obligatoire, la configuration peut être poussée via des options et arguments de la commande `wg`. Vous pouvez lire le manuel pour plus d'informations : [man 8 wg](https://git.zx2c4.com/wireguard-tools/about/src/man/wg.8).
Une fois le fichier de configuration créé et en place les commandes suivantes peuvent être exécutées pour créer et activer le tunnel WireGuard. A noter que des modifications seront peut-être nécessaire car le nom de l'interface créée sera *wg0* avec un fichier de configuration */etc/wireguard/wg0.conf* :
> Notez bien que toutes les routes renseignées dans le fichier de configuration au niveau des différents pairs doivent être routées sur votre interface WireGuard, cela peut être réalisé en répétant plusieurs fois la dernière commande.
> Si vous définissez manuellement le MTU de l'interface WireGuard tâchez de soustraire 60 octets de votre MTU normal pour de l'IPv4 ou de soustraire 80 octets pour de l'IPv6.
> L'utilisation d'un tunnel provoque une surencapsulation qui réduit le MTU, si ce dernier était égale ou supérieur au MTU normal alors un paquet utile sera découpé en deux paquets.
Pour rappel si l'activation du routage des paquets entrant est souhaité (fonctionner comme un routeur) il faudra lancer les commandes suivantes :
```
sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1
sysctl -w net.ipv6.ip_forward=1
```
Pour rendre cette configuration permanente vous pouvez placer les paramètres suivants dans */etc/sysctl.conf* et recharger la configuration avec `sysctl -p /etc/sysctl.conf` :
WireGuard, avec la commande `wg`, permet de récupérer plusieurs informations sur l'état actuel des interfaces. Si la commande `wg` est lancée seule alors c'est un équivalent de `wg show all` qui détaillera les informations de toutes les interfaces WireGuard.
L'affichage des informations d'un interface particulière rajoutera les informations d'heure de dernière connexion du pair, mais aussi sa consommation de données :
> Pour toutes informations complémentaires sur les options non citées le manuel est disponible ici : [man 8 wg](https://git.zx2c4.com/wireguard-tools/about/src/man/wg.8).
L'installation du client est identique à celle du serveur, par conséquent les prérequis de la section [*Quels sont les prérequis ?*](https://wiki-tech.io/fr/S%C3%A9curit%C3%A9/WireGuard#quels-sont-les-pr%C3%A9requis) s'appliquent aussi. Il vous faudra un OS Linux avec un noyau de version supérieure ou égale à 5.6.
Les mécanismes d'authentification de WireGuard se basant sur l'usage de clefs publique et privé il vous faut les générer avant de passer à la configuration du serveur. Les outils WireGuard proposent de se charger de leur génération, la clef privée peut être générée avec la commande suivante :
``` bash
wg genkey
```
Il est préférable d'enregistrer le résultat directement dans un fichier avec une redirection de ce type :
> La clef privée ne devant pas être accessible par d'autres utilisateurs il est fortement recommandé d'appliquer un droit de lecture/écriture seulement pour l'utilisateur propriétaire (`chmod 0600 clef_privee`).
La clef publique est générée à l'aide de la clef privée avec la commande suivante (attention à la double redirection à modifier si le nom des fichiers est différent de votre côté) :
> WireGuard ne différenciant pas un client d'un serveur cette section est identique à celle de la configuration du serveur, le fichier d'exemple a tout de même été modifié dans ses annotations pour avoir une configuration plus spécifique pour les clients (le paramètre *Endpoint* des pairs est obligatoire par exemple).
`wg-quick` est un utilitaire fourni avec WireGuard qui permet de rapidement configurer une interface WireGuard en se basant sur le contenu d'un fichier de configuration. Les fichiers de configurations sont d'abord recherchés dans **/etc/wireguard/** et sont nommés **\<INTERFACE>.conf**. Habituellement nous retrouvons comme nom *wg0* avec son fichier de configuration */etc/wireguard/wg0.conf*, la suite des commandes se basera sur cette configuration.
> L'utilisation de la commande `wg-quick` ne nécessite pas forcément de placer les fichiers de configurations dans /etc/wireguard/.
{.is-info}
> Le nom des interfaces sous Linux ne doivent pas dépasser 15 caractères. Le nom de l'interface sera valide avec la forme suivante **\[a-zA-Z0-9_=+.-]{1,15}**.
# Si non défini ce sera un port aléatoire disponible qui sera utilisé.
# Pour une configuration cliente l'utilisation d'un port aléatoire convient parfaitement.
#ListenPort = 51820
# (Optionnel) Définition manuelle du MTU de l'interface WireGuard.
# Avec la surencapsultation de WireGuard le MTU doit être au maximum égale au MTU normal de l'interface locale moins 60 octets pour de l'IPv4 et moins 80 pour de l'IPv6.
#MTU = 1420
# Clef privée de l'interface WireGuard.
# Exemple : yAnz5TF+lXXJte14tji3zlMNq+hd2rYUIgJBgB3fBmk=
Une fois la configuration prête il ne reste plus qu'à démarrer WireGuard avec la commande suivante s'il faut préciser un fichier de configuration :
```
wg-quick up /etc/wireguard/wg0.conf
```
Il est aussi possible de préciser simplement le nom de l'interface à démarrer (sous-entend qu'un fichier *.conf* soit présent dans */etc/wireguard/*) :
```
wg-quick up wg0
```
Pour arrêter l'interface WireGuard il suffit de remplacer `wg-quick up` par `wg-quick down` :
`wg-quick` déploie aussi le nécessaire afin de l'utiliser via *systemd* et la commande `systemctl`. Il est donc possible de démarrer, arrêter ainsi que de démarrer automatiquement un tunnel WireGuard.
> WireGuard ne différenciant pas un client d'un serveur cette section est identique à celle de la configuration du serveur à l'exception du paramètre *Endpoint* qui est obligatoire. Le fichier de configuration d'exemple a été adapté à une configuration cliente avec quelques annotations supplémentaires.
{.is-info}
La configuration manuelle d'une interface WireGuard est parfaitement possible et les étapes suivantes seront à réaliser (en plus de l'[installation](https://wiki-tech.io/fr/S%C3%A9curit%C3%A9/WireGuard#installer-wireguard-1) et [génération des clefs](https://wiki-tech.io/fr/S%C3%A9curit%C3%A9/WireGuard#cr%C3%A9er-une-paire-de-clefs-1)) :
1. Création d'un fichier de configuration WireGuard
1. Création d'une nouvelle interface
1. Assignation d'une adresse IP à l'interface
1. Application de la configuration sur la nouvelle interface
1. Activation de l'interface
1. Configuration de la table de routage
Le fichier de configuration WireGuard ressemble fortement à celui de `wg-quick` avec seulement certaines options qui ne sont pas disponibles :
``` bash
# Configuration de l'interface WireGuard du serveur.
[Interface]
# (Optionnel) Ajoute un marquage des paquets sortant.
# Si défini à 0 ou "off" ce mécanisme sera désactivé.
# Il est possible de définir la valeur en hexadécimale en la préfixant de "0x".
#FwMark = off
# (Optionnel) Port d'écoute du serveur WireGuard.
# Si non défini ce sera un port aléatoire disponible qui sera utilisé.
# Pour une configuration cliente l'utilisation d'un port aléatoire convient parfaitement.
#ListenPort = 51820
# Clef privée de l'interface WireGuard.
# Exemple : yAnz5TF+lXXJte14tji3zlMNq+hd2rYUIgJBgB3fBmk=
PrivateKey = PRIVATE_KEY
# Configuration des pairs auxquels le client se connectera.
# Le pair correspond à un serveur WireGuard, en général un seul est défini.
# Création d'autant de [Peer] qu'il y a de pairs identifiés avec une clef publique à connecter.
[Peer]
# Clef publique du pair.
# Exemple : xTIBA5rboUvnH4htodjb6e697QjLERt1NAB4mZqp8Dg=
PublicKey = PUBLIC_KEY_PEER_1
# (Optionnel) Clef partagée entre le serveur et le pair, cette clef doit être issue de wg genpsk.
# Cette option a pour but d'ajouter une couche supplémentaire de chiffrement symétrique pour une résistance théorique post-quantique.
#PresharedKey = PRESHAREDKEY_PEER_1
# Liste des IPs ou réseaux associés au pair séparés par des virgules.
# Doit être de la forme IP/MASQUE (172.18.10.254/24) ou RESEAU/MASQUE (172.18.10.0/24).
# C'est cette option qui définira les routes autorisées pour contacter le pair.
> L'utilisation du fichier de configuration n'est pas obligatoire, la configuration peut-être poussée via des options et arguments de la commande `wg`. Vous pouvez lire le manuel pour plus d'informations : [man 8 wg](https://git.zx2c4.com/wireguard-tools/about/src/man/wg.8).
Une fois le fichier de configuration créé et en place les commandes suivantes peuvent être exécutées pour créer et activer le tunnel WireGuard. A noter que des modifications seront peut-être nécessaire car le nom de l'interface créée sera *wg0* avec un fichier de configuration */etc/wireguard/wg0.conf* :
```
ip link add dev wg0 type wireguard
ip address add dev wg0 172.18.10.254/24
wg setconf wg0 /etc/wireguard/wg0.conf
ip link set up dev wg0
ip route add ALLOWED_IP_1_PEER_1 dev wg0
ip route add ALLOWED_IP_2_PEER_1 dev wg0
```
> Noter bien que toutes les routes renseignées dans le fichier de configuration au niveau des différents pairs doivent être routées sur votre interface WireGuard, cela peut être réalisé en répétant plusieurs fois la dernière commande.
{.is-info}
> Si vous définissez manuellement le MTU de l'interface WireGuard tâchez de soustraire 60 octets de votre MTU normal pour de l'IPv4 ou de soustraire 80 octets pour de l'IPv6.
> L'utilisation d'un tunnel provoque une surencapsulation qui réduit le MTU, si ce dernier était égale ou supérieur au MTU normal alors un paquet utile sera découpé en deux paquets.
> Cet article n'a pas vocation à approfondir totalement la notion d'espace de nom réseau mais de nombreux autres articles existent ou sinon vous pouvez vous penchez sur le [man 8 ip-netns](https://www.linux.org/docs/man8/ip-netns.html).
{.is-warning}
WireGuard propose une autre méthode pour gérer les accès des différents process au tunnel WireGuard : l'utilisation des espaces de noms réseaux (network namespaces). Un espace de nom réseau regroupe des interfaces réseaux et les règles qui les entourent (routage, acl, pare-feu) ainsi que des processus.
> Par défaut un espace de nom est créé à chaque démarrage du système et se nomme *1* en référence au process init qui en est à l'origine et qui possède le PID 1. Tous les autres process (ou presque) appartiendront à cet espace de nom.
{.is-info}
WireGuard tire un avantage de cette fonctionnalité car une mémoire de l'espace de nom réseau dans lequel une interface WireGuard a été créée est conservée. Le tunnel WireGuard sera toujours créé à partir de l'espace de nom où l'interface a été créée même si l'interface a été migrée vers un autre espace de nom réseau.
[Un exemple de configuration](https://www.wireguard.com/netns/) donné sur le site de WireGuard est de créer un nouvel espace de nom pour y placer les interfaces réseaux physiques, créer un tunnel WireGuard et le placer dans l'espace de nom réseau *1* afin que tous les processus systèmes utilisent le tunnel WireGuard et pas les interfaces physiques. La configuration suit les étapes suivantes :
1. Création d'un nouvel espace de nom réseau
1. Migration des interfaces physiques dans le nouvel espace de nom réseau
1. Création d'une interface WireGuard dans le nouvel espace de nom réseau
1. Déplacement de l'interface WireGuard dans l'espace de nom *1*
1. Configuration de l'interface WireGuard (IP + tunnel WireGuard)
1. Activation de l'interface WireGuard
1. Ajout d'une règle de routage par défaut vers l'interface WireGuard
Les commandes qui seraient utilisées pour arriver à ce résultat ressembleraient à ceci :
```
ip netns add lien_physique
ip link set eth0 netns lien_physique
ip -n lien_physique link add wg0 type wireguard
ip -n lien_physique link set wg0 netns 1
wg setconf wg0 /etc/wireguard/wg0.conf
ip addr add 172.18.10.254/24 dev wg0
ip link set up wg0
ip route add default dev wg0
```
D'autres cas d'utilisations peuvent être envisagés : créer l'interface WireGuard dans l'espace de nom *1* puis la déplacer dans un autre espace de nom où un processus particulier doit être le seul à utiliser le tunnel. Ce cas d'usage pourrait très bien correspondre à un container docker, ou au besoin d'isoler un processus devant avoir des accès réseaux particuliers, forcer un processus utilisant des communications non chiffrées à passer au travers du tunnel WireGuard, etc.
Globalement c'est l'inverse de l'exemple précédent et les commandes pour y arriver seraient :
```
ip netns add wireguard_ns
ip link add wg0 type wireguard
ip link set wg0 netns wireguard_ns
ip netns exec wireguard_ns wg setconf wg0 /etc/wireguard/wg0.conf
ip -n wireguard_ns addr add 172.18.10.254/24 dev wg0
Pour l'installation des clients des autres OS il vaut mieux se référer à la page regroupant les différentes [installations de WireGuard](https://www.wireguard.com/install/) et suivre les indications qui y sont présentes et qui sont maintenues à jour.
La configuration sur les autres OS que Linux dépend grandement de comment ils ont été implémentés et s'ils disposent de configurations guidées ou non. Globalement la création ou l'importation de fichier de configuration comme ceux de [la configuration manuelle d'un client](https://wiki-tech.io/fr/S%C3%A9curit%C3%A9/WireGuard#configuration-manuelle-1) sont toujours proposés.
Pour les clients mobiles, Android et iOS, une fonctionnalité d'import de configuration via un QR code est disponible. Il est très simple de générer un QR code à partir de son fichier de configuration, l'auteur de cet article génère à la volée des QR code de configuration WireGuard depuis son serveur WireGuard et affiche le résultat directement dans un terminal SSH.
Pour parvenir à ce résultat il faudra installer la commande `qrencode`, sous une distribution Debian la commande sera la suivante :
```
apt install qrencode
```
Pour générer et afficher le QR code dans le terminal la commande suivante sera à exécuter :
