Implementing WireGuard to a home office environment

Abstract

Virtuaalinen erillisverkko eli VPN (Virtual Private Network) on teknologia, jonka tarkoituksena on tarjota tapa yhdistää kaksi tai useampi verkko Internetin ylitse näennäisesti yksityisen verkon muodostamiseksi. VPN-yhteyttä käytetään useimmiten yrityksissä erillisten toimistorakennusten verkkojen yhdistämiseksi sekä etätyön mahdollistamiseksi.

Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli implementoida WireGuard VPN -ohjelmisto kotitoimistoympäristöön sekä tutustua muihin itse hallittuihin VPN-ratkaisuihin ja yleisiin VPN-protokolliin. VPN-protokollista voitiin päätellä, että useat protokollissa käytetyt teknologiat ovat suorituskyvyltään raskaampia kuin tuoreemmat vaihtoehdot.

Työssä implementoitiin WireGuard-tunneli päätelaitteena toimivan kannettavan tietokoneen ja virtuaalisen pilvipalvelimen välille. Sama tunneli asennettiin ja testattiin myös mobiililaitteella. Yhteys toteutettiin ensin manuaalisesti terminaalissa komento kerrallaan, ja lopulta asetukset siirrettiin erilliseen konfiguraatiotiedostoon. Yksittäiseen tiedostoon siirtäminen nopeutti yhteyden muodostamista, sillä yhteys saatiin aktiiviseksi yksittäisellä komennolla.

Työn lopputuloksena syntyi kotitoimistossa toimiva VPN-ratkaisu, jolla käyttäjät pystyivät salaamaan tietoliikenteensä sekä kiertämään maantieteelliseen sijaintiin liittyviä rajoituksia. Implementaation suorituskyky testattiin vertaamalla yhteyden nopeutta VPN-yhteyden kanssa sekä ilman sitä. Lisäksi ohjelmiston salausalgoritmin toimivuus varmistettiin tutkimalla yksittäisten pakettien sisältöä.

A Virtual Private Network (VPN) extends a private network across the public network and therefore allows devices to interact with each other as if they were directly connected. A VPN connection is commonly used in organizations to interconnect geographically varying networks as well as to offer remote work capabilities.

The goal of the thesis was to implement WireGuard VPN-software into a home office environment and to take a look into common VPN protocols and self-hosted VPN solutions. Based on the VPN-protocols, it could be concluded that some VPN-protocols use very heavy technologies compared to more recent solutions.

WireGuard-tunnel was implemented between a laptop acting as a host device and a virtual cloud server. The same tunnel was also implemented and tested on a mobile device acting as the host device. The connection was initially established via the terminal a command at a time and then moved to a separate configuration file. Moving the configuration to a single separate file allowed for a quicker connection establishment as the tunnel could be brought online with a single command.

As a result of the thesis, a working VPN-solution for a home office environment was created that allowed the end users to encrypt their network traffic and circumvent restriction based on geographical location. The performance of the implementation was tested with and without the tunnel being active. Additionally, the encryption was verified by inspecting single packets of network traffic.