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Definition Virtual Private Network (VPN) Was ist VPN?

Autor / Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Stefan Luber / Peter Schmitz

Mit einem Virtual Private Network, kurz VPN, lassen sich Daten im öffentlichen Internet geschützt übertragen. Über das Transportmedium Internet wird ein virtuelles, in sich geschlossenes Netzwerk zwischen mehreren Kommunikationspartnern aufgebaut.

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Ein Virtual Private Network (VPN) baut zwischen zwei Parteien einen verschlüsselten Tunnel durch ein potenziell unsicheres Netzwerk auf.
Ein Virtual Private Network (VPN) baut zwischen zwei Parteien einen verschlüsselten Tunnel durch ein potenziell unsicheres Netzwerk auf.
(Bild: PDPics - Pixabay / CC0 )

Ein Virtual Private Network (VPN) verbindet mehrere Teilnehmer eines IP-Netzes zu einem abgeschlossenen Teilnetzwerk. Die Verbindungen zwischen den Teilnehmern sind durch Tunnel- und Verschlüsselungstechniken vom öffentlichen IP-Netzwerk abgeschottet und ermöglichen eine geschützte Übertragung von Daten. Virtuelle private Netzwerke können dabei unterschiedliche Netzstrukturen besitzen. Die Spanne reicht von einfachen Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zweier Teilnehmer über Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindungen bis hin zu vermaschten Systemen.

Virtual Private Networks sind eine Alternative zu dedizierten Netzen, die über eigene physische Leitungen realisiert werden. Sie ermöglichen die Nutzung der öffentlichen Internetinfrastruktur für den Aufbau eines virtuellen Netzwerks. Für Teilnehmer des öffentlichen Internets sind die Verbindungen und die übertragenen Daten nicht einsehbar.

Verschlüsselung im Virtual Private Network

Virtuelle private Netze lassen sich zwar auch unverschlüsselt realisieren, doch kommen sie hauptsächlich in verschlüsselter Form zum Einsatz. Die Verschlüsselung sorgt für eine abhörsichere und manipulationsgeschützte Kommunikation zwischen den verschiedenen Teilnehmern des VPNs trotz Nutzung des relativ ungeschützten Internets. Für die Verschlüsselung kommen Techniken wie die Internet Protocol Security (IPsec) mit Encapsulating Security Payload (ESP) zum Einsatz. Diese Techniken stellen die Integrität und Vertraulichkeit der Kommunikation sicher und sorgen für die Authentisierung der Teilnehmer. Sollen sich mehrere Clients mit einem Virtual Privat Network verbinden, ist an zentraler Stelle in der Regel ein Gateway wie ein Router oder eine Firewall installiert. Diese Geräte unterstützen Internet Protocol Security und ESP und kommunizieren mit den Clients der verschiedenen Geräte. IPsec-Clients sind für viele Betriebssysteme wie Windows, Linux oder Mac OS erhältlich. Da einige Netzwerke wie öffentliche Hotspots die direkte Übertragung von IPsec unterbinden, kann zur Vermeidung von Übertragungsproblemen ein nochmaliges Verpacken in normales IP erfolgen. Auf dem Client und dem Gateway werden Passwörter, öffentliche Schlüssel oder Zertifikate zur gegenseitigen Authentisierung genutzt. Auch hardwarebasierte Systeme wie SecureID sind üblich.

Übertragung der Daten im VPN per Tunnelverbindung

Die Verbindung zwischen dem Client und dem Gateway kann als eine Art Tunnel betrachtet werden. Es besteht eine IP-Verbindung zwischen den Teilnehmern mit öffentlichen IP-Adressen. Über diese Verbindung übertragen die Kommunikationspartner verschlüsselte Daten. Mit Hilfe dieser Daten entsteht eine zweite geschützte Verbindung mit eigenen IP-Adressen, die von außen weder einsehbar noch manipulierbar ist. Erst an den Endpunkten, dem Sender und dem Empfänger, erfolgt das Entschlüsseln und Auspacken der im Tunnel verwendeten IP-Adressen und Daten. Das öffentliche IP-Netz stellt nur die reine Transport- und Vermittlungsleistung zur Verfügung.

Das Point-to-Point Tunneling Protocol

PPTP (Point-to-Point Tunneling Protocol) ist ein für VPN-Verbindungen genutztes Tunneling-Protokoll. Es wurde von mehreren Unternehmen entwickelt. Maßgeblichen Anteil an PPTP hatte unter anderem Microsoft. PPTP zeichnet sich durch die einfache Konfiguration und die Unterstützung durch viele Betriebssysteme aus. Neben Windows ist das Point-to-Point Tunneling Protocol auch in vielen Linux und Mac OS Systemen integriert. Über das Tunnelprotokoll lassen sich IP-, IPX- und NetBEUI-Daten übertragen. Aufgrund einiger Schwächen in der Verschlüsselung und Authentifizierung hat das Point-to-Point Tunneling Protocol an Bedeutung verloren und wurde durch Techniken wie L2TP/IPSec oder Internet Protocol Security mit IKEv2 abgelöst.

Das webbasierte SSL-VPN

Mit Hilfe des SSL-VPNs ist es möglich, über das öffentliche Internet sicher auf zentrale Daten und Anwendungen zuzugreifen, ohne dass sich der Teilnehmer an das eigentliche Unternehmensnetz anbinden muss. Die Technik ermöglicht einen gesicherten Zugriff nur auf einzelne Dienste. Im eigentlichen Sinn handelt es sich deshalb nicht um ein vollwertiges Virtual Private Network. Ein SSL-VPN lässt sich ohne Client-Installation über einen Webbrowser mit dem Webserver eines Unternehmens aufbauen. Der Fernzugriff ist dann zwar auf Webanwendungen auf dem Server beschränkt, diese können aber als Schnittstelle für andere Unternehmensanwendungen dienen.

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