Was ist ein VPN?

Virtual Private Network (VPN)

Wenn Unternehmen expandieren, haben diese in der Regel mehrere Niederlassungen oder Büros in einem Land und möglicherweise weltweit positioniert. Um den reibungslosen Ablauf bei der Kommunikation zu gewährleisten, benötigen die Mitarbeiter an diesen Standorten eine schnelle, vor allem sichere und zuverlässige Möglichkeit, Informationen über Computernetzwerke geschützt auszutauschen.

Auch reisende Mitarbeiter, wie Vertriebsmitarbeiter, benötigen ebenfalls eine ebenso sichere und zuverlässige Methode, um sich von entfernten Standorten mit dem Computernetzwerk ihres jeweiligen Unternehmens sicher zu verbinden. Selbst während der Freizeit möchten Personen ihre Computer schützen, wenn sie sich in einem unbekannten oder unsicheren Netzwerk befinden.

Eine beliebte Technologie, um diese Ziele zu erreichen, ist ein VPN (virtuelles privates Netzwerk).

Doch was verbirgt sich genau hinter einem VPN und wie operiert es? Welche Kategorien von VPN existieren? Welche Vorzüge und Nachteile bringt die Nutzung eines VPNs mit sich? Auf all diese Fragen versuchen wir Ihnen eine umfassende Antwort zu geben und zeigen Ihnen auch, wie Sie mithilfe eines VPNs sicher durch das Internet navigieren können!

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Was ist ein Virtual Private Network (VPN)?

Ein Virtual Private Network (VPN), oder virtuelles privates Netzwerk, bildet eine sichere, verschlüsselte Verbindung zwischen einem Endgerät und einem entfernten Server.

Oder eine andere Definition, die mehr das öffentliche Netzwerk versus privates Netzwerk verdeutlicht: Ein VPN ist ein privates Netzwerk, das innerhalb einer öffentlichen Netzwerkinfrastruktur, wie dem globalen Internet, aufgebaut wird.

Die VPN Technologie gewährleistet letztendlich einen geschützten Netzwerktunnel über das öffentliche Internet hinweg, wodurch Nutzer sicher auf Ressourcen zugreifen können, als befänden sie sich direkt im privaten Netzwerk.

VPN: Funktionsprinzip

Das Funktionsprinzip eines VPNs offenbart eine innovative Technologie, die das Internet sicherer und vielseitiger macht. Hier werfen wir einen kurzen Blick auf das Funktionsprinzip, wie ein VPN arbeitet und welche fortschrittlichen Techniken dabei zum Einsatz kommen:

1. Verschlüsselung des Datenverkehrs: Sicherheit an erster Stelle

Wenn Sie eine VPN-Verbindung (bei vertrauenswürdigen und sehr guten Anbietern) initiieren, durchläuft Ihr Datenverkehr einen Prozess der AES Verschlüsselung.

AES, das Advanced Encryption Standard, ist eine äußerst robuste Verschlüsselungsmethode, die im Jahr 2001 vom U.S. National Institute of Standards and Technology (NIST) als Standard festgelegt wurde. Diese Methode findet weltweit in Software und Hardware Verwendung, um sensible Daten zuverlässig zu verschlüsseln. Aufgrund seiner Wirksamkeit ist AES heute unverzichtbar für die Cybersicherheit und den Schutz elektronischer Daten.

Verschiedene Anwendungen können durch AES erfolgreich verschlüsselt werden:

• • Datenverschlüsselung: AES wird häufig für die sichere Verschlüsselung von sogenannten "Data-at-Rest" verwendet – das sind Daten, die physisch auf einem Server, einer Festplatte oder in einer Cloud gespeichert sind.

• • Wi-Fi-Verschlüsselung: AES ist eine sichere Methode, um ein drahtloses Netzwerk zu verschlüsseln und abzusichern. Es ist in den Standards WPA2 und WPA3 enthalten.

• • Browser-Verschlüsselung: AES ist eines der Verschlüsselungsverfahren, das im TLS-Protokoll Anwendung findet. TLS stellt das sichere Vorhängeschloss-Symbol im Browser dar, das eine sichere Verbindung signalisiert.

2. Tunneling-Technologie: Durch den sicheren "Tunnel"

Die verschlüsselten Daten navigieren geschickt durch einen geschützten "Tunnel". Dies geschieht, indem die Verschlüsselung sich buchstäblich einen "abhörsicheren Tunnel" durch das ungeschützte Internet "gräbt", zum Beispiel von Ihrem Laptop zu einem externen VPN-Server.

Am Eingang dieses Tunnels werden sämtliche Informationen in anschauliche, verschlüsselte Datenpakete verpackt und am Ende des Tunnels wieder "ausgepackt" bzw. entschlüsselt. Auf diese Weise liegen die Daten auf der anderen Seite wieder in ihrer ursprünglichen Form vor. Der notwendige Schlüsselaustausch erfolgt automatisch bereits beim Aufbau der Verbindung.

Der "Tunneling-Prozess" verwendet fortschrittliche Protokolle wie OpenVPN oder IPSec, um die Daten sicher zu transportieren.

3. IP-Adressen-Tausch: Anonymität als oberste Priorität

Durch einen raffinierten IP-Adressen-Tausch bzw. IP-Adressen Änderung weist der VPN-Server Ihnen eine temporäre IP-Adresse zu. Dadurch bleibt Ihre tatsächliche IP-Adresse im Verborgenen, wodurch Ihre Anonymität im Internet gewahrt wird. Beim Zugriff auf Inhalte aus anderen Ländern (Ausland) wird Ihre temporäre IP-Adresse diesem Standort zugeordnet.

Hinweis:

Ihre aktuelle IP-Adresse

IP:

City:

Country:

ISP:

 

4. Verbindung mit dem Zielserver: Reibungsloser Austausch

Nachdem Ihr Datenverkehr den verschlüsselten Tunnel passiert hat, erreicht er zielsicher den Server. Von dort aus erfolgt die Anfragebearbeitung, und die Antwort navigiert auf denselben sicheren Pfaden zurück zu Ihnen. Dieser nahtlose Austausch gewährleistet eine geschützte Kommunikation im Internet.

Weiterhin ermöglichen VPNs nicht nur eine sichere Datenübertragung, sondern auch die flexible Überwindung geografischer Einschränkungen - Geoblocking umgehen.

Die fortgeschrittenen Technologien, die in einem VPN implementiert sind, machen es zu einem unverzichtbaren Werkzeug für alle, die ihre Online-Privatsphäre schützen und das Internet ohne Länder-Einschränkungen nutzen möchten.

Was zeichnet ein VPN aus?

Der Hauptzweck eines VPNs besteht darin, eine sichere und zugleich zuverlässige private Verbindung zwischen Computernetzwerken über ein bestehendes öffentliches Netzwerk, in der Regel das Internet, bereitzustellen.

Doch was zeichnet ein VPN aus? Das soll anhand der folgenden Vor- und Nachteile betrachtet werden, die man von einem VPN erwarten sollte:

VPN Vorteile:

1. Sicherheit und Datenschutz:

VPNs verschlüsseln den Datenverkehr zwischen Ihrem Gerät und dem VPN-Server. Dies schützt Ihre sensiblen Daten vor potenziellen Hackern, insbesondere wenn Sie über unsichere Netzwerke wie öffentliche WLAN-Hotspots surfen.

Beispiel: Wenn Sie in einem Café mit öffentlichem WLAN arbeiten und eine vertrauliche E-Mail senden, wird die Kommunikation durch die VPN-Verschlüsselung vor neugierigen Blicken geschützt. Ihre persönlichen Daten sind geschützt.

2. Überwindung geografischer Einschränkungen:

VPNs ermöglichen es Ihnen, Ihre virtuelle Position zu ändern und auf Inhalte zuzugreifen, die in bestimmten Ländern oder Regionen eingeschränkt sind.

Beispiel: Wenn Sie auf Reisen sind und auf Ihre Heimatinhalte zugreifen möchten, können Sie über einen VPN-Server in Ihrem Heimatland eine Verbindung herstellen, um auf regionale Websites oder Streaming-Dienste zuzugreifen, z.B. auf Schweizer TV, Bundesliga, HBO Max Schweiz, Hulu Schweiz, Netflix USA, Discovery Plus Schweiz oder die Serie A.

3. Anonymität im Internet:

Durch das Maskieren Ihrer IP-Adresse bieten VPNs eine gewisse Anonymität beim Surfen im Internet.

Beispiel: Wenn Sie anonym im Internet recherchieren möchten, verhindert die Verwendung eines VPNs, dass Websites Ihre tatsächliche IP-Adresse und Standortdaten verfolgen.

4. Sicherheit in öffentlichen Netzwerken:

VPNs schützen vor potenziellen Bedrohungen in öffentlichen WLAN-Netzwerken, indem sie eine sichere Verschlüsselungsebene bieten.

Beispiel: In einem Flughafen oder Hotel, wo öffentliche WLANs unsicher sein können, können Sie über ein VPN eine geschützte Verbindung herstellen, um sensible Daten wie Login-Informationen zu sichern.

5. Fernzugriff auf Unternehmensnetzwerke:

Unternehmen nutzen VPNs, damit Mitarbeiter sicher von entfernten Standorten aus auf das interne Netzwerk zugreifen können.

Beispiel: Ein Mitarbeiter kann von zu Hause aus auf firmeninterne Ressourcen zugreifen, als wäre er physisch im Büro.

VPN Nachteile:

1. Geschwindigkeitsverlust:

Die Datenverschlüsselung und Umleitung des Datenverkehrs durch den VPN-Server können zu einer langsameren Internetverbindung führen.

Beispiel: Streaming von hochauflösenden Videos kann durch VPN-Verschlüsselung zu Pufferzeiten oder verringerter Streaming-Qualität führen.

2. Vertrauen in VPN-Anbieter:

Nutzer müssen darauf vertrauen, dass der VPN-Anbieter die Privatsphäre respektiert und keine Protokolle führt.

Beispiel: Sicherheitsverletzungen oder Datenlagerung durch den VPN-Anbieter können das Vertrauen beeinträchtigen.

3. Komplexe Konfiguration:

Die Einrichtung und Konfiguration eines VPNs können für weniger technisch versierte Benutzer kompliziert sein.

Beispiel: Die Konfiguration von VPN-Einstellungen auf verschiedenen Geräten erfordert technisches Know-how.

4. Legale Aspekte:

Die Nutzung von VPNs kann je nach Region und gesetzlichen Bestimmungen eingeschränkt oder illegal sein.

Beispiel: In einigen Ländern können VPN-Dienste aufgrund von Zensur- oder Überwachungsmaßnahmen eingeschränkt sein, z.B. in China, Russland und Iran.

5. Begrenzte Anonymität:

VPNs verbessern die Online-Anonymität, bieten jedoch keine absolute Anonymität, da andere Tracking-Mechanismen weiterhin genutzt werden können.

Beispiel: Websites können trotz VPN möglicherweise Ihre Identität durch Browser-Fingerabdrücke oder Tracking-Cookies nachverfolgen.

Auf dem nächsten Abschnitt werden zwei gängige Kategorien von VPNs beschrieben.

Welche VPN Kategorien gibt es?

VPNs, ob vom Dienstleister bereitgestellt (Das sind solche VPNs, die von einem Dienstleister oder mehreren Dienstleistern konfiguriert und verwaltet werden) oder vom Kunden bereitgestellt (Vom Kunden bereitgestellte VPNs sind solche, die vom Kunden selbst konfiguriert und verwaltet werden, möglicherweise in Zusammenarbeit mit dem Dienstleister) können in zwei Hauptkategorien aufgeteilt werden:

• • Site-to-Site

• • Remote Access

Site-to-Site-VPNs

Site-to-Site-VPNs ermöglichen die Verbindung zwischen geografisch verteilten Standorten einer Organisation (wie z.B. Haupt- und Zweigstellen).

Diese Abbildung soll ein typisches Site-to-Site-VPN veranschaulichen:

Es gibt zwei Arten von Site-to-Site-VPNs:

• Intranet-VPNs - ermöglichen die Verbindung zwischen Standorten einer einzigen Organisation

• Extranet-VPNs - ermöglichen die Verbindung zwischen Organisationen wie Geschäftspartnern oder einem Unternehmen und seinen Kunden

Remote Access-VPNs

Remote Access-VPNs (auch Access-VPNs genannt) ermöglichen es mobilen oder Heimanwendern, auf Ressourcen einer Organisation aus der Ferne zuzugreifen.

So können sich diese von Zuhause aus oder von unterwegs über eine abgesicherte VPN-Verbindung mit dem entsprechenden Endgerät verbinden und dort die erforderlichen Einstellungen vornehmen, ohne dass sie vor Ort sein müssen, wenn es etwa um die Konfiguration eines Routers oder die Installation einer neuen Software geht etc..

Ein weiteres Anwendungsbeispiel sind Netzwerkspeicher mit eingebautem Webserver. Durch solche Systeme, die auch als Network Attached Storage, kurz NAS, bekannt sind, können gespeicherte Filme, Musik und Fotos bequem auf verschiedene Endgeräte wie Tablets oder Smartphones übertragen werden.

Der volle Funktionsumfang vieler NAS-Webserver steht jedoch nur zur Verfügung, wenn der Router so konfiguriert ist, dass alle eingehenden Anfragen an einen bestimmten Ziel-Port des NAS-Geräts weitergeleitet werden. Weiter im BSI.BUND.

Diese Abbildung soll typische Remote Access Remo-VPNs veranschaulichen:

VPN Protokolle

Im folgenden sollen die Protokolle der VPN Kategorien Remote-Access und Site-to-Site kurz erläutert werden:

Remote-Access Protokolle

Die Protokolle, die für die Einrichtung von Remote-Access-VPNs verwendet werden, umfassen folgende:

1. Layer Two Forwarding (L2F)-Protokoll:

• • L2F ist ein von Cisco entwickeltes Protokoll.

• • Es ermöglicht das Tunneln von PPP- (oder Serial Line Interface Protocol (SLIP))-Frames zwischen einem NAS und einem VPN-Gateway-Gerät an einem zentralen Standort.

• • Remote-Zugriffs-Benutzer verbinden sich mit dem NAS, und die PPP-Frames des Remote-Zugriffs-Benutzers werden über das Netzwerk zum VPN-(Heim-)Gateway getunnelt.

2. Point-to-Point Tunneling Protocol (PPTP):

• • PPTP wurde von einem Konsortium von Anbietern entwickelt, darunter Microsoft, 3Com und Ascend Communications.

• • Es ermöglicht das Tunneln von PPP-Frames für Remote-Zugriffs-Clients zwischen einem NAS und einem VPN-Gateway/Concentrator.

• • PPTP ermöglicht auch den direkten Aufbau eines Tunnels vom Remote-Zugriff zu einem VPN-Gateway/Concentrator.

• • PPP-encapsulated-Pakete, die über PPTP-Tunnel transportiert werden, werden häufig mit Microsoft Point-to-Point Encryption (MPPE) geschützt.

3. Layer 2 Tunneling Protocol (L2TP) Versionen 2 und 3 (L2TPv2/L2TPv3):

• • L2TP ist ein Standard des Internet Engineering Task Force (IETF).

• • Es kombiniert die besten Funktionen von L2F und PPTP.

• • In einer Remote-Access-Umgebung ermöglicht L2TP das Tunneln von PPP-Frames für Remote-Zugriffs-Clients über ein NAS zu einem VPN-Gateway/Concentrator oder direkt vom Remote-Zugriffs-Client zum VPN-Gateway/Concentrator.

• • L2TP-Tunnel werden häufig mit IPsec geschützt, da L2TP eine begrenzte intrinsische Sicherheit aufweist.

4. IPsec:

• • Neben der Einrichtung von Site-to-Site-VPNs kann IPsec dazu verwendet werden, den Datenverkehr zwischen Remote-Zugriffs- oder mobilen Benutzern und einem VPN-Gateway/Concentrator sicher zu tunneln.

5. Secure Sockets Layer (SSL):

• • SSL ist ein Sicherheitsprotokoll, das von Netscape Communications entwickelt wurde.

• • Es bietet sicheren Remote-Zugriff für mobile Benutzer oder Heimanwender.

• • Clientless SSL Remote-Access-VPNs bieten eingeschränkte Funktionalität im Vergleich zu anderen Protokollen.

• • Transport Layer Security (TLS), ein IETF-Standard, ist ähnlich wie SSLv3.

• • SSL VPNs erfordern keine spezielle Clientsoftware, da SSL in den meisten Webbrowsern enthalten ist. Daher werden sie auch als Web-VPNs oder clientless VPNs bezeichnet.

• • Durch die Installation spezifischer SSL VPN-Clientsoftware auf Remote-Zugriffs-Client-Geräten können SSL VPNs um weitere Funktionen erweitert werden.

Site-to-Site VPNs Protokolle

Protokolle zur Einrichtung von Site-to-Site-VPNs umfassen: IP Security (IPsec), Generic Routing Encapsulation (GRE), das Layer Two Tunneling Protocol Version 3 (L2TPv3), Draft Martini Pseudowires (emulierte Schaltkreise), IEEE 802.1Q Tunneling (Q-in-Q) und MPLS Label Switched Paths (LSP).

Hier sind sie im Folgenden aufgelistet:

1. IPsec

• • Schutz des IP-Verkehrs zwischen Sicherheitsgateways oder Hosts.

• • Häufige Verwendung von IPsec-Tunneln für Site-to-Site-Verbindungen zwischen CE-Geräten (Customer Edge (CE)-Geräte - CE-Geräte befinden sich, wie der Name schon sagt, am Rand des Kundennetzwerks und verbinden sich mit dem Anbieternetzwerk (über Provider Edge [PE]-Geräte).).

2. GRE (Generic Routing Encapsulation)

• • Ermöglicht den Bau von Tunneln und den Transport von Multiprotokollverkehr zwischen CE-Geräten in einem VPN.

• • GRE-Tunnel können durch IPsec geschützt werden.

3. Draft Martini (Jeden Transport via MPLS [AToM])

• • Punkt-zu-Punkt-Transport von Protokollen wie Frame Relay, ATM, Ethernet, Ethernet VLAN (802.1Q), HDLC und PPP-Verkehr über MPLS.

4. L2TPv3 (Layer 2 Tunnel Protokol Version 3)

• • Punkt-zu-Punkt-Transport von Protokollen wie Frame Relay, ATM, Ethernet, Ethernet VLAN, HDLC und PPP-Verkehr über eine IP- oder andere Backbone.

5. IEEE 802.1Q Tunnel (Q-in-Q)

• • Erlaubt einem Dienstanbieter das Tunneln von mit 802.1Q markiertem Ethernet-Verkehr des Kunden über ein gemeinsames Backbone.

• • Der Kunden-802.1Q-Verkehr wird über die gemeinsame Provider-Backbone getunnelt, indem ein weiteres 802.1Q-Tag vorangestellt wird.

6. MPLS LSPs (Label Switched Paths)

• • Ein LSP ist ein Pfad über Label Switch Router (LSR) in einem MPLS-Netzwerk.

• • Pakete werden anhand von vorangestellten Labels umgeleitet.

• • LSPs können durch das Tag Distribution Protocol (TDP), das Label Distribution Protocol (LDP) oder das Resource Reservation Protocol (RSVP) signalisiert werden.

Diese Protokolle sind entscheidend für die Einrichtung und Gewährleistung einer zuverlässigen Site-to-Site-VPN-Kommunikation zwischen verschiedenen Standorten.

VPN: Wie richte ich es ein?

Hier sind die Schritte zur Einrichtung eines VPNs sowie Beispiele, wie dies auf einem Windows-Computer durchgeführt werden kann:

1. Auswahl des VPN-Anbieters:

Entscheide dich für einen zuverlässigen VPN-Anbieter, der deinen Anforderungen entspricht. Ein Beispiel hierfür ist "ExpressVPN".

2. Anmeldung und Abonnement:

Melde dich auf der Website des VPN-Anbieters an, erstelle einen Account und wähle das passende Abonnement aus.

3. Herunterladen und Installieren der App:

Lade die offizielle Anwendung des VPN-Anbieters herunter und installiere sie auf deinem Windows-Computer.

4. Starten der Anwendung:

Starte die VPN-Anwendung und melde dich mit den zuvor erstellten Anmeldeinformationen an.

5. Serverstandort wählen:

Wähle den gewünschten Serverstandort aus der verfügbaren Liste. Beispiel: Du möchtest auf Inhalte zugreifen, die in den USA verfügbar sind, also wählst du einen US-Server aus, z.B. um dann auf die Netflix USA Stream Angebote zuzugreifen.

6. Verbindung herstellen:

Klicke auf die Schaltfläche zum Verbinden, um eine sichere Verbindung zum ausgewählten Serverstandort herzustellen.

7. Verbindung überprüfen:

Überprüfe, ob die Verbindung erfolgreich hergestellt wurde, indem du auf den VPN-Dashboard nachschaust. Deine IP-Adresse sollte jetzt die des VPN-Servers sein.

Dieses Beispiel illustriert den Prozess der Einrichtung eines VPNs auf einem Windows-Computer mithilfe einer Anwendung wie ExpressVPN.

Beachte jedoch, dass es auch andere Optionen gibt, wie die manuelle Einrichtung von VPN-Verbindungen oder die Nutzung von VPNs auf anderen Betriebssystemen wie macOS, iOS oder Android.

Jeder VPN-Anbieter hat spezifische Anweisungen, die es zu befolgen gilt, um die Einrichtung erfolgreich abzuschließen.