编译Android版本的OpenVPN

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0x00 前言

目前网上看到的Android端OpenVPN客户端都是基于VPNService开发的，这种方法不需要root权限，因此使用非常广泛。但是，这种方法需要UI操作，还是不够完美，我更喜欢使用纯命令行的openvpn（需要root权限）。

以下是编译2.3.17 x86版本openvpn过程的记录。
编译环境为：Ubuntu 14.04 64位系统

源码下载地址为：http://build.openvpn.net/downloads/releases/。

0x01 依赖库编译

openvpn依赖的库主要有：openssl、liblzo

编译openssl

github上找到一个提供编译方法的项目，它提供的是openssl-1.1.0f版本的编译，按照如下命令可以很快编译出x86版本的静态库。

./build-openssl4android.sh android-x86 x86

但是后来发现，openvpn用到的一些函数已经不支持openssl 1.1以上版本，因此改用1.0.2版本的openssl。下载地址为：https://www.openssl.org/source/old/1.0.2/。

修改build-openssl4android.sh中openssl的文件名，然后运行脚本编译。完成后在会在libs\x86\lib目录下生成libcrypto.a和libssl.a两个文件。

网上还找到另外一种方法，原理是一致的，方法略有差异。

  1. export CC="$STANDALONE_TOOCHAIN_PATH/bin/i686-linux-android-gcc -mtune=atom -march=atom --sysroot=$STANDALONE_TOOCHAIN_PATH/sysroot"
  2. export AR=$STANDALONE_TOOCHAIN_PATH/bin/i686-linux-android-ar
  3. export RANLIB=$STANDALONE_TOOCHAIN_PATH/bin/i686-linux-android-ranlib
  4. ./Configure android-x86 -DOPENSSL_IA32_SSE2 -DAES_ASM -DVPAES_ASM
  5. make
  COPY

$STANDALONE_TOOCHAIN_PATH是生成的工具链目录，使用build-openssl4android.sh会自动生成该目录。

经过测试，也是可以的。

编译liblzo

liblzo源码可以从http://www.oberhumer.com/opensource/lzo/download/下载。

编译可以参考这个项目，在源码根目录下创建jni目录并进入该目录，创建Android.mk文件，输入以下内容：

  1. LOCAL_PATH:= $(call my-dir)
  3. common_SRC_FILES:=  \
  4.     ../src/lzo_crc.c \
  5.     ../src/lzo_init.c \
  6.     ../src/lzo_ptr.c \
  7.     ../src/lzo_str.c \
  8.     ../src/lzo_util.c \
  9.     ../src/lzo1.c \
  10.     ../src/lzo1_99.c \
  11.     ../src/lzo1a.c \
  12.     ../src/lzo1a_99.c \
  13.     ../src/lzo1b_1.c \
  14.     ../src/lzo1b_2.c \
  15.     ../src/lzo1b_3.c \
  16.     ../src/lzo1b_4.c \
  17.     ../src/lzo1b_5.c \
  18.     ../src/lzo1b_6.c \
  19.     ../src/lzo1b_7.c \
  20.     ../src/lzo1b_8.c \
  21.     ../src/lzo1b_9.c \
  22.     ../src/lzo1b_99.c \
  23.     ../src/lzo1b_9x.c \
  24.     ../src/lzo1b_cc.c \
  25.     ../src/lzo1b_d1.c \
  26.     ../src/lzo1b_d2.c \
  27.     ../src/lzo1b_rr.c \
  28.     ../src/lzo1b_xx.c \
  29.     ../src/lzo1c_1.c \
  30.     ../src/lzo1c_2.c \
  31.     ../src/lzo1c_3.c \
  32.     ../src/lzo1c_4.c \
  33.     ../src/lzo1c_5.c \
  34.     ../src/lzo1c_6.c \
  35.     ../src/lzo1c_7.c \
  36.     ../src/lzo1c_8.c \
  37.     ../src/lzo1c_9.c \
  38.     ../src/lzo1c_99.c \
  39.     ../src/lzo1c_d1.c \
  40.     ../src/lzo1c_d2.c \
  41.     ../src/lzo1c_rr.c \
  42.     ../src/lzo1c_xx.c \
  43.     ../src/lzo1f_1.c \
  44.     ../src/lzo1f_9x.c \
  45.     ../src/lzo1f_d1.c \
  46.     ../src/lzo1f_d2.c \
  47.     ../src/lzo1x_1.c \
  48.     ../src/lzo1x_9x.c \
  49.     ../src/lzo1x_d1.c \
  50.     ../src/lzo1x_d2.c \
  51.     ../src/lzo1x_d3.c \
  52.     ../src/lzo1x_o.c \
  53.     ../src/lzo1x_1k.c \
  54.     ../src/lzo1x_1l.c \
  55.     ../src/lzo1x_1o.c \
  56.     ../src/lzo1y_1.c \
  57.     ../src/lzo1y_9x.c \
  58.     ../src/lzo1y_d1.c \
  59.     ../src/lzo1y_d2.c \
  60.     ../src/lzo1y_d3.c \
  61.     ../src/lzo1y_o.c \
  62.     ../src/lzo1z_9x.c \
  63.     ../src/lzo1z_d1.c \
  64.     ../src/lzo1z_d2.c \
  65.     ../src/lzo1z_d3.c \
  66.     ../src/lzo2a_9x.c \
  67.     ../src/lzo2a_d1.c \
  68.     ../src/lzo2a_d2.c
  71. common_C_INCLUDES += $(LOCAL_PATH)/../include
  73. # static library
  74. # =====================================================
  76. include $(CLEAR_VARS)
  77. LOCAL_SRC_FILES:= $(common_SRC_FILES)
  78. LOCAL_C_INCLUDES:= $(common_C_INCLUDES)
  79. LOCAL_MODULE := liblzo
  80. LOCAL_PRELINK_MODULE:= false
  81. include $(BUILD_STATIC_LIBRARY)
  COPY

然后，再创建Application.mk文件，输入以下内容：

  1. # The ARMv7 is significanly faster due to the use of the hardware FPU
  2. NDK_TOOLCHAIN_VERSION := 4.9
  3. APP_ABI := x86  
  4. #
  5. APP_PLATFORM := android-8
  6. #APP_STL:=stlport_static
  7. APP_STL := gnustl_static
  8. APP_CPPFLAGS += -std=c++11
  COPY

这样可以只编译x86版本。

最后，调用ndk编译（$NDK为NDK根目录）。

$NDK/ndk-build

编译完会生成/path/to/liblzo/source/obj/local/x86/liblzo.a文件。

0x02 编译openvpn

环境准备

进入openvpn源码根目录，执行：

./configure

这步操作主要是为了生成config.h文件，里面包含了编译时用到的各种宏定义。

在源码根目录下创建jni目录，将config.h拷贝到jni目录中，并编辑该文件。

  • 注释掉#define HAVE_GETPASS 1行，因为Android中没有getpass函数
  • 将#define IFCONFIG_PATH "/sbin/ifconfig"修改为#define IFCONFIG_PATH "/system/bin/ifconfig"
  • 将#define IPROUTE_PATH "/sbin/ip"修改为#define IPROUTE_PATH "/system/bin/ip"
  • 将#define ROUTE_PATH "/sbin/route"修改为#define ROUTE_PATH "/system/bin/route"

进入jni目录，使用前面的方法创建Application.mk文件；然后创建Android.mk文件，输入以下内容（修改自：https://github.com/fries/android-external-openvpn/blob/master/Android.mk）：

  1. LOCAL_PATH:= $(call my-dir)
  3. #on a 32bit maschine run ./configure --enable-password-save --disable-pkcs11 --with-ifconfig-path=/system/bin/ifconfig --with-route-path=/system/bin/route
  4. #from generated Makefile copy variable contents of openvpn_SOURCES to common_SRC_FILES
  5. # append missing.c to the end of the list
  6. # missing.c defines undefined functions.
  7. # in tun.c replace /dev/net/tun with /dev/tun
  10. include $(CLEAR_VARS)
  11. LOCAL_MODULE := libcrypto
  12. LOCAL_SRC_FILES := $(LOCAL_PATH)/openssl/$(TARGET_ARCH_ABI)/lib/libcrypto.a
  13. include $(PREBUILT_STATIC_LIBRARY)
  15. include $(CLEAR_VARS)
  16. LOCAL_MODULE := libssl
  17. LOCAL_SRC_FILES := $(LOCAL_PATH)/openssl/$(TARGET_ARCH_ABI)/lib/libssl.a
  18. include $(PREBUILT_STATIC_LIBRARY)
  20. include $(CLEAR_VARS)
  21. LOCAL_MODULE := liblzo
  22. LOCAL_SRC_FILES := $(LOCAL_PATH)/liblzo/$(TARGET_ARCH_ABI)/lib/liblzo.a
  23. include $(PREBUILT_STATIC_LIBRARY)
  25. include $(CLEAR_VARS)
  27. common_SRC_FILES:= \
  28.         ../src/openvpn/openvpn.c \
  29.         ../src/openvpn/base64.c \
  30.         ../src/openvpn/buffer.c \
  31.         ../src/openvpn/clinat.c \
  32.         ../src/openvpn/console.c \
  33.         ../src/openvpn/cryptoapi.c \
  34.         ../src/openvpn/crypto.c \
  35.         ../src/openvpn/crypto_openssl.c \
  36.         ../src/openvpn/dhcp.c \
  37.         ../src/openvpn/error.c \
  38.         ../src/openvpn/event.c \
  39.         ../src/openvpn/fdmisc.c \
  40.         ../src/openvpn/forward.c \
  41.         ../src/openvpn/fragment.c \
  42.         ../src/openvpn/gremlin.c \
  43.         ../src/openvpn/helper.c \
  44.         ../src/openvpn/httpdigest.c \
  45.         ../src/openvpn/init.c \
  46.         ../src/openvpn/interval.c \
  47.         ../src/openvpn/list.c \
  48.         ../src/openvpn/lladdr.c \
  49.         ../src/openvpn/lzo.c \
  50.         ../src/openvpn/manage.c \
  51.         ../src/openvpn/mbuf.c \
  52.         ../src/openvpn/misc.c \
  53.         ../src/openvpn/mroute.c \
  54.         ../src/openvpn/mss.c \
  55.         ../src/openvpn/mstats.c \
  56.         ../src/openvpn/mtcp.c \
  57.         ../src/openvpn/mtu.c \
  58.         ../src/openvpn/mudp.c \
  59.         ../src/openvpn/multi.c \
  60.         ../src/openvpn/ntlm.c \
  61.         ../src/openvpn/occ.c \
  62.         ../src/openvpn/options.c \
  63.         ../src/openvpn/otime.c \
  64.         ../src/openvpn/packet_id.c \
  65.         ../src/openvpn/perf.c \
  66.         ../src/openvpn/pf.c \
  67.         ../src/openvpn/ping.c \
  68.         ../src/openvpn/pkcs11.c \
  69.         ../src/openvpn/pkcs11_openssl.c \
  70.         ../src/openvpn/platform.c \
  71.         ../src/openvpn/plugin.c \
  72.         ../src/openvpn/pool.c \
  73.         ../src/openvpn/proto.c \
  74.         ../src/openvpn/proxy.c \
  75.         ../src/openvpn/ps.c \
  76.         ../src/openvpn/push.c \
  77.         ../src/openvpn/reliable.c \
  78.         ../src/openvpn/route.c \
  79.         ../src/openvpn/schedule.c \
  80.         ../src/openvpn/session_id.c \
  81.         ../src/openvpn/shaper.c \
  82.         ../src/openvpn/sig.c \
  83.         ../src/openvpn/socket.c \
  84.         ../src/openvpn/socks.c \
  85.         ../src/openvpn/ssl.c \
  86.         ../src/openvpn/ssl_openssl.c \
  87.         ../src/openvpn/ssl_verify.c \
  88.         ../src/openvpn/ssl_verify_openssl.c \
  89.         ../src/openvpn/status.c \
  90.         ../src/openvpn/tun.c 
  92. common_CFLAGS += -DHAVE_CONFIG_H
  94. common_C_INCLUDES += \
  95.     $(LOCAL_PATH)/openssl/include \
  96.     $(LOCAL_PATH)/liblzo/include \
  97.     $(LOCAL_PATH)/../include \
  98.     $(LOCAL_PATH)/../src/compat
  100. common_SHARED_LIBRARIES := 
  104. # static linked binary
  105. # =====================================================
  107. include $(CLEAR_VARS)
  108. LOCAL_SRC_FILES:= $(common_SRC_FILES)
  109. LOCAL_CFLAGS:= $(common_CFLAGS)
  110. LOCAL_C_INCLUDES:= $(common_C_INCLUDES)
  112. LOCAL_SHARED_LIBRARIES += $(common_SHARED_LIBRARIES)
  113. LOCAL_STATIC_LIBRARIES:= libssl libcrypto liblzo
  114. LOCAL_LDLIBS += -lz
  116. LOCAL_MODULE:= openvpn
  117. LOCAL_MODULE_PATH := $(TARGET_OUT_OPTIONAL_EXECUTABLES)
  118. include $(BUILD_EXECUTABLE)
  COPY

将libcrypto.a和libssl.a拷贝到jni/openssl/x86/lib目录下（自行创建）。
将liblzo.a拷贝到jni/liblzo/x86/lib目录下。
将liblzo源码根目录下的include目录拷贝到jni/liblzo目录下。
将openssl源码根目录下的include目录拷贝到jni/openssl目录下。

开始编译

$NDK/ndk-build

完成后，会生成/path/to/openvpn/source/libs/x86/openvpn文件。

0x03 使用Android模拟器测试

将openvpn拷贝到模拟器，修改可执行权限；准备好ovpn文件。

  1. 确保ovpn文件中存在dev-node /dev/tun这行，因为Android中和Linux中tun设备路径不一致
  2. 由于默认临时目录为/tmp，需要修改为export TMPDIR=/data/local/tmp；不要通过在命令行增加--tmp-dir /data/local/tmp的方法来实现，否则会导致ovpn文件里的配置项无法被正常加载
  3. ip rule add from 0/0 table main pref 1000修改默认路由表的优先级，避免openvpn修改的路由信息不生效（我不确定这种做法会不会有副作用）
  4. ./openvpn client.ovpn

如果一切顺利的话，此时已经连接成功，可以使用浏览器打开ip138.com进行测试。

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