kaz29Вестник Казахстанско-Британского технического университетаHerald of the Kazakh-British Technical University1998-66882959-8109Казахстанско-Британский Технический Университет10.55452/1998-6688-2025-22-4-209-218kaz29-2294Research ArticleКОМПЬЮТЕРНЫЕ НАУКИCOMPUTER SCIENCEПРОЕКТИРОВАНИЕ ЗАЩИЩЕННОГО СЕТЕВОГО ШЛЮЗА ДЛЯ ОБЛАЧНЫХ ПРИЛОЖЕНИЙDESIGN OF A SECURE NETWORK GATEWAY FOR CLOUD APPLICATIONShttps://orcid.org/0000-0002-1977-3690МайлыбаевЕ. К.МailybayevY.

PhD, ассоциированный профессор

г. Алматы

PhD, Associate Professor

Almaty

ersind@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7190-6753СейдалиеваУ. О.SeidaliyevaU.

PhD, научный сотрудник

г. Бостон

PhD, Research Associate

Boston

useidali@bu.eduМеждународный транспортно-гуманитарный университетКазахстанInternational University of Transport and HumanitiesKazakhstanУниверситет БостонаСоединённые Штаты АмерикиBoston UniversityUnited States202523122025224209218Copyright © Майлыбаев Е.К., Сейдалиева У.О., 20252025Майлыбаев Е.К., Сейдалиева У.О.Мailybayev Y., Seidaliyeva U.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.kbtu.edu.kz/jour/article/view/2294

Статья посвящена проектированию и настройке защищенного сетевого шлюза для облачных приложений на основе современных VPN-протоколов OpenVPN и WireGuard. В условиях активного развития облачных технологий и роста числа кибератак обеспечение защищенного удаленного доступа к сервисам становится ключевой задачей информационной безопасности. Рассматриваются актуальные угрозы, возникающие при передаче данных в облачных средах, и показана роль VPN-технологий в предотвращении атак. Подробно анализируются особенности OpenVPN и WireGuard: архитектура, криптографическая база, удобство настройки и производительность. В работе представлена архитектура шлюза, включающая сервер VPN, межсетевые фильтры и механизмы маршрутизации, обеспечивающие принудительное прохождение всего трафика через зашифрованный туннель. Эксперименты, проведенные в виртуализированной среде VMware Workstation, показали, что WireGuard демонстрирует более высокую скорость передачи данных и низкую задержку, тогда как OpenVPN отличается гибкостью и совместимостью с корпоративными системами. Совместное использование обоих протоколов позволяет повысить отказоустойчивость и адаптивность системы. Практическая значимость исследования заключается в возможности внедрения предложенной архитектуры в корпоративных и частных сетях для защиты облачных приложений, организации удаленного доступа сотрудников и повышения уровня безопасности информационных ресурсов.

The article is devoted to the design and configuration of a secure network gateway for cloud applications based on modern VPN protocols OpenVPN and WireGuard. In the context of the rapid development of cloud technologies and the increasing number of cyberattacks, ensuring secure remote access to services has become a key task of information security. The paper discusses relevant threats arising during data transmission in cloud environments and highlights the role of VPN technologies in preventing attacks. The features of OpenVPN and WireGuard are analyzed in detail, including their architecture, cryptographic foundation, ease of configuration, and performance. The study presents a gateway architecture comprising a VPN server, firewall filters, and routing mechanisms that enforce mandatory transmission of all traffic through an encrypted tunnel. Experiments conducted in a virtualized VMware Workstation environment showed that WireGuard provides higher data transfer speeds and lower latency, while OpenVPN demonstrates flexibility and compatibility with corporate systems. The combined use of both protocols improves system resilience and adaptability. The practical significance of the research lies in the possibility of implementing the proposed architecture in corporate and private networks to protect cloud applications, organize secure remote employee access, and enhance the security level of information resources.

облачные приложенияинформационная безопасностьзащищенный шлюзшифрованиесетевые протоколыcloud applicationsinformation securitysecure gatewayencryptionnetwork protocolsReferencesMahmood, Z. Virtual Private Networks: Fundamentals, security issues and solutions, pp. 1–7 (2023). https://doi.org/10.20944/preprints202306.1105.v1.Mahmood, Z. Virtual Private Networks: Fundamentals, security issues and solutions, pp. 1–7 (2023). https://doi.org/10.20944/preprints202306.1105.v1.Parker, A. Efficacy of Full-Packet Encryption in Mitigating Protocol Detection for Evasive Virtual Private Networks, pp. 1–6 (2024) https://doi.org/10.48550/arXiv.2412.17352.Parker, A. Efficacy of Full-Packet Encryption in Mitigating Protocol Detection for Evasive Virtual Private Networks, pp. 1–6 (2024) https://doi.org/10.48550/arXiv.2412.17352.Xue, D., Ramesh R., Jain A., Kallitsis M., Halderman J., Crandall J., Ensafi R. Roya. OpenVPN is Open to VPN Fingerprinting. Communications of the ACM, pp. 79–87 (2024). https://doi.org/10.1145/3618117.Xue, D., Ramesh R., Jain A., Kallitsis M., Halderman J., Crandall J., Ensafi R. Roya. OpenVPN is Open to VPN Fingerprinting. Communications of the ACM, pp. 79–87 (2024). https://doi.org/10.1145/3618117.Farooq, I., Ahmed Syed., Ali, A., Warraich, M., Aqeel, M., Khan, H. Enhanced Classification of Networks Encrypted Traffic: A Conceptual Analysis of Security Assessments, Implementation, Trends and Future Directions. The Asian Bulletin of Big Data Management, pp. 500–522 (2024). https://doi.org/10.62019/ abbdm.v4i4.287.Farooq, I., Ahmed Syed., Ali, A., Warraich, M., Aqeel, M., Khan, H. Enhanced Classification of Networks Encrypted Traffic: A Conceptual Analysis of Security Assessments, Implementation, Trends and Future Directions. The Asian Bulletin of Big Data Management, pp. 500–522 (2024). https://doi.org/10.62019/ abbdm.v4i4.287.Donenfeld, J. WireGuard: Next Generation Kernel Network Tunnel. NDSS Symposium, pp. 1–12 (2017). https://doi.org/10.14722/ndss.2017.23160.Donenfeld, J. WireGuard: Next Generation Kernel Network Tunnel. NDSS Symposium, pp. 1–12 (2017). https://doi.org/10.14722/ndss.2017.23160.Joel, A., Rajiv, S., Hadi, L., Anand, P. Empirical Performance Analysis of WireGuard vs. OpenVPN in Cloud and Virtualised Environments Under Simulated Network Conditions. Computers., pp. 1–52 (2025). https://doi.org/10.3390/computers14080326.Joel, A., Rajiv, S., Hadi, L., Anand, P. Empirical Performance Analysis of WireGuard vs. OpenVPN in Cloud and Virtualised Environments Under Simulated Network Conditions. Computers., pp. 1–52 (2025). https://doi.org/10.3390/computers14080326.Mackey, S., Mihov, I., Nosenko, A., Vega, F., Cheng, Y. A Performance Comparison of WireGuard and OpenVPN., pp. 162–164 (2020). https://doi.org/10.1145/3374664.3379532.Mackey, S., Mihov, I., Nosenko, A., Vega, F., Cheng, Y. A Performance Comparison of WireGuard and OpenVPN., pp. 162–164 (2020). https://doi.org/10.1145/3374664.3379532.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.