Методы анонимности в сети. Часть 2

dc97967ff325a1dcad7c9bdb86e8f590
Статья будет состоять из двух разделов:

  • В первом разделе мы закончим разговор про централизованные решения для «анонимности»: VPN, SSH, SOCKSx.
  • Во втором — рассмотрим конкретные утечки деанонимизирующих данных.

Централизованные средства «анонимности»

Сразу отмечу главное: никакое централизованное решение высокий уровень анонимности обеспечить не может, так как необходимо доверять центральному узлу.
Мы не будем рассуждать об организационных, политических и бюрократических сложностях на пути раскрытия анонимности.
Возможно, VPN-сервер в Панаме действительно более безопасен, чем такой же сервер в Испании. А возможно — нет.
Также как и не будем говорить про цепочки узлов, так как их надежность с трудом поддаётся оценке. С одной стороны, в виду организационных сложностей, риск раскрытия ниже, а с другой — мы должны быть достаточно уверены в каждом узле.
Перейдём к конкретике.

Прокси-серверы: http и SOCKSx

Рассмотрим подробнее http-заголовки в http-прокси.
HTTP-заголовок – это строка в http-сообщении с некоторыми параметрами вида: «Имя: Значение». Заголовков существуют достаточно много, ими при взаимодействии обмениваются между собой клиенты и серверы.
Например, следующее поле: «Date: Sat, 12 Dec 2012 15:41:52 GMT» возвращает от сервера клиенту текущее время и дату.
Один из таких заголовков: HTTP_X_FORWARDED_FOR, по сути, является стандартом для получения сервером оригинального адреса клиента при доступе к серверу через HTTP-прокси. И вот в этом заголовке, если его не фильтровать, передаётся вся цепочка прокси-серверов от начала до конца, например:

  • HTTP_X_FORWARDED_FOR: client1, proxy1, proxy2 …
  • HTTP_X_FORWARDED_FOR: 169.78.138.66, 169.78.64.103…

Также к заголовкам, разглашающим деанонимизирующую информацию, относятся: HTTP_VIA, HTTP_FORWARDED и др.

HTTP-прокси-серверы, которые скрывают ip-адрес клиента, называют анонимными. Такие серверы подразделяются на виды, деление это весьма условно, но, тем не менее, существуют:

  • Простые анонимные прокси (anonymous). Эти серверы не скрывают факта использования http-прокси, однако они подменяют ip-адрес клиента на свой.
  • Элитные анонимные (high anonymous/elite). Такие серверы ещё скрывают и сам факт использования http-прокси.

SOCKS-прокси, как вы помните, никаких заголовков не передают.

Рассмотрим разницу между SOCKS 4, 4a и 5. Существуют разные версии SOCKS:

  • SOCKS4. Такие серверы требуют от клиента, например, веб-браузера, только ip-адрес ресурса, к которому он обращается (адресата). Следовательно, клиенту надо как-то этот ip-адрес узнать, а узнать его клиент может только прямым DNS-запросом в обход прокси. Это может привести к деанонимизации, так как интернет-провайдер может видеть DNS-запросы в открытом виде, данная уязвимость называется DNS-leaks, она описана далее, во второй части статьи.
  • SOCKS4a. Является расширением SOCKS4. Главное отличие состоит в том, что SOCKS4a-сервер принимает от клиента только DNS-имя адресата, а не его ip-адрес. Это бывает необходимо, когда клиент не может самостоятельно определить ip-адрес адресата по DNS-имени.
  • SOCKS5. Также является расширением SOCKS4. Сервер SOCKS5 поддерживает UDP, IPv6, авторизацию и пр. И хотя SOCKS5-прокси могут принимать от клиента как ip-адрес, так и DNS-имя целевого ресурса, некоторые приложения, поддерживающие SOCKS5, могут сами получать ip-адрес адресата до того, как обратиться к SOCKS5-прокси, что также может привести к утечке DNS-запросов.

 

SSH. Сравнение SSH и VPN

SSH туннель — это туннель, создаваемый посредством SSH-соединения и используемый для шифрования передаваемых данных. Как гласит одноимённая статья в Википедии: «SSH (англ. Secure SHell — «безопасная оболочка») — сетевой протокол прикладного уровня, позволяющий производить удалённое управление операционной системой и туннелирование TCP-соединений (например, для передачи файлов)».
При использовании SSH-туннеля открытый траффик какого-либо протокола шифруется на одном конце SSH-соединения, клиенте, и расшифровывается на другом, SSH-сервере.
Схема работы SSH-туннеля показана на рисунке:
fb1b7581b7a9977dc6e68034356ea90f
Протокол SSH поддерживает несколько вариантов работы:

  • В первом варианте туннелируемое приложение должно иметь настройки HTTP/SOCKS-прокси для направления траффика через локальный прокси-сервер в SSH-туннель. Если таких настроек нет, то можно использовать программы-соксификаторы, которые отправляют траффик через прокси-сервер.
  • Во втором случае можно организовать практически полноценное VPN-соединение и обойтись без настройки SOCKS. Начиная с версии 4.3, открытая реализация SSH, OpenSSH, может использовать туннельные сетевые интерфейсы 2-го и 3-го уровней модели OSI, то есть организовывать аналоги VPN-соединений.

Сравним VPN и SSH с точки зрения анонимности.

Цели
Исторически VPN и SSH предназначались для разных целей, что и объясняет их плюсы и минусы.

  • VPN призван обеспечить защищённый удалённый доступ к ресурсам корпоративной сети. Как только компьютер подключается к VPN-серверу, он становится частью «локальной» сети, а, следовательно, может получать все её сервисы: общие ресурсы, локальный сервис VoIP, также становятся возможными NetBios-, UDP-, и широковещательные запросы, единые VPN-политики и т.д. Через VPN в большинстве случаев отправляется траффик всей операционной системы и приложений.
  • SSH изначально предназначался для защищенного удаленного управления устройствами. SSH-соединение — это соединение с «конкретным устройством», а не с «сетью». Хотя мастера SSH могут делать с помощью него много крутых вещей. Через SSH-туннель единовременно отправляется траффик одного приложения.

Безопасность
Протоколы VPN и SSH достаточно безопасны за исключением разве что PPTP. Большинство возможных атак сводится к Man-in-the-middle и подмене сертификатов или ключей, однако это проблема аутентификации и внимательности пользователя.

Удобство
Удобство — понятие условное и субъективное, оно зависит от ваших целей и опыта.
79848357266f0dac84112df02d2e9697
К VPN-серверу легко подключиться, но для новичков может быть непросто его настроить.
Тогда как SSH-сервер более прост в настройке, но вручную настраивать SSH-туннель для каждого приложения не совсем удобно.

Скорость
Скорость каждого средства зависит от конкретной реализации и используемых протоколов. Если сравнивать SSH и OpenVPN, поделюсь уже проведённым исследованием:

  • network — 115 MBytes @ 96.5 Mbps.
  • network/SSH — 112 MBytes @ 94.2 Mbps.
  • network/VPN — 38.8 MBytes @ 32.4 Mbps.

Подводя итог, стоит отметить, что VPN-серверы более популярны, чем SSH. В интернете существует много коммерческих VPN-провайдеров. Однако и SSH-туннели тоже продаются в избытке на специализированных форумах.
Что разворачивать на своём сервере в Антарктиде — дело ваше.

Полезный совет

Иногда бывает ситуация, когда VPN-соединение по каким-либо причинам может разрываться. Если в случае с прокси-сервером, сетевое взаимодействие прекращается, то в случае с VPN траффик продолжит идти напрямую. Наиболее надёжным вариантом для недопущения этого является использование таблицы маршрутизации, где в качестве основного шлюза по умолчанию указан только шлюз VPN-сервера.
Делается это просто:
1. Удаляем любые маршруты по умолчанию:
1a251be8aaca01065ec0317007652eb7
2. Разрешаем доступ в интернет только к адресу VPN-сервера:
79d5cf7931b084ec721845a18bf5b9e0
3. Добавляем маршрут по умолчанию со шлюзом – VPN-сервером:
098e11302a9bc25d4feb420de578bc0c
Где: 192.168.0.1 — шлюз интернета, 55.55.55.55 — VPN-шлюз.
Еще одним способом является установка в свойствах открытого интернет-соединения несуществующих DNS-серверов, например, 127.0.0.1. В таком случае веб-сёрфинг и другие подобные задачи становятся невозможными без подключения к VPN-серверу.
Также существуют специальные программы, например, VPN-watcher, которые для заданных приложений проверяет VPN-соединение несколько раз в секунду и приостанавливает их работу, если VPN-соединение обрывается.

Деанонимизирующие данные и возможные уязвимости

Посмотрим, какую идентификационную информацию о себе мы можем передать в интернет. Я не буду рассматривать уязвимости (в том числе и 0day) в программах, эксплуатация которых может привести вообще к полному контролю за компьютером.
b6906f1d885fa4f679db5601c5ced5e6

Общее

IP-адрес. Самый «популярный» идентификатор в сети. Его ценность может быть разной в различных ситуациях, но как правило именно раскрытием ip-адреса принято пугать сетевых «анонимусов».

DNS-leaks возникает тогда, когда приложение может отправлять свои DNS-запросы по открытому каналу. Соответственно они видны провайдеру и всему остальному миру. Так часто бывает, когда люди через локальный прокси-сервер (привет, SOCKS 4, 5!) пытаются отправить в сеть Tor траффик различных приложений, которые резолвят DNS-имена в обход Tor.

Профилирование возникает, когда большая часть траффика долго выходит в интернет через один узел, например, Тоr. Тогда появляется возможность отнести увиденную активность к одному псевдониму. Выходной узел может и не знать ваш ip-адрес, но будет знать, что вы делаете.

MitM-атаки направлены на прослушивание и модификацию траффика на выходном узле, например Tor или любом прокси-сервере. Интересным вариантом является модификация выходным узлом цифровых подписей, GPG- или SSL-отпечатков, хеш-сумм скачиваемых файлов.

Деанонимизирующая активность в анонимном сеансе. Например, когда клиент из анонимного сеанса заходит на свою страницу в соцети, то его интернет-провайдер об этом не узнает. Но соцсеть, несмотря на то, что не видит реальный ip-адрес клиента, точно знает, кто зашёл.

Одновременное подключение по анонимному и открытому каналу. В случае обрыва интернет-соединения, оборвутся оба соединения клиента с одним ресурсом. По данному факту серверу будет нетрудно вычислить и сопоставить два одновременно завершенных соединения и вычислить реальный адрес.

Определение авторства текста. Подробнее здесь. Приложение может сравнить текст написанный анонимно и другой открытый текст, точно принадлежащий автору, и определить с высокой степень вероятности совпадение авторства.

А ещё при подключении к wi-fi точке доступа ей становится известен MAC-адрес клиента! ;)

На этом ресурсе, посвящённом нашей «цифровой тени»: myshadow.org/trace-my-shadow, помимо всего прочего, мы можем увидеть, какие данные передаём о себе в сеть:
355ad92d02e1bd5baf469c8d5e5fcef4

Что могут рассказать Браузеры?

Cookies — это текстовые файлы с какими-либо значениями, хранимые приложением (часто — браузером) для разных задач, например, аутентификации. Часто бывает, что клиент сначала посетил ресурс из открытого сеанса, браузер сохранил cookies, а потом клиент соединился из анонимного сеанса, тогда сервер может сопоставить cookies и вычислить клиента.
Более того, существуют так называемые 3rd-party cookies, которые сохраняются у нас, например, после просмотра рекламного баннера с другого сайта (3rd-party). И сайт-владелец этого баннера способен отслеживать нас на всех ресурсах, где размещёны его баннеры.
Тем, кто хочет изучить тему cookies подробнее, советую почитать статьи:

Flash, Java, Adobe. Эти плагины являются по сути отдельными приложениями, которые запускаются от имени пользователя. Они могут обходить настройки прокси, хранить свои отдельные долгоживущие cookies (Flash — Local Shared Objects) и пр. О регулярно публикуемых в них уязвимостях говорить излишне.

Fingerprint (отпечаток) браузера. Браузер предоставляет серверу десятки категорий данных, в том числе и так называемый user agent. Всё это может сформировать достаточно уникальный «цифровой отпечаток браузера», по которому его можно найти среди многих других уже в анонимном сеансе.
Какие именно данные отправляет ваш браузер серверу, можно посмотреть, например, здесьздесь (он жеpanopticlick.eff.org) и здесь.

Скрипты Javascript, исполняемые на стороне клиента, могут собрать для сервера еще больше информации, в том числе и явно его идентифицирующей. Более того, если посещаемый нами сайт подвержен XSS, то включенные на нём скрипты Javascript помогут злоумышленнику провести успешную атаку со всеми вытекающими последствиями.

Web Bugs — это невидимые детали веб-страниц, используемые для мониторинга посещений сайта, способны дополнительно отсылать серверу разные данные о клиенте. Web Bugs от Гугла широко распространены по всему интернету.

Приложения

Важно понимать, что изначально многие приложения задумывались и проектировались не столько для обеспечения анонимности, сколько для нормальной и эффективной работы в «трудных» сетевых условиях: обхода блокирующих межсетевых экранов, прокси-серверов.
В качестве примера я приведу лишь малую часть приложений, которые могут самостоятельно передавать в сеть идентифицирующие нас данные. Главная мысль, которую стоит держать в голове: «Любое недоверенное и непроверенное приложение способно на утечку».

  • Некоторые клиенты BitTorrent игнорируют настройки прокси, отправляя траффик по открытым каналам.
  • Windows Update отсылает серверу десяток категорий данных, включая уникальный 128-битный идентификатор (GUID). Windows Update также уязвим к MitM, а следовательно, выходной узел, например, Tor, может быть источником атаки.
  • Лицензионные ключи платных или серийные номера бесплатных приложений также могут передаваться в интернет, например, при активации или обновлении, тем самым идентифицируя пользователя.
  • Windows Media Player может самостоятельно запрашивать информацию о музыке или обменивается служебными данными.
  • Данные о часовом поясе могут передаваться при использовании IRC-чата через протокол CTCP, Client-to-client protocol.
  • Дамп оперативной памяти ОС Windows, отправляемый в случае ошибки, также содержит идентифицирующие данные.
  • Метаданные файлов могут включать важные данные: дата создания, авторство и пр.

 

Заключение

Спасибо за внимание! Буду рад конструктивным комментариям и уточнениям.
В следующей статье мы подробней изучим Tor и I2P, а также сайты *.onion и eepsites (*.i2p).