Безопасность (шифрование) трафика

Параллельно с развитием технологий защиты интернет-трафика от несанкционированного доступа развиваются и технологии перехвата защищенного трафика. Перехватить и изучить незашифрованный трафик пользователя уже давно не составляет труда даже для рядового юзера. Практически каждому известно слово «сниффер». Теоретически, защищенные SSL/TSL-соединения перехватить обычными средствами невозможно. Но так ли это?

На самом деле — не совсем так. Да, зашифрованный трафик теоретически невозможно расшифровать, хотя опять таки теоретически при очень большой необходимости и желании, и такой трафик можно расшифровать, подобрав ключ. Однако для этого нужны такие затраты ресурсов, что актуальность взлома сохраняется только, наверное, на правительственном или военном уровне :)

При работе по защищенному соединению (самый просто пример — HTTPS) весь трафик между взаимодействующими точками в сети шифруется на стороне отправителя и дешифруется на стороне получателя. Шифруется трафик, идущий в обоих направлениях. Для того, чтобы его зашифровать и расшифровать нужна пара ключей (ассиметричное шифрование). Публичный ключ служит для зашифрования и передается получателю данных, а приватный — для дешифрования, он остается у отправителя. Таким образом, узлы, между которыми устанавливается SSL-соединение, обмениваются публичными ключами. Далее, для повышения производительности формируется единый ключ, который пересылается уже в зашифрованном виде и используется как для шифрации, так и для дешифрации на обеих сторонах (симметричное шифрование).

А как они это делают? Обычно — по тому же каналу, по которому далее будет идти защищенный трафик. Причем обмен ключами происходит в открытом режиме. В случае HTTPS ключ сервера связан с сертификатом, который пользователю предлагается просмотреть и принять. И вот этот сертификат как раз и может перехватить любой промежуточный сервер, на пути которого идет сертификат в открытом виде (прокси, роутер).

Чтобы далее «читать» весь трафик пользователя, промежуточный сервер подменяет сертификат на свой. Т.е. он просто сам подключается к клиенту со своим сертификатом, и в то же время подключается к удаленному серверу. Клиенту приходит «левый» сертификат от сервера-злоумышленника, а браузер сообщает пользователю об опасности (такие сертификаты всегда не подписаны). У пользователя остается выбор: принять сертификат и работать с сайтом, либо отказаться его принимать, но и работать с сайтом тогда уже не получится. Иногда пользователи вообще игнорируют содержимое сертификатов и машинально принимают любые переданные им.

Если пользователь принимает сертификат-подделку, то трафик будет идти по следующей схеме:

клиент <= SSL-соединение => сервер-прослушка <= SSL-соединение => сервер назначения

Т.е. промежуточный сервер будет получать весь ваш «защищенный» трафик в открытом виде. Стоит также заметить, что передача сертификата происходит в начале каждой сессии HTTPS.

В случае защищенного SSH при первом соединении с сервером на клиенте сохраняется ключ сервера, а на сервере — ключ клиента. Эти ключи передаются между данными клиентом-сервером только один раз, при первом подключении. Если в этом случае SSH-трафик попытаются перехватить, то и клиент, и сервер откажут в соединении из-за несоответствия ключей. Так как ключи можно перенести между клиентом и сервером обходным путем (по защищенному каналу или на внешнем носителе), этот способ соединения является относительно безопасным. Его могут лишь заблокировать, заставив пользователя работать в открытую.

Стоит отметить, что уже давно продаются так называемые «решения по информационной безопасности предприятия», которые перехватывают весь трафик, проходящий через офисный прокси-сервер, и «читают» его. Программы ищут наличие определенных фраз или информации определенного вида в потоке данных от браузеров, почтовых программ, ftp-клиентов, мессенджеров сотрудников офиса. Причем, эти программы умеют различать и обрабатывать правильно самые разные виды информационного взаимодействия с серверами. В том числе, они проверяют и защищенный SSL-трафик путем подмены сертификатов. С разработкой одной из таких систем я сталкивался почти непосредственно.

Но пути спасения от тотальной слежки есть. Через установленное SSH-соединение можно направлять любой нужный трафик, который с SSH-сервера будет уже в открытом виде идти на конечную точку. Этот способ называется SSH-туннелинг (tunneling). Так можно обезопасить прохождение трафика по незащищенному каналу, но имеет смысл такой подход только при наличии доверенного сервера с поднятым и настроенным на туннелинг SSH-демоном. Причем организовать это достаточно просто. SSH-клиент подключается к серверу, настраивается на прослушку любого данного порта на локальной машине. Этот клиент будет предоставлять услугу SOCKS5-прокси, т.е. его использование можно настроить в любом браузере, почтовых программах, IM-ах и т.д. Через SSH-туннель пакеты попадают на сервер, а с него уходят на целевой сервер. Схема получается следующая:

[localhost: клиент <=> proxy] <== SSH-соединение ==> сервер <=> целевой сервер

Другой способ защиты трафика — VPN-канал. В использовании он проще и удобнее SSH-туннелинга, но в первичной установке и настройке сложнее. Основное удобство этого способа в том, что в программах не нужно прописывать прокси. А некоторый софт и вовсе прокси не поддерживает, следовательно только VPN и подойдет.

На практике есть два варианта работы. Первый — покупка VPN-акканута, который продается специально для этих целей (шифрование трафика по небезопасному каналу). В этом случае продаются обычно аккаунты, соединяться с которыми надо по протоколам PPTP (обычный VPN, который реализован, например, в Windows) или L2TP.

Второй вариант — покупка VDS-сервера (виртуальный выделенный сервер) с любым дистрибутивом линукса на борту и поднятие на нем VPN-сервера. VDS может быть российским или американским (только не забывайте про заокеанские пинги), дешевым (от $5) и слабым или дорогим и помощнее. На VDS ставят OpenVPN-сервер, а на компьютере поднимается OpenVPN-клиент. Для Windows есть даже гуишная версия клиента.

Если вы решите использовать вариант с OpenVPN, то есть например эта простая пошаговая инструкция по поднятию сервера (Debian). Установить клиента еще проще, особенно под Windows. Отметить стоит только один нюанс. Если весь трафик требуется пустить по созданному VPN-соединению, то требуется прописать default gateway на шлюз VPN (параметр redirect-gateway в конфиге клиента), а если только часть трафика (на определенные хосты), то можно прописать обычные статические маршруты на данные хосты (по IP; например, route add -p 81.25.32.25 10.7.0.1).

Для соединения OpenVPN обмен ключами происходит в ручном режиме, т.е. транспортировать их от сервера на клиент можно абсолютно безопасно.

Таким образом, SSH- и VPN-соединения могут практически полностью гарантировать безопасность вашего трафика при перемещении по незащищенному каналу. Единственная проблема, которая может возникнуть в этом случае, — это запрет на SSL-трафик на корпоративном файрволе. Если SSL-трафик разрешен хотябы на один любой порт (обычно дефолтный 443), то вы уже потенциально можете поднять и SSH-тонель, и VPN-соединение, настроив соответствующего демона на вашем VDS на этот порт.