В понеделник на конференцията WWDC компанията Apple представи страхотна нова функция, наречена “Find My”. За разлика от стандартната „Намери моя iPhone“, която разчита на инфраструктурата на мобилни мрежи и GPS на изгубеното устройство, функцията „Намери мен“ е способна да открие дори устройства без без SIM карта и GPS. Например, лаптопи или дори „глупави“ стикери за локация, прикрепени към всеки предмет (Apple намекна за това само в общи линии).

Идеята е да се превърне цялата съществуваща мрежа от айфони в мащабна краудсорсинг система за проследяване на околните обекти. Всеки активен iPhone ще проследява постоянно съобщения от BLE маячки, идващи от други устройства. Когато намери един от тези сигнали, той маркира пакета със своите GPS координати и ги изпраща на сървърите на Apple. Това е наистина полезно за хора като мен, които постоянно губят вещи: ако оставя раницата си в туристически автобус в Китай, рано или късно някой ще попадне на нейния сигнал и аз веднага ще разбера къде да я намеря.

(Важно е да се отбележи, че идеята не е измислена от Apple. Всъщност компании като Tile работят от доста време. И да, те трябва да се притесняват за бизнеса си.)

Ако описанието по-горе не ви е впечатлило, позволете ми да формулирам въпроса, който трябва да зададете: как тази система ще защити от масови нарушения на конфиденциалността?

Нека изброим потенциалните проблеми:

• Ако устройството постоянно излъчва BLE сигнал, който го идентифицира, всеки получава (още един) начин да ви проследява. Маркетолозите вече използват MAC адреси на WiFi и Bluetooth за това, а функцията Find My създава още един канал за проследяване.
• Тя също така разкрива тези, които участват в процеса. Сега тези хора ще изпращат на Apple своето актуално местоположение (възможно е да го правят и досега). Но сега ще трябва да споделят тази информация също с непознати, които „губят“ устройствата си. Това може да завърши зле.
• Мошениците също могат да извършват активни атаки, при които манипулират местоположението на вашето устройство. Въпреки че това изглежда малко вероятно, хората винаги изненадват.

Добрата новина е, че Apple твърди, че системата наистина осигурява надеждност на конфиденциалността благодарение на правилното приложение на криптографията. Но, както обикновено, те отказаха да съобщят детайлите на реализиране. Енди Гринибърг в Wired разказа частична техническа реализация от думите на Apple, която позволява да се разбере много. За съжаление, този разказ продължава да оставя огромни пропуски. Именно тях ще се опитам да запълня, като предложа най-вероятно описание какво наистина прави Apple.

Голяма уговорка: много от нещата може да се окажат напълно неправилни. Аз ще обновя статията, когато Apple разкаже повече.

Някои основни проблеми

За да изложим сценария, трябва да въведем в картината няколко устройства. За вдъхновение вземаме телевизионния сериал от 50-те години на миналия век "Леси."

Първото устройство, което ще наречем Тими, "изгубено". То Тими има BLE радиопредавател, но няма GPS или интернет свързаност. За щастие, то вече е сдвоено с второто устройство, наречено Рут, което иска да го намери. Нашият главен герой е Леси: това е айфон на случайно (и не знаещо за това) непознат, който (да предположим) има поне периодична интернет свързаност и надежден GPS. А Леси е много добро момиче. Мрежовите устройства взаимодействат чрез сървърите на iCloud на Apple, както е показано по-долу:

(Тъй като Тими и Рут трябва да са сдвоени предварително, вероятно и двете принадлежат на един и същи човек. Споменавах, че ще трябва да купите две устройства на Apple, за да работи системата? Това определено устройва Apple).

Разглеждаме система за безопасност, така че първият въпрос е: кой е лошият герой? В этой ситуации ответ неприятный: потенциалният злосторник може да бъде всеки. Затова проблемът е толкова интересен.

Запазването на анонимността на Тими

Най-важният аспект на системата е, че не може да се позволява на непознати да проследяват Тими, особено когато той не е изгубен. Това изключва някои доста очевидни решения, като например, когато устройството Тими просто вика: "Здравей, аз съм Тими, моля, обадете се на мама Рут и й кажете, че съм изгубен". Това също изключва практически всеки незаменим статичен идентификатор, дори и непрозрачен и приличащ на случаен.

Последното изискване е съставено от тъжен опит на услуги, които злоупотребяват с фиксирани идентификатори (например, вашия MAC адрес на WiFi) за проследяване на движението на устройства. Apple с отчасти успешни борби с този вид наблюдение, чрезRandomization на идентификатори като MAC адресите. Ако Apple добави статичен идентификатор за проследяване за “Find My”, всички проблеми само ще се влошат.

Това изискване означава, че всички съобщения, предавани Тими, трябва да бъдат непрозрачни. Освен това, съдържанието на тези съобщения трябва да се променя относително често на нови стойности, които не могат да бъдат свързани със старите. Един от очевидните начини за споразумение на устройството да разпознае такива съобщения е да накара Тими и Рут да се договори дълъг списък от произволни "псевдоними" за Тими, и нека Тими всеки път да избира различен.

Това наистина помага. Всеки път, когато Леси видя някое (неизвестно) устройство, което предава идентификатор, то няма да знае дали принадлежи на Тими: но може да го изпрати на сървърите на Apple заедно с геолокацията си. В случай че Тими се загуби, Рут може да помоли Apple да открие всички възможни псевдоними Тими. В тази ситуация никой извън Apple няма да знае този списък, а дори и самата Apple ще научи за него само след като някой се загуби, следователно, такъв подход предотвратява повечето възможности за проследяване.

Ненам малко по-ефективен начин за реализиране на тази идея е да се използва криптографска функция (например, MAC или хеш функция), за да се генерира списък от псевдоними от едно кратко "семе", копие на което се съхранява Тими и Рут. Това е добре, защото намалява обема на съхраняваните данни. Но за да намери Тими, Рут все пак е нужно да изпрати всички псевдоними — или семето — на компанията Apple, която ще трябва да търси всеки псевдоним в своята база данни.

Скриване на местоположението на Леси

Описаният подход с псевдонимите трябва да скрива добре идентитета Тими от Леси дори и от Apple (до момента, в който Рут започне да го търси). Въпреки това, има голям недостатък: той не скрива GPS координатите Леси.

Това е лошо, поне по няколко причини. Всеки път, когато Леси открива някакво устройство със сигнал BLE, тя трябва да предаде на сървърите на Apple своето текущо местоположение (заедно с псевдонима, който вижда). Това означава, че Леси постоянно казва на Apple къде се намира. И дори повече, дори и ако Apple обещава да не съхранява самоличността Леси, резултатът от всичките тези съобщения е огромна централизирана база данни, която показва всички GPS местоположения, където е открито някое устройство на Apple.

Обърнете внимание, че масивът от такива данни сам по себе си предоставя много информация. Да, идентификаторите на устройствата може да са псевдоними — но това не прави информацията безполезна. Например, ако неко устройство на Apple излъчва едни и същи координати през вечерите, това разкрива вероятния адрес на обитаване на човек.

Очевидният начин да се предотврати разкриването на тези данни от Apple е да се криптират, така че информацията да се вижда само от тези, които наистина необходимо имат нужда да знаят местоположението на устройството. Ако Леси приеме съобщение от Тими, то единственият човек, на когото наистина му трябва да знае местоположението Леси, това е Рут. За да запази тази информация в тайна, Леси трябва да криптира своите координати с публичен ключ Рут.

Разбира се, възниква въпросът: как Леси ще получи ключа Рут? Очевидное решение для Тими — да извиква публичния ключ Рут във всяко свое излъчване. Но това ще създаде статичен идентификатор, който отново позволява проследяване Тими.

За да се реши този проблем, е нужно Рут да има много несвързани публични ключове, за да Тими може да излъчва различни ключове с всяко излъчване. Един от вариантите е да накара Рут и Тими да генерира много различни общи двойки ключове (или да генерира много такива двойки от обща семка). Но това е досадно, а Рут ще трябва да съхранява много секретни ключове. И идентификаторите, споменати в предишния раздел, могат да бъдат получени чрез хеширане на всеки публичен ключ.

Малко по-добрият подход (който Apple може да използва или не) предполага рандомизиране на ключовете. Това е функция на някои криптосистеми, като Elgamal: тя позволява на всяка страна да рандомизира публичния ключ, така че той да не бъде свързан с оригинала. Най-добрата част от тази функция е, че Рут може да се използва един тайен ключ независимо от рандомизираната версия на публичния ключ, използвана за шифриране.

Всичко това води до окончателната идея на протокола. Във всяка транслация Тими предава нов псевдоним и рандомизирана копие на публичния ключ Рут. Когато Леси получава транслацията, шифрова своите GPS координати с публичния ключ и изпраща шифрирано съобщение в Apple. Рут може да изпрати псевдонимите Тими на сървърите на Apple, и ако Apple намери съвпадение, ще може да получи и дешифрира GPS координатите.

Решава ли това всичките проблеми?

Неприятното е, че няма идеално решение за много странни гранични ситуации. Например, какво ако Тими негативни намерения и той иска да накара Леси да разкрие местоположението си на Apple? Какво ако Старик Смитерс се опита да отвлече Леси?

В един момент отговорът на този въпрос е, че сме направили всичко възможно: всякакви оставащи проблеми трябва да се оставят извън модела на заплашителите. Понякога дори Лесси знае кога да спре.

Източник: habr.com