TCP стеганография или как да скриете предаването на данни в интернет

Полски изследователи предложиха нов метод за мрежова стеганография, базиран на характеристиките на широко използвания TCP протокол на транспортния слой. Авторите на произведението смятат, че тяхната схема например може да се използва за изпращане на скрити съобщения в тоталитарни държави, които налагат строга интернет цензура. Нека се опитаме да разберем в какво всъщност се състои иновацията и колко полезна е тя.

На първо място, трябва да определите какво е стеганография. И така, стеганографията е наука за скритите съобщения. Тоест, използвайки неговите методи, страните се опитват да се скрият факта на прехвърляне. Това е разликата между тази наука и криптографията, която се опитва да направи съдържанието на съобщението нечетливо. Заслужава да се отбележи, че професионалната общност на криптографите е доста презрителна към стеганографията поради близостта на нейната идеология до принципа „Сигурност чрез неизвестност“ (не знам как звучи правилно на руски, нещо като „Сигурност чрез невежество“ “). Този принцип например се използва от Skype Inc. - изходният код на популярния дайлер е затворен и никой не знае как точно се криптират данните. Наскоро, между другото, NSA се оплака от това, за което известният специалист Брус Шнайер написах в моя блог.

Връщайки се към стеганографията, нека да отговорим на въпроса защо изобщо е необходима, ако има криптография. Наистина е възможно да шифровате съобщение с помощта на модерен алгоритъм и когато използвате достатъчно дълъг ключ, никой няма да може да прочете това съобщение, освен ако вие не пожелаете. Независимо от това, понякога е по-полезно да се скрие самият факт на тайно предаване. Например, ако съответните органи прихванат вашето криптирано съобщение, те не могат да го дешифрират, но наистина искат, тогава в крайна сметка има некомпютърни методи за въздействие и извличане на информация. Звучи антиутопично, но, разбирате ли, това е принципно възможно. Затова би било по-добре да се уверите, че тези, които не трябва да знаят изобщо, че трансферът се е състоял. Полски изследователи току-що предложиха такъв метод. Освен това те предлагат да се направи това с помощта на протокол, който всеки интернет потребител използва хиляда пъти на ден.

Тук се доближаваме до протокола за контрол на предаването (TCP). Обясняването на всичките му подробности, разбира се, няма смисъл - дълго, скучно, тези, които имат нужда от това, вече знаят. Накратко можем да кажем, че TCP е протокол на транспортно ниво (т.е. работи "над" IP и "под" протоколи на приложния слой, като HTTP, FTP или SMTP), който осигурява надеждна доставка на данни от подателя до получател. Надеждната доставка означава, че ако даден пакет бъде изгубен или променен, тогава TCP се грижи за препращането на пакета. Имайте предвид, че промените в пакета тук не означават умишлено изкривяване на данните, а грешки при предаване, които възникват на физическо ниво. Например, докато пакетът е пътувал по медни проводници, няколко бита са променили стойността си на противоположната или са били напълно изгубени сред шума (между другото, за Ethernet честотата на битова грешка обикновено се приема за около 10-8 ). Загубата на пакети при пренос също е сравнително често срещано явление в Интернет. Това може да възникне например поради натоварването на рутерите, което води до препълване на буфера и в резултат на това отхвърляне на всички новопостъпили пакети. Обикновено процентът на загубените пакети е около 0.1%, а при стойност от няколко процента TCP изобщо спира да работи нормално - всичко ще бъде ужасно бавно за потребителя.

По този начин виждаме, че пренасочването (препредаване) на пакети е често срещано и обикновено необходимо явление за TCP. Така че защо да не го използвате за нуждите на стеганографията, въпреки факта, че TCP, както беше отбелязано по-горе, се използва навсякъде (според различни оценки днес делът на TCP в Интернет достига 80-95%). Същността на предложения метод е да изпратим в препратеното съобщение не това, което е в първичния пакет, а данните, които се опитваме да скрием. В същото време не е толкова лесно да се открие такова заместване. В крайна сметка трябва да знаете къде да търсите - броят на едновременните TCP връзки, преминаващи през доставчика, е просто огромен. Ако знаете приблизителното ниво на препредаване в мрежата, тогава можете да настроите фино стеганографския механизъм за препращане, така че вашата връзка да не се различава от другите.

Разбира се, този метод не е лишен от недостатъци. Например, от практическа гледна точка няма да е толкова лесно да се приложи - ще е необходима промяна в мрежовия стек в операционните системи, въпреки че в това няма нищо прекалено сложно. Освен това, ако имате достатъчно ресурси, все още можете да откриете „тайни“ пакети, за това трябва да видите и анализирате всеки пакет в мрежата. Но като правило това е почти невъзможно, така че те обикновено търсят нещо, което се отличава с пакети и връзки, а предложеният метод просто прави връзката ви незабележима. И никой не ви притеснява да криптирате секретни данни за всеки случай. В този случай самата връзка може да остане некриптирана, за да събуди по-малко подозрения.

Авторите на произведението (между другото, за тези, които се интересуват, тук Тя) показа на ниво симулация, че предложеният метод работи по предназначение. Може би в бъдеще някой ще се ангажира с прилагането на техните идеи на практика. И тогава, надяваме се, ще има малко по-малко цензура в интернет.

Източник: www.habr.com