Das Unternehmen Kudelski Security, das auf die Durchführung von Sicherheitsüberprüfungen spezialisiert ist, hat das Dateisystem Oramfs veröffentlicht, das die ORAM-Technologie (Oblivious Random Access Machine) implementiert. Diese Technologie verbirgt die Art des Zugriffs auf Daten (data access pattern). Das Projekt bietet ein FUSE-Modul für Linux an, das eine FS-Schicht realisiert, die die Struktur von Lese- und Schreiboperationen nicht zurückverfolgen lässt. Der Code von Oramfs ist in Rust geschrieben und unter der GPLv3-Lizenz verfügbar.
Die ORAM-Technologie sieht die Schaffung einer weiteren Schicht neben der Verschlüsselung vor, die die Art der aktuellen Aktivität bei der Datenverarbeitung nicht offenlegt. Zum Beispiel können die Eigentümer eines externen Dienstes, der Daten speichert, bei Verwendung von Verschlüsselung zwar die Daten selbst nicht erkennen, aber sie können nachvollziehen, auf welche Blöcke zugegriffen wird und welche Operationen durchgeführt werden. ORAM verbirgt Informationen darüber, auf welche Teile des Dateisystems zugegriffen wird und welche spezifischen Operationen ausgeführt werden (lesen oder schreiben).
Oramfs bietet ein universelles Dateisystem, das die Organisation der Datenspeicherung auf externen Speichern vereinfacht. Daten werden verschlüsselt gespeichert und optional kann eine Authentifizierung integriert werden. Für die Verschlüsselung können die Algorithmen ChaCha8, AES-CTR und AES-GCM verwendet werden. Zugriffsregeln für Lese- und Schreiboperationen werden durch das Path ORAM-Schema verborgen. In Zukunft ist die Implementierung weiterer Schemas geplant, aber momentan handelt es sich um einen Prototyp, der nicht in produktiven Systemen verwendet werden sollte.
Oramfs kann mit jedem Dateisystem verwendet werden und ist unabhängig von der Art des Ziel-External-Speichers – die Synchronisierung von Dateien ist mit jedem Service möglich, der als lokales Verzeichnis eingehängt werden kann (SSH, FTP, Google Drive, Amazon S3, Dropbox, Google Cloud Storage, Mail.ru Cloud, Yandex.Disk und andere Services, die in rclone unterstützt werden oder für die FUSE-Module zum Einhängen verfügbar sind). Der Speicherplatz ist nicht festgelegt und kann bei Bedarf dynamisch erweitert werden.
Die Einrichtung von Oramfs besteht darin, zwei Verzeichnisse zu definieren — ein öffentliches und ein privates, die als Server und Client fungieren. Das öffentliche Verzeichnis kann jedes beliebige Verzeichnis im lokalen Dateisystem sein, das durch die Einbindung über SSHFS, FTPFS, Rclone und andere FUSE-Module mit externen Speichern verbunden ist. Das private Verzeichnis wird durch das FUSE-Modul Oramfs bereitgestellt und dient der direkten Arbeit mit den in ORAM gespeicherten Dateien. Im öffentlichen Verzeichnis wird die Datei mit dem ORAM-Abbild abgelegt. Jede Operation im privaten Verzeichnis spiegelt sich im Zustand dieser Abbild-Datei wider, jedoch erscheint diese Datei für den externen Beobachter als schwarze Box, deren Veränderungen nicht mit Aktivitäten im privaten Verzeichnis in Verbindung gebracht werden können, einschließlich der Bestimmung, ob eine Schreib- oder Leseoperation durchgeführt wurde.
Oramfs findet Anwendung in Bereichen, in denen ein höchstmögliches Maß an Vertraulichkeit erforderlich ist, auch wenn dies auf Kosten der Leistung geht. Die Leistung verringert sich, da jede Operation mit dem Speicher, einschließlich der Datenlesevorgänge, zu einer Umstrukturierung der Blöcke im Dateisystem führt. Zum Beispiel dauert das Lesen einer Datei mit 10 MB etwa 1 Sekunde, während 25 MB 3 Sekunden in Anspruch nehmen. Das Schreiben von 10 MB dauert 15 Sekunden und 25 MB sogar 50 Sekunden. Dabei ist Oramfs beim Lesen etwa 9 Mal schneller und beim Schreiben 2 Mal schneller als das von Cloudflare entwickelte Dateisystem UtahFS, das optional den ORAM-Modus unterstützt.
Quelle: opennet.ru
