{"id":41811,"date":"2020-02-16T20:45:57","date_gmt":"2020-02-16T17:45:57","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/blog_prohoster\/ispolzovanie-qubesos-dlya-raboty-s-windows-7"},"modified":"2020-02-16T20:45:57","modified_gmt":"2020-02-16T17:45:57","slug":"ispolzovanie-qubesos-dlya-raboty-s-windows-7","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/it\/blog\/ispolzovanie-qubesos-dlya-raboty-s-windows-7","title":{"rendered":"Utilizzo di QubesOS per lavorare con Windows 7","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"<p>Non ci sono molte articoli su Habr dedicati al sistema operativo Qubes e quelli che ho visto descrivono poco l'esperienza d'uso. Spero di rimediare a questo nel seguito, esemplificando l'uso di Qubes come strumento di protezione dell'ambiente Windows e, al contempo, valutare il numero di utenti di lingua russa del sistema.<\/p>\n<p><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Utilizzo di QubesOS per lavorare con Windows 7\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/02\/9625f1a9464dc610d1f3266571cf8929.png\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<p><noindex><a rel=\"nofollow\" name=\"habracut\"><\/a><\/noindex><\/p>\n<h2>Perch\u00e9 Qubes?<\/h2>\n<p><\/p>\n<p>La scadenza del supporto tecnico per Windows 7 e la crescente preoccupazione degli utenti hanno portato alla necessit\u00e0 di organizzare il lavoro di questo OS, tenendo conto dei seguenti requisiti:<\/p>\n<p><\/p>\n<ul>\n<li>garantire l'uso di una Windows 7 attivata pienamente, con la possibilit\u00e0 per l'utente di installare aggiornamenti e varie applicazioni (anche tramite Internet);<\/li>\n<li>implementare un'esclusione totale o selettiva delle interazioni di rete in base alle condizioni (modalit\u00e0 offline e filtraggio del traffico);<\/li>\n<li>fornire la possibilit\u00e0 di un collegamento selettivo di dispositivi e supporti rimovibili.<\/li>\n<\/ul>\n<p><\/p>\n<p>Questo insieme di restrizioni presuppone un utente chiaramente preparato, poich\u00e9 \u00e8 consentita l'amministrazione autonoma, e le restrizioni non riguardano il blocco delle azioni potenziali, ma l'esclusione di errori o impatti distruttivi del software. Cio\u00e8, non esiste un trasgressore interno nel modello.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Nella ricerca di una soluzione, abbiamo rapidamente abbandonato l'idea di implementare restrizioni tramite strumenti incorporati o aggiuntivi di Windows, poich\u00e9 \u00e8 piuttosto difficile limitare efficacemente un utente con privilegi di amministratore, lasciandogli la possibilit\u00e0 di installare applicazioni.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>La soluzione successiva \u00e8 stata l'isolamento tramite virtualizzazione. Gli strumenti ampiamente conosciuti per la virtualizzazione desktop (ad esempio, come virtualbox) sono poco adatti per risolvere compiti di sicurezza e le restrizioni elencate richiederebbero di essere impostate costantemente dall'utente attivando o configurando le propriet\u00e0 della macchina virtuale guest (di seguito VM), aumentando cos\u00ec i rischi di errore.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Allo stesso tempo, abbiamo avuto esperienza nell'uso di Qubes come sistema desktop per l'utente, ma c'erano dubbi sulla stabilit\u00e0 del lavoro con Windows come guest. \u00c8 stato deciso di testare la versione attuale di Qubes, poich\u00e9 le limitazioni impostate si adattano molto bene alla logica di questo sistema, in particolare per quanto riguarda l'implementazione di template per macchine virtuali e l'integrazione visiva. Di seguito cercher\u00f2 di spiegare brevemente le idee e gli strumenti di Qubes, utilizzando come esempio la soluzione al problema proposto.<\/p>\n<p><\/p>\n<h2>Tipi di virtualizzazione Xen<\/h2>\n<p><\/p>\n<p>Qubes si basa su un hypervisor Xen, che minimizza le proprie funzioni di gestione delle risorse della CPU, della memoria e delle macchine virtuali. Tutto il resto del lavoro con i dispositivi \u00e8 concentrato in dom0 basato su kernel Linux (in Qubes, per dom0 viene utilizzata la distribuzione Fedora).<\/p>\n<p><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Utilizzo di QubesOS per lavorare con Windows 7\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/02\/d8bfeb6cc8daef0370c9d567486c0356.png\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<p><\/p>\n<p>Xen supporta diversi tipi di virtualizzazione (far\u00f2 esempi per l'architettura Intel, anche se Xen supporta altre):<\/p>\n<p><\/p>\n<ul>\n<li>paravirtualizzazione (PV) \u2014 modalit\u00e0 di virtualizzazione senza supporto hardware, somiglia alla virtualizzazione in contenitori, pu\u00f2 essere utilizzata per sistemi con kernel adattato (dom0 funziona in questa modalit\u00e0);<\/li>\n<li>virtualizzazione completa (HVM) \u2014 in questa modalit\u00e0 viene utilizzato il supporto hardware per le risorse della CPU, mentre tutto il resto dell'hardware \u00e8 emulato tramite QEMU. Questo \u00e8 il modo pi\u00f9 universale per avviare diversi sistemi operativi;<\/li>\n<li>paravirtualizzazione dell'hardware (PVH \u2014 ParaVirtualized Hardware) \u2014 modalit\u00e0 di virtualizzazione che utilizza il supporto hardware, dove il kernel del sistema guest utilizza driver adattati alle capacit\u00e0 dell'hypervisor (ad esempio, per la memoria condivisa), eliminando la necessit\u00e0 di emulare QEMU e migliorando le prestazioni di input-output. Il kernel Linux a partire dalla versione 4.11 pu\u00f2 funzionare in questa modalit\u00e0.<\/li>\n<\/ul>\n<p><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Utilizzo di QubesOS per lavorare con Windows 7\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/02\/ffafc6a75aa9248659848c4bf08956e1.png\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<p><\/p>\n<p>A partire dalla versione Qubes 4.0, per motivi di sicurezza, si \u00e8 rinunciato all'uso della modalit\u00e0 di paravirtualizzazione (anche a causa delle note vulnerabilit\u00e0 nell'architettura Intel, che vengono parzialmente mitigate dall'uso della virtualizzazione completa), per impostazione predefinita viene utilizzata la modalit\u00e0 PVH.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Utilizzando l'emulazione (modalit\u00e0 HVM), il caricamento di QEMU avviene in una VM isolata chiamata stubdomain, riducendo cos\u00ec i rischi derivanti dall'exploitazione di potenziali errori di implementazione (il progetto QEMU contiene molto codice, inclusi quelli per la compatibilit\u00e0).<br \/>\nQuesta modalit\u00e0, nel nostro caso, dovrebbe essere utilizzata per Windows.<\/p>\n<p><\/p>\n<h2>Macchine virtuali di servizio<\/h2>\n<p><\/p>\n<p>Nell'architettura di sicurezza di Qubes, una delle funzionalit\u00e0 chiave dell'ipervisore \u00e8 la possibilit\u00e0 di passare dispositivi PCI all'ambiente guest. L'eccezione dell'hardware consente di isolare la parte host del sistema dagli attacchi esterni. Xen supporta questo per le modalit\u00e0 PV e HVM; nel secondo caso \u00e8 necessaria il supporto IOMMU (Intel VT-d) \u2014 gestione hardware della memoria per dispositivi virtualizzati.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>In questo modo si creano diverse macchine virtuali di sistema:<\/p>\n<p><\/p>\n<ul>\n<li>sys-net, a cui vengono assegnati i dispositivi di rete e che viene utilizzata come ponte per altre VM, ad esempio, quelle che implementano le funzioni di firewall o client di rete VPN;<\/li>\n<li>sys-usb, a cui vengono assegnati USB e altri controller di dispositivi periferici;<\/li>\n<li>sys-firewall, che non utilizza dispositivi, ma funziona come un firewall per le VM connesse.<\/li>\n<\/ul>\n<p><\/p>\n<p>Per lavorare con i dispositivi USB, vengono utilizzati servizi proxy che forniscono anche:<\/p>\n<p><\/p>\n<ul>\n<li>per la classe di dispositivi HID (human interface device) la trasmissione di comandi nel dom0;<\/li>\n<li>per i supporti rimovibili il reindirizzamento dei volumi dei dispositivi ad altre VM (escluso il dom0);<\/li>\n<li>il reindirizzamento diretto del dispositivo USB (viene utilizzato USBIP e strumenti di integrazione).<\/li>\n<\/ul>\n<p><\/p>\n<p>In questa configurazione, un attacco riuscito attraverso lo stack di rete o dispositivi connessi pu\u00f2 portare alla compromissione solo della VM di servizio attiva, e non dell'intero sistema. Dopo il riavvio della VM di servizio, essa verr\u00e0 caricata in uno stato originale.<\/p>\n<p><\/p>\n<h2>Strumenti di integrazione VM<\/h2>\n<p><\/p>\n<p>Ci sono diversi modi per interagire con il desktop di una macchina virtuale: installazione di applicazioni nel sistema guest o emulazione video tramite virtualizzazione. Le applicazioni guest possono comprendere vari strumenti di accesso remoto universali (RDP, VNC, Spice, ecc.) o strumenti adattati a un ipervisor specifico (questi strumenti sono generalmente chiamati utility guest). Pu\u00f2 essere utilizzata anche una variante mista, in cui l'ipervisor emula l'input-output per il sistema guest e fornisce la possibilit\u00e0 di utilizzare un protocollo che combina input-output, ad esempio come avviene con Spice. In questo caso, gli strumenti di accesso remoto ottimizzano generalmente l'immagine, poich\u00e9 sono progettati per funzionare attraverso una rete, il che influisce negativamente sulla qualit\u00e0 dell'immagine.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Qubes fornisce propri strumenti per l'integrazione delle VM. In primo luogo, c'\u00e8 il sottosistema grafico: le finestre delle diverse VM vengono visualizzate su un unico desktop con un proprio contorno colorato. In generale, gli strumenti di integrazione si basano sulle capacit\u00e0 dell'ipervisor: memoria condivisa (Xen grant table), strumenti di notifica (Xen event channel), archiviazione condivisa xenstore e protocollo di comunicazione vchan. Grazie a questi strumenti vengono realizzati i componenti di base qrexec e qubes-rpc, e i servizi applicativi come il reindirizzamento audio o USB, la trasmissione di file o del contenuto degli appunti, l'esecuzione di comandi e l'avvio di applicazioni. \u00c8 possibile impostare delle politiche che limitano i servizi disponibili sulla VM. Nella figura sottostante si trova un esempio della procedura di inizializzazione dell'interazione tra due VM.<\/p>\n<p><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Utilizzo di QubesOS per lavorare con Windows 7\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/02\/eb0706697196168d2d50a90e25090497.png\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<p><\/p>\n<p>In questo modo, il lavoro nella VM avviene senza l'uso della rete, consentendo di utilizzare appieno le VM autonome per evitare la fuga di informazioni. Ad esempio, cos\u00ec viene realizzata la separazione delle operazioni crittografiche (PGP\/SSH), in cui le chiavi private sono utilizzate in VM isolate e non escono dai loro confini.<\/p>\n<p><\/p>\n<h2>Modelli, VM applicative e VM monouso<\/h2>\n<p><\/p>\n<p>Tutto il lavoro dell'utente in Qubes avviene in macchine virtuali. Il sistema host principale \u00e8 utilizzato per gestire il loro funzionamento e visualizzazione. Il sistema operativo viene installato insieme a un insieme base di macchine virtuali basate su modelli (TemplateVM). Tale modello \u00e8 una VM Linux basata su distribuzioni Fedora o Debian, con strumenti di integrazione installati e configurati, e partizioni di sistema e utente dedicate. L'installazione e l'aggiornamento del software vengono effettuati mediante il gestore di pacchetti standard (dnf o apt) da repository configurati, con obbligo di verifica della firma digitale (GnuPG). Lo scopo di queste VM \u00e8 garantire fiducia nelle VM applicative che vengono eseguite su di esse.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>La VM applicativa (AppVM) al momento dell'avvio utilizza uno snapshot della partizione di sistema del modello VM corrispondente e, al termine, elimina questo snapshot senza salvare le modifiche. I dati necessari all'utente vengono memorizzati in una partizione utente unica per ogni VM applicativa, che viene montata nella home directory.<\/p>\n<p><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Utilizzo di QubesOS per lavorare con Windows 7\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/02\/604c4f94fdb9644b589f87104364dc20.png\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<p><\/p>\n<p>Utilizzare VM usa e getta (disposibleVM) pu\u00f2 essere utile dal punto di vista della sicurezza. Tale VM viene creata a partire da un modello al momento dell'avvio ed \u00e8 avviata con un unico scopo: eseguire un'applicazione, terminando il proprio lavoro al termine della chiusura. Le VM usa e getta possono essere utilizzate per aprire file sospetti, il cui contenuto potrebbe portare all'esploitazione di vulnerabilit\u00e0 di specifiche applicazioni. La possibilit\u00e0 di eseguire una VM usa e getta \u00e8 integrata nel file manager (Nautilus) e nel client di posta (Thunderbird). <\/p>\n<p><\/p>\n<p>Le VM Windows possono anche essere utilizzate per creare un modello e una VM usa e getta; per questo il profilo utente viene trasferito in una partizione separata. Nel nostro caso, tale modello sar\u00e0 utilizzato dall'utente per attivit\u00e0 di amministrazione e installazione di applicazioni. Sulla base del modello verranno create diverse VM applicative \u2014 con accesso limitato alla rete (funzionalit\u00e0 standard di sys-firewall) e senza accesso alla rete in generale (non viene creato un dispositivo di rete virtuale). In queste VM saranno disponibili tutte le modifiche e le applicazioni installate nel modello e, anche in caso di introduzione di malware, non avranno accesso alla rete per la compromissione.<\/p>\n<p><\/p>\n<h2>La lotta per Windows<\/h2>\n<p><\/p>\n<p>Le capacit\u00e0 descritte sopra costituiscono la base di Qubes e funzionano abbastanza stabilmente; le difficolt\u00e0 iniziano con Windows. Per l'integrazione con Windows \u00e8 necessario utilizzare il pacchetto di strumenti per guest Qubes Windows Tools (QWT), che include driver per lavorare con Xen, il driver qvideo e un insieme di utilit\u00e0 per lo scambio di informazioni (trasferimento di file, appunti). Il processo di installazione e configurazione \u00e8 documentato dettagliatamente sul sito del progetto, quindi condivideremo la nostra esperienza di utilizzo.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>La principale difficolt\u00e0 risiede essenzialmente nell'assenza di supporto per gli strumenti sviluppati. I principali sviluppatori (QWT) sono evidentemente non disponibili e il progetto di integrazione con Windows \u00e8 in attesa di un lead developer. Pertanto, \u00e8 stato necessario valutare innanzitutto la funzionalit\u00e0 e acquisire una comprensione sulla possibilit\u00e0 di supportarlo autonomamente, se necessario. La parte pi\u00f9 complessa dello sviluppo e del debug \u00e8 il driver grafico, che emula un video adattatore e un display per formare immagini nella memoria condivisa, consentendo di visualizzare l'intero desktop o direttamente la finestra dell'applicazione nella finestra del sistema host. Durante l'analisi del funzionamento del driver, abbiamo adattato il codice per la compilazione in un ambiente Linux e abbiamo testato lo schema di debug tra due sistemi Windows guest. Nella fase di cross-building, abbiamo apportato alcune semplificazioni a noi favorevoli, principalmente riguardo all'installazione <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/github.com\/tabit-pro\/qwt-crossbuild\">repository<\/a><\/noindex>silenziosa delle utilit\u00e0, e abbiamo anche eliminato una fastidiosa degradazione delle prestazioni durante un utilizzo prolungato della VM. Documentando i risultati del nostro lavoro, abbiamo elaborato <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/github.com\/QubesOS\/qubes-issues\/issues\/5065\">cos\u00ec ispirando<\/a><\/noindex> il lead developer di Qubes.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Il passaggio pi\u00f9 critico in termini di stabilit\u00e0 del sistema guest \u00e8 l'avvio di Windows; qui si pu\u00f2 vedere il famigerato schermo blu (o anche non vederlo). Per la maggior parte degli errori riscontrati sono stati trovati vari modi per aggirare le problematiche: disattivazione dei driver Xen per i dispositivi di blocco, disattivazione del bilanciamento della memoria della VM, fissazione delle impostazioni di rete e minimizzazione del numero di core. La nostra compilazione degli strumenti guest si installa e funziona su Windows 7 e Windows 10 completamente aggiornati (eccetto qvideo).<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Quando si passa dall'ambiente reale a quello virtuale, sorge un problema con l'attivazione di Windows nel caso si utilizzino versioni OEM preinstallate. Questi sistemi utilizzano l'attivazione basata sulle licenze scritte nell'UEFI del dispositivo. Per un corretto funzionamento dell'attivazione, \u00e8 necessario trasmettere al sistema ospite una delle sezioni ACPI del sistema host per intero (tabella SLIC) e apportare alcune modifiche ad altre, specificando il produttore. Xen consente di configurare il contenuto delle tabelle ACPI aggiuntive, ma senza modificare quelle principali. La soluzione \u00e8 stata facilitata da una patch di un progetto simile, OpenXT, che \u00e8 stata adattata per Qubes. Le correzioni sono sembrate utili non solo a noi e sono state trasmesse al repository principale di Qubes e alla libreria Libvirt.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>I difetti evidenti dei mezzi di integrazione di Windows includono l'assenza di supporto audio, di dispositivi USB e la complessit\u00e0 nella gestione dei media, poich\u00e9 non \u00e8 presente il supporto hardware per GPU. Tuttavia, quanto elencato non impedisce l'uso delle macchine virtuali per lavorare con documenti di ufficio, n\u00e9 ostacola l'esecuzione di applicazioni aziendali specifiche.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>La richiesta di commutare in modalit\u00e0 di lavoro offline o con rete limitata dopo la creazione del template di Windows VM \u00e8 stata realizzata creando le relative configurazioni delle VM applicative, e la possibilit\u00e0 di collegare selettivamente dispositivi rimovibili \u00e8 stata anch'essa risolta tramite i mezzi forniti dal sistema operativo: quando collegati, sono disponibili nella VM di sistema sys-usb, da dove possono essere 'passati' alla VM necessaria. Il desktop dell'utente appare all'incirca cos\u00ec.<\/p>\n<p><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Utilizzo di QubesOS per lavorare con Windows 7\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/02\/ed003174a07a412071095cda51f7c2cb.png\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<p><\/p>\n<p>La versione finale del sistema \u00e8 stata accolta positivamente (per quanto consenta una soluzione cos\u00ec complessa) dagli utenti, e gli strumenti nativi del sistema hanno permesso di estendere l'uso a un posto di lavoro mobile per l'utente con accesso tramite VPN.<\/p>\n<p><\/p>\n<h2>In conclusione<\/h2>\n<p><\/p>\n<p>La virtualizzazione in generale consente di ridurre i rischi legati all'uso di sistemi Windows non pi\u00f9 supportati: non costringe a garantire la compatibilit\u00e0 con nuove attrezzature hardware, permette di escludere o controllare l'accesso al sistema tramite rete o tramite dispositivi collegati, consente di implementare un ambiente per avvii temporanei.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Qubes OS, basata sull'idea di isolamento attraverso la virtualizzazione, aiuta a utilizzare questi e altri meccanismi per garantire la sicurezza. Dall'esterno, molti vedono in Qubes prima di tutto un'insegna di anonimato, ma \u00e8 un sistema utile sia per gli ingegneri, che spesso uniscono progetti, infrastrutture e segreti di accesso a essi, sia per i ricercatori sulla sicurezza. La separazione di applicazioni, dati e la formalizzazione della loro interazione sono i primi passi nell'analisi delle minacce e nella progettazione di un sistema di protezione. Tale separazione aiuta a strutturare le informazioni e a ridurre la probabilit\u00e0 di errori legati al fattore umano \u2014 fretta, affaticamento, ecc.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Attualmente, l'accento nello sviluppo \u00e8 posto sull'espansione delle funzionalit\u00e0 degli ambienti Linux. \u00c8 in fase di preparazione il rilascio della versione 4.1, che sar\u00e0 basata su Fedora 31 e includer\u00e0 versioni aggiornate dei componenti chiave Xen e Libvirt. Vale la pena notare che Qubes \u00e8 sviluppato da professionisti della sicurezza informatica, che rilasciano sempre aggiornamenti tempestivi in caso di nuove minacce o bug.<\/p>\n<p><\/p>\n<h2>Postfazione<\/h2>\n<p><\/p>\n<p>Una delle funzionalit\u00e0 sperimentali che stiamo sviluppando consente di creare VM con supporto per l'accesso ospite a GPU basato sulla tecnologia Intel GVT-g, permettendo di sfruttare le potenzialit\u00e0 della scheda grafica e ampliando notevolmente l'ambito di utilizzo del sistema. Al momento della scrittura di questo articolo, questa funzionalit\u00e0 \u00e8 operativa per le versioni di test di Qubes 4.1, ed \u00e8 disponibile su <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/github.com\/tabit-pro\/tabit-qubes-repo\">github<\/a><\/noindex>.<\/p>\n<p>Fonte: <a content=\"nofollow\" rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/post\/488234\/\">habr.com<\/a> <\/p>","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"excerpt":{"rendered":"<p>\u041d\u0430 \u0425\u0430\u0431\u0440\u0435 \u043d\u0435 \u0442\u0430\u043a \u043c\u043d\u043e\u0433\u043e \u0441\u0442\u0430\u0442\u0435\u0439, \u043f\u043e\u0441\u0432\u044f\u0449\u0435\u043d\u043d\u044b\u0445 \u043e\u043f\u0435\u0440\u0430\u0446\u0438\u043e\u043d\u043d\u043e\u0439 \u0441\u0438\u0441\u0442\u0435\u043c\u0435 Qubes, \u0430 \u0442\u0435, \u0447\u0442\u043e \u044f \u0432\u0438\u0434\u0435\u043b \u043c\u0430\u043b\u043e \u043e\u043f\u0438\u0441\u044b\u0432\u0430\u044e\u0442 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