{"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":"Uso di QubesOS per lavorare con Windows 7","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"<p>Su Habr non ci sono molte articoli dedicati al sistema operativo Qubes, e quelli che ho visto descrivono poco l'esperienza d'uso. Sotto spero di correggere questo, utilizzando Qubes come strumento di protezione dell'ambiente Windows e, nel contempo, valutare il numero di utenti di lingua russa del sistema.<\/p>\n<p><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Uso 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 storia della fine del supporto per Windows 7 e l'aumento dell'ansia degli utenti hanno portato alla necessit\u00e0 di organizzare l'uso di questo sistema operativo, tenendo conto dei seguenti requisiti:<\/p>\n<p><\/p>\n<ul>\n<li>garantire l'uso di una Windows 7 attivata e completa con la possibilit\u00e0 per l'utente di installare aggiornamenti e varie applicazioni (anche via Internet);<\/li>\n<li>implementare un'esclusione totale o parziale delle interazioni di rete in base a condizioni (modalit\u00e0 offline e filtraggio del traffico);<\/li>\n<li>offrire la possibilit\u00e0 di collegare selettivamente dispositivi e supporti removibili.<\/li>\n<\/ul>\n<p><\/p>\n<p>Questo insieme di restrizioni richiede un utente chiaramente preparato, poich\u00e9 \u00e8 consentita l'amministrazione autonoma, e le limitazioni non sono legate al blocco delle sue potenziali azioni, ma all'esclusione di possibili errori o impatti distruttivi del software. In altre parole, non c'\u00e8 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 integrati o aggiuntivi di Windows, poich\u00e9 \u00e8 piuttosto complesso limitare efficacemente un utente con diritti 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 di virtualizzazione desktop ampiamente noti (come VirtualBox) sono poco adattati per affrontare questioni di sicurezza e le restrizioni indicate devono essere applicate dall'utente mentre passa continuamente da una configurazione all'altra delle impostazioni 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'utilizzo di Qubes come sistema desktop per l'utente, ma c'erano dubbi sulla stabilit\u00e0 dell'operativit\u00e0 con Windows come guest. \u00c8 stata presa la decisione di verificare la versione attuale di Qubes, poich\u00e9 i vincoli imposti si adattano molto bene alla paradigma di questo sistema, in particolare l'implementazione dei template di macchine virtuali e l'integrazione visiva. In seguito cercher\u00f2 di descrivere brevemente le idee e gli strumenti di Qubes, utilizzando l'esempio della soluzione del problema posti.<\/p>\n<p><\/p>\n<h2>Tipi di virtualizzazione Xen<\/h2>\n<p><\/p>\n<p>Alla base di Qubes c'\u00e8 l'ipercomportatore Xen, che minimizza le sue 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 un kernel Linux (in Qubes, per dom0 si utilizza la distribuzione Fedora).<\/p>\n<p><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Uso 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 (porter\u00f2 esempi per l'architettura Intel, anche se Xen supporta anche altre):<\/p>\n<p><\/p>\n<ul>\n<li>paravirtualizzazione (PV) - modalit\u00e0 di virtualizzazione che non utilizza il supporto hardware, simile alla virtualizzazione dei contenitori, pu\u00f2 essere utilizzata per sistemi con kernel adattato (in questa modalit\u00e0 funge dom0);<\/li>\n<li>virtualizzazione completa (HVM) \u2014 in questo modo, per le risorse della CPU viene utilizzato il supporto hardware, mentre tutto il resto dell'hardware viene emulato tramite QEMU. Questo \u00e8 il modo pi\u00f9 universale per avviare vari sistemi operativi;<\/li>\n<li>paravirtualizzazione dell'hardware (PVH \u2014 ParaVirtualized Hardware) \u2014 modalit\u00e0 di virtualizzazione che utilizza il supporto hardware, in cui il kernel del sistema guest utilizza driver adattati alle capacit\u00e0 dell'hypervisor (ad esempio, memoria condivisa), eliminando la necessit\u00e0 di emulazione con QEMU e migliorando le prestazioni I\/O. Il kernel Linux dalla versione 4.11 pu\u00f2 operare in questa modalit\u00e0.<\/li>\n<\/ul>\n<p><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Uso 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 sono parzialmente mitigate utilizzando la virtualizzazione completa), utilizzando per impostazione predefinita la modalit\u00e0 PVH.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Nell'emulazione (modalit\u00e0 HVM), l'avvio di QEMU avviene all'interno di una VM isolata chiamata stubdomain, riducendo cos\u00ec i rischi legati all'esplorazione di potenziali errori di implementazione (il progetto QEMU contiene molto codice, compreso quello per la compatibilit\u00e0).<br \/>\nQuesto tipo di modalit\u00e0 dovrebbe essere utilizzato nel nostro caso 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 principali capacit\u00e0 del hypervisor \u00e8 la trasmissione di dispositivi PCI all'ambiente guest. L'esclusione 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 una supporto IOMMU (Intel VT-d) \u2014 gestione hardware della memoria per dispositivi virtualizzati.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>In questo modo vengono create pi\u00f9 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 funzioni di firewall o client VPN;<\/li>\n<li>sys-usb, a cui vengono assegnati i controllori USB e altri dispositivi periferici;<\/li>\n<li>sys-firewall, che non utilizza dispositivi ma funziona come un firewall per le VM collegate.<\/li>\n<\/ul>\n<p><\/p>\n<p>Per lavorare con i dispositivi USB si utilizzano servizi proxy che garantiscono, tra l'altro:<\/p>\n<p><\/p>\n<ul>\n<li>per la classe di dispositivi HID (human interface device) la trasmissione di comandi a dom0;<\/li>\n<li>per i supporti rimovibili la reindirizzamento dei volumi dei dispositivi ad altre VM (eccetto dom0);<\/li>\n<li>il reindirizzamento diretto dei dispositivi 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 collegati pu\u00f2 compromettere solo la VM di servizio in esecuzione, e non l'intero sistema. E dopo il riavvio della VM di servizio, essa verr\u00e0 caricata nello stato originale.<\/p>\n<p><\/p>\n<h2>Strumenti di integrazione delle VM<\/h2>\n<p><\/p>\n<p>Ci sono diversi modi per interagire con il desktop della macchina virtuale: installazione di applicazioni nel sistema guest o simulazione video tramite virtualizzazione. Possono essere utilizzati vari strumenti di accesso remoto (RDP, VNC, Spice, ecc.) come applicazioni guest, o strumenti progettati specificamente per un determinato hypervisor (questi strumenti sono generalmente chiamati utility guest). \u00c8 possibile utilizzare anche un'opzione mista, in cui l'hypervisor simula l'I\/O per il sistema guest e offre all'esterno la possibilit\u00e0 di utilizzare un protocollo che combina I\/O, come nel caso di Spice. Inoltre, gli strumenti di accesso remoto ottimizzano solitamente l'immagine, poich\u00e9 sono progettati per funzionare attraverso una rete, il che pu\u00f2 influire negativamente sulla qualit\u00e0 dell'immagine.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Qubes offre strumenti propri per l'integrazione delle VM. In primo luogo, questo \u00e8 un sistema grafico: le finestre di diverse VM vengono visualizzate su un'unica scrivania, ciascuna con un proprio contorno di colore. In generale, gli strumenti di integrazione sono basati sulle capacit\u00e0 dell'ipervisor: memoria condivisa (Xen grant table), notifiche (Xen event channel), archiviazione condivisa xenstore e protocollo di comunicazione vchan. Grazie a questi strumenti, vengono implementati componenti di base come qrexec e qubes-rpc e servizi applicativi, come il reindirizzamento audio o USB, la trasmissione di file o contenuti del clipboard, l'esecuzione di comandi e l'avvio di applicazioni. \u00c8 possibile stabilire politiche che limitano i servizi disponibili nelle VM. Nella figura seguente \u00e8 mostrata un esempio della procedura di inizializzazione dell'interazione tra due VM.<\/p>\n<p><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Uso 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>Pertanto, il lavoro nelle VM avviene senza utilizzare la rete, consentendo un uso pieno delle VM autonome per evitare perdite di informazioni. Ad esempio, questo \u00e8 come si realizza la separazione delle operazioni crittografiche (PGP\/SSH), quando le chiavi private vengono utilizzate in VM isolate e non escono mai da esse.<\/p>\n<p><\/p>\n<h2>Modelli, applicativi e VM usa e getta<\/h2>\n<p><\/p>\n<p>Tutte le operazioni dell'utente in Qubes avvengono in macchine virtuali. Il sistema operativo host principale viene utilizzato per gestire il loro funzionamento e la visualizzazione. Il sistema operativo viene installato insieme a un set di macchine virtuali basate su modelli (TemplateVM). Questo modello rappresenta una VM Linux basata sulle distribuzioni Fedora o Debian, con gli strumenti di integrazione installati e configurati, e le partizioni di sistema e utente dedicate. L'installazione e l'aggiornamento del software avvengono tramite il gestore pacchetti predefinito (dnf o apt) dai repository configurati, con verifica obbligatoria della firma digitale (GnuPG). Lo scopo di queste VM \u00e8 garantire fiducia nelle VM applicative 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 dopo il termine elimina questo snapshot senza salvare le modifiche. I dati necessari all'utente sono memorizzati in una partizione utente unica per ciascuna VM applicativa, che viene montata nella cartella home.<\/p>\n<p><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Uso 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>Dal punto di vista della sicurezza, l'utilizzo di macchine virtuali usa e getta (disposibleVM) pu\u00f2 rivelarsi utile. Queste VM vengono create da un modello al momento dell'avvio e vengono eseguite con un unico scopo: eseguire un'applicazione, per poi terminare dopo la chiusura di quest'ultima. Le macchine virtuali usa e getta possono essere utilizzate per aprire file sospetti, il cui contenuto potrebbe portare all'exploitation di vulnerabilit\u00e0 di specifiche applicazioni. La possibilit\u00e0 di avviare una VM usa e getta \u00e8 integrata nel file manager (Nautilus) e nel client di posta elettronica (Thunderbird). <\/p>\n<p><\/p>\n<p>Le VM Windows possono essere utilizzate per creare un modello e un VM usa e getta, per questo il profilo utente viene trasferito in una sezione separata. Nel nostro caso, questo modello sar\u00e0 utilizzato dall'utente per compiti di amministrazione e installazione delle applicazioni. Sulla base del modello saranno create diverse VM applicative \u2014 con accesso limitato alla rete (funzionalit\u00e0 predefinite sys-firewall) e senza accesso alla rete (non viene creato un dispositivo di rete virtuale). In queste VM saranno disponibili tutte le modifiche e le applicazioni installate nel modello e, anche nel caso di implementazione di software malevoli, non avranno accesso alla rete per compromissioni.<\/p>\n<p><\/p>\n<h2>La lotta per Windows<\/h2>\n<p><\/p>\n<p>Le funzionalit\u00e0 descritte sopra sono alla base di Qubes e funzionano in modo abbastanza stabile; tuttavia, le complicazioni iniziano con Windows. Per integrare Windows \u00e8 necessario utilizzare il pacchetto di strumenti guest Qubes Windows Tools (QWT), che include driver per il funzionamento con Xen, un driver qvideo e un set di utilit\u00e0 per lo scambio di informazioni (trasferimento file, appunti). Il processo di installazione e configurazione \u00e8 documentato in dettaglio sul sito del progetto, quindi condivideremo la nostra esperienza di utilizzo.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>La principale difficolt\u00e0 risiede nella sostanziale mancanza di supporto per gli strumenti sviluppati. I principali sviluppatori (QWT) sembrano essere indisponibili e il progetto di integrazione con Windows \u00e8 in attesa di un lead developer. Pertanto, \u00e8 stato necessario prima di tutto valutare la funzionalit\u00e0 e comprendere la possibilit\u00e0 di supportarla autonomamente se necessario. Il driver grafico, che emula un adattatore video e un display per formare l'immagine nella memoria condivisa, risultava particolarmente complesso da sviluppare e debuggare, poich\u00e9 consente di visualizzare l'intero desktop o direttamente la finestra dell'applicazione nella finestra del sistema host. Durante l'analisi del lavoro del driver, abbiamo adattato il codice per la compilazione in ambiente Linux e lavorato su uno schema di debugging tra due sistemi Windows ospiti. Nella fase di cross-build, abbiamo effettuato alcune modifiche semplificative, soprattutto riguardo all'installazione 'silenziosa' degli strumenti, e abbiamo eliminato una fastidiosa degradazione delle prestazioni durante un uso prolungato nella VM. Abbiamo redatto i risultati del nostro lavoro in un documento separato. <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/github.com\/tabit-pro\/qwt-crossbuild\">repository<\/a><\/noindex>, ispirando temporaneamente <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/github.com\/QubesOS\/qubes-issues\/issues\/5065\">il lead developer di Qubes.<\/a><\/noindex> lead developer di Qubes.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>La fase pi\u00f9 critica per la stabilit\u00e0 del sistema ospite \u00e8 l'avvio di Windows, dove si pu\u00f2 notare il famigerato schermo blu (o addirittura non notarlo affatto). Per la maggior parte degli errori riscontrati, sono state trovate diverse soluzioni alternative: abbandonare i driver Xen per i dispositivi di archiviazione, disattivare il bilanciamento della memoria delle VM, fissare le impostazioni di rete e minimizzare il numero di core. La nostra build degli strumenti ospiti si installa e funziona su Windows 7 e Windows 10 completamente aggiornati (escludendo qvideo).<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Quando si passa da modalit\u00e0 reale a quella virtuale, si presenta un problema con l'attivazione di Windows nel caso di utilizzo di versioni OEM preinstallate. Questi sistemi utilizzano l'attivazione basata su licenze memorizzate nell'UEFI del dispositivo. Per garantire un'attivazione corretta, \u00e8 necessario trasmettere al sistema guest una delle sezioni ACPI del sistema host in modo completo (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 fornita da una patch di un progetto simile, OpenXT, che \u00e8 stata adattata per Qubes. Le correzioni si sono rivelate utili non solo per noi e sono state trasmesse al repository principale di Qubes e alla libreria Libvirt.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Tra gli evidenti svantaggi degli strumenti di integrazione per Windows ci sono l'assenza di supporto audio, dispositivi USB e la difficolt\u00e0 nella gestione dei media, poich\u00e9 non c'\u00e8 supporto hardware per la GPU. Tuttavia, quanto elencato non ostacola l'uso delle VM per lavorare con documenti d'ufficio e non impedisce l'esecuzione di applicazioni aziendali specifiche.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>La richiesta di passare a una modalit\u00e0 di lavoro off-line o con rete limitata dopo la creazione di un modello di VM Windows \u00e8 stata soddisfatta creando configurazioni appropriate per le VM applicative. Anche la possibilit\u00e0 di collegare in modo selettivo dispositivi di archiviazione rimovibili \u00e8 stata affrontata con gli strumenti standard del sistema operativo: quando vengono collegati, sono disponibili nella VM di sistema sys-usb, da cui possono essere \"passati\" alla VM necessaria. La scrivania dell'utente appare all'incirca in questo modo.<\/p>\n<p><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Uso 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 accettata positivamente dagli utenti (per quanto possa consentire una soluzione cos\u00ec complessa) e gli strumenti standard del sistema hanno permesso di estendere l'uso a uno spazio di lavoro mobile con accesso tramite VPN.<\/p>\n<p><\/p>\n<h2>In conclusion<\/h2>\n<p><\/p>\n<p>La virtualizzazione, in generale, consente di ridurre i rischi connessi all'uso di sistemi Windows non pi\u00f9 supportati: non costringe a garantire la compatibilit\u00e0 con nuove hardware, consente di escludere o controllare l'accesso al sistema tramite rete o dispositivi connessi, e permette di realizzare un ambiente per esecuzioni temporanee.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Il sistema operativo Qubes, fondato sull'idea di isolamento tramite virtualizzazione, sfrutta meccanismi diversi per garantire la sicurezza. Esternamente, molti vedono in Qubes principalmente un'aspirazione all'anonimato, ma si tratta di un sistema utile sia per gli ingegneri che gestiscono progetti, infrastrutture e segreti, sia per i ricercatori di sicurezza. La separazione delle applicazioni, dei dati e la formalizzazione delle loro interazioni sono i primi passi nell'analisi delle minacce e nel design di un sistema di protezione. Questa separazione agevola la strutturazione delle informazioni e riduce la probabilit\u00e0 di errori dovuti a fattori umani come fretta, stanchezza, ecc.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Attualmente, il focus principale nello sviluppo \u00e8 l'espansione delle funzionalit\u00e0 delle piattaforme Linux. \u00c8 in preparazione il rilascio della versione 4.1, basata su Fedora 31 e che includer\u00e0 le versioni aggiornate dei componenti chiave Xen e Libvirt. \u00c8 importante sottolineare che Qubes \u00e8 sviluppato da professionisti della sicurezza informatica che rilasciano aggiornamenti tempestivi in caso di nuove minacce o errori.<\/p>\n<p><\/p>\n<h2>Epifania<\/h2>\n<p><\/p>\n<p>Una delle funzionalit\u00e0 sperimentali che stiamo sviluppando consente di creare VM con supporto per l'accesso GPU ospite 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 redazione dell'articolo, questa funzionalit\u00e0 \u00e8 operativa per le versioni di prova 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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