ექსპერიმენტი: როგორ შენიღბოს Tor-ის გამოყენება ბლოკების გვერდის ავლით

ინტერნეტ ცენზურა სულ უფრო მნიშვნელოვანი საკითხია მთელ მსოფლიოში. ეს იწვევს „იარაღების შეჯიბრის“ გაძლიერებას, რადგან სხვადასხვა ქვეყანაში სამთავრობო უწყებები და კერძო კორპორაციები ცდილობენ დაბლოკონ სხვადასხვა შინაარსი და ებრძვიან ამგვარი შეზღუდვების გვერდის ავლის გზებს, ხოლო დეველოპერები და მკვლევარები ცდილობენ შექმნან ეფექტური ინსტრუმენტები ცენზურის წინააღმდეგ საბრძოლველად.

კარნეგი მელონის, სტენფორდის უნივერსიტეტისა და SRI საერთაშორისო უნივერსიტეტების მეცნიერებმა ჩაატარეს ექსპერიმენტი, რომლის დროსაც მათ შეიმუშავეს სპეციალური სერვისი ბლოკების გვერდის ავლით ერთ-ერთი ყველაზე პოპულარული ინსტრუმენტის Tor-ის გამოყენების დასაფარად. წარმოგიდგენთ ისტორიას მკვლევარების მიერ შესრულებული სამუშაოს შესახებ.

Tor დაბლოკვის წინააღმდეგ

Tor უზრუნველყოფს მომხმარებლების ანონიმურობას სპეციალური რელეების გამოყენებით - ეს არის შუალედური სერვერები მომხმარებელსა და მისთვის საჭირო საიტს შორის. როგორც წესი, რამდენიმე რელე მდებარეობს მომხმარებელსა და საიტს შორის, რომელთაგან თითოეულს შეუძლია მხოლოდ მცირე რაოდენობის მონაცემების გაშიფვრა გადაგზავნილ პაკეტში - საკმარისია ჯაჭვის შემდეგი წერტილის გასარკვევად და იქ გაგზავნისთვის. შედეგად, თავდამსხმელების ან ცენზურის მიერ კონტროლირებადი რელეც რომ დაემატოს ჯაჭვს, ისინი ვერ შეძლებენ გაარკვიონ ტრაფიკის ადრესატი და დანიშნულება.

Tor ეფექტურად მუშაობს, როგორც ცენზურის საწინააღმდეგო ინსტრუმენტი, მაგრამ ცენზურას მაინც აქვს მისი სრული დაბლოკვის შესაძლებლობა. ირანმა და ჩინეთმა წარმატებული ბლოკირების კამპანიები ჩაატარეს. მათ შეძლეს Tor ტრაფიკის იდენტიფიცირება TLS ხელის ჩამორთმევისა და სხვა გამორჩეული Tor მახასიათებლების სკანირებით.

შემდგომში, დეველოპერებმა მოახერხეს სისტემის ადაპტირება დაბლოკვის გვერდის ავლით. ცენზორებმა უპასუხეს HTTPS კავშირების დაბლოკვით სხვადასხვა საიტებთან, მათ შორის Tor-თან. პროექტის დეველოპერებმა შექმნეს obfsproxy პროგრამა, რომელიც დამატებით შიფრავს ტრაფიკს. ეს კონკურსი მუდმივად გრძელდება.

ექსპერიმენტის საწყისი მონაცემები

მკვლევარებმა გადაწყვიტეს შეექმნათ ინსტრუმენტი, რომელიც დაფარავს Tor-ის გამოყენებას, რაც მის გამოყენებას შესაძლებელი გახდის იმ რეგიონებშიც კი, სადაც სისტემა მთლიანად დაბლოკილია.

• როგორც თავდაპირველი ვარაუდები, მეცნიერებმა წამოაყენეს შემდეგი:
• ცენზორი აკონტროლებს ქსელის იზოლირებულ შიდა სეგმენტს, რომელიც უერთდება გარე, ცენზურის გარეშე ინტერნეტს.
• ბლოკირების ორგანოები აკონტროლებენ მთელ ქსელურ ინფრასტრუქტურას ცენზურირებული ქსელის სეგმენტში, მაგრამ არა პროგრამულ უზრუნველყოფას საბოლოო მომხმარებლის კომპიუტერებზე.
• ცენზორი ცდილობს ხელი შეუშალოს მომხმარებლებს წვდომის მასალებზე, რომლებიც მისი თვალსაზრისით არასასურველია; ვარაუდობენ, რომ ყველა ასეთი მასალა განთავსებულია სერვერებზე კონტროლირებადი ქსელის სეგმენტის გარეთ.
• ამ სეგმენტის პერიმეტრზე არსებული მარშრუტიზატორები აანალიზებენ ყველა პაკეტის დაშიფრულ მონაცემებს არასასურველი შინაარსის დასაბლოკად და შესაბამისი პაკეტების პერიმეტრში შეღწევისგან.
• ყველა Tor რელე მდებარეობს პერიმეტრის გარეთ.

როგორ აკეთებს ამას მუშაობა

Tor-ის გამოყენების შენიღბვის მიზნით, მკვლევარებმა შექმნეს StegoTorus ინსტრუმენტი. მისი მთავარი მიზანია გააუმჯობესოს Tor-ის უნარი, წინააღმდეგობა გაუწიოს პროტოკოლის ავტომატურ ანალიზს. ინსტრუმენტი განლაგებულია კლიენტსა და ჯაჭვის პირველ რელეს შორის, იყენებს საკუთარ დაშიფვრის პროტოკოლს და სტეგანოგრაფიის მოდულებს, რათა გაართულოს Tor ტრაფიკის იდენტიფიცირება.

პირველ საფეხურზე ამოქმედდება მოდული სახელად ჩოპერი - ის ტრაფიკს გარდაქმნის სხვადასხვა სიგრძის ბლოკების თანმიმდევრობად, რომლებიც შემდგომში მწყობრიდან გამოდის.

მონაცემები დაშიფრულია AES-ის გამოყენებით GCM რეჟიმში. ბლოკის სათაური შეიცავს 32-ბიტიან მიმდევრობის ნომერს, ორ სიგრძის ველს (d და p) - ეს მიუთითებს მონაცემთა რაოდენობას, სპეციალურ ველს F და 56-ბიტიან შემოწმების ველს, რომლის მნიშვნელობა უნდა იყოს ნული. ბლოკის მინიმალური სიგრძეა 32 ბაიტი, მაქსიმალური კი 217+32 ბაიტი. სიგრძე კონტროლდება სტეგანოგრაფიის მოდულებით.

როდესაც კავშირი დამყარდება, ინფორმაციის პირველი რამდენიმე ბაიტი არის ხელის ჩამორთმევის შეტყობინება, რომლის დახმარებით სერვერი ხვდება, საქმე აქვს არსებულ თუ ახალ კავშირთან. თუ კავშირი ეკუთვნის ახალ ბმულს, მაშინ სერვერი პასუხობს ხელის ჩამორთმევით და გაცვლის თითოეული მონაწილე ამოიღებს მისგან სესიის კლავიშებს. გარდა ამისა, სისტემა ახორციელებს ხელახალი გასაღების მექანიზმს - ის მსგავსია სესიის კლავიშის გამოყოფის, მაგრამ ბლოკები გამოიყენება ხელის ჩამორთმევის შეტყობინებების ნაცვლად. ეს მექანიზმი ცვლის მიმდევრობის ნომერს, მაგრამ გავლენას არ ახდენს ბმულის ID-ზე.

მას შემდეგ, რაც კომუნიკაციის ორივე მონაწილემ გაიგზავნა და მიიღო ფინეთის ბლოკი, ბმული იხურება. განმეორებითი შეტევებისგან დასაცავად ან მიწოდების დაგვიანებისგან დაბლოკვის მიზნით, ორივე მონაწილემ უნდა დაიმახსოვროს ID დახურვის შემდეგ რამდენ ხანს.

ჩაშენებული სტეგანოგრაფიის მოდული მალავს Tor ტრაფიკს p2p პროტოკოლში - ისევე, როგორც Skype მუშაობს უსაფრთხო VoIP კომუნიკაციებში. HTTP სტეგანოგრაფიის მოდული ახდენს დაუშიფრული HTTP ტრაფიკის სიმულაციას. სისტემა ასახავს რეალურ მომხმარებელს ჩვეულებრივი ბრაუზერით.

თავდასხმების წინააღმდეგობა

იმის შესამოწმებლად, თუ რამდენად აუმჯობესებს შემოთავაზებული მეთოდი Tor-ის ეფექტურობას, მკვლევარებმა შეიმუშავეს ორი ტიპის შეტევა.

პირველი მათგანი არის Tor ნაკადების გამოყოფა TCP ნაკადებისგან Tor-ის პროტოკოლის ფუნდამენტური მახასიათებლების საფუძველზე - ეს არის მეთოდი, რომელიც გამოიყენება ჩინეთის სამთავრობო სისტემის დაბლოკვისთვის. მეორე თავდასხმა გულისხმობს უკვე ცნობილი Tor ნაკადების შესწავლას, რათა მოიპოვოს ინფორმაცია იმის შესახებ, თუ რომელ საიტებს ეწვია მომხმარებელი.

მკვლევარებმა დაადასტურეს პირველი ტიპის თავდასხმის ეფექტურობა "ვანილის ტორზე" - ამისათვის მათ შეაგროვეს საიტების ვიზიტების კვალი ტოპ 10 Alexa.com-დან ოცჯერ რეგულარული Tor, obfsproxy და StegoTorus მეშვეობით HTTP სტეგანოგრაფიული მოდულით. CAIDA მონაცემთა ნაკრები 80 პორტის მონაცემებით გამოიყენებოდა შედარებისთვის - თითქმის რა თქმა უნდა, ყველა ეს არის HTTP კავშირები.

ექსპერიმენტმა აჩვენა, რომ ჩვეულებრივი Tor-ის გამოთვლა საკმაოდ მარტივია. Tor პროტოკოლი ძალიან სპეციფიკურია და აქვს მრავალი მახასიათებელი, რომელთა გამოთვლაც მარტივია - მაგალითად, მისი გამოყენებისას TCP კავშირები გრძელდება 20-30 წამი. Obfsproxy ინსტრუმენტი ასევე ცოტას აკეთებს ამ აშკარა პუნქტების დასამალად. StegoTorus, თავის მხრივ, წარმოქმნის ტრაფიკს, რომელიც ბევრად უფრო ახლოს არის CAIDA მითითებასთან.

მონახულებული საიტების თავდასხმის შემთხვევაში, მკვლევარებმა შეადარეს ასეთი მონაცემების გამჟღავნების ალბათობა "vanilla Tor"-ის და მათი StegoTorus გადაწყვეტის შემთხვევაში. შეფასებისთვის გამოყენებული იყო სკალა AUC (ფართი მრუდის ქვეშ). ანალიზის შედეგებზე დაყრდნობით, აღმოჩნდა, რომ რეგულარული Tor-ის შემთხვევაში დამატებითი დაცვის გარეშე, მონახულებული საიტების შესახებ მონაცემების გამჟღავნების ალბათობა მნიშვნელოვნად მაღალია.

დასკვნა

ინტერნეტში ცენზურის შემომტანი ქვეყნების ხელისუფლებასა და ბლოკირების გვერდის ავლით სისტემების შემქმნელებს შორის დაპირისპირების ისტორია ვარაუდობს, რომ მხოლოდ ყოვლისმომცველი დაცვის ზომები შეიძლება იყოს ეფექტური. მხოლოდ ერთი ხელსაწყოს გამოყენება ვერ უზრუნველყოფს საჭირო მონაცემებზე წვდომას და რომ ინფორმაცია ბლოკის გვერდის ავლით არ გახდება ცნობილი ცენზურასთვის.

ამიტომ, ნებისმიერი კონფიდენციალურობისა და კონტენტზე წვდომის ინსტრუმენტების გამოყენებისას, მნიშვნელოვანია არ დაგვავიწყდეს, რომ არ არსებობს იდეალური გადაწყვეტილებები და სადაც შესაძლებელია, დააკავშიროთ სხვადასხვა მეთოდები მაქსიმალური ეფექტურობის მისაღწევად.

სასარგებლო ბმულები და მასალები ინფატიკა:

• კვლევა: ბლოკ-რეზისტენტული მარიონეტული სერვისის შექმნა თამაშის თეორიის გამოყენებით
• ცენზურის წინააღმდეგ ბრძოლის ისტორია: როგორ მუშაობს MIT-ისა და სტენფორდის მეცნიერების მიერ შექმნილი ფლეშ პროქსი მეთოდი
• როგორ გავიგოთ, როდესაც მარიონეტები იტყუებიან: ქსელის მარიონეტების ფიზიკური მდებარეობების შემოწმება აქტიური გეოლოკაციის ალგორითმის გამოყენებით
• როგორ შენიღბოთ საკუთარი თავი ინტერნეტში: სერვერისა და საცხოვრებლის მარიონეტების შედარება

წყარო: www.habr.com