På måndagen på WWDC-konferensen presenterade Apple en fantastisk ny funktion kallad "Hitta mig". Till skillnad från den standard "Hitta min iPhone", som är beroende av mobilnätets infrastruktur och GPS för den förlorade enheten, kan funktionen "Hitta mig" hitta även enheter utan utan SIM-kort och GPS. Till exempel, bärbara datorer, eller till och med "dumma" platsmarkörer, som är fästa på vilken objekt som helst (Apple antydde detta bara i allmänna termer).

Idén är att omvandla hela det befintliga nätverket av iPhones till ett omfattande crowdsourcat system för att spåra omgivande objekt. Varje aktiv iPhone kommer kontinuerligt att spåra BLE-signalmeddelanden som kommer från andra enheter. När den hittar en av dessa signaler, markerar den paketet med sina GPS-koordinater – och skickar det till Apples servrar. Detta är verkligen fantastiskt för personer som mig, som ständigt tappar bort saker: om jag lämnar min ryggsäck i en turistbuss i Kina, kommer någon förr eller senare att snubbla över dess signal – och jag får omedelbart veta var jag kan hitta den.

(Det är värt att notera att idén inte kom från Apple. Faktum är att företag som Tile har arbetat med detta ett bra tag. Och ja, de har anledning att oroa sig för sin verksamhet).

Om beskrivningen ovan inte imponerade på dig, låt mig ställa en fråga som du borde ställa: hur kommer detta system att skydda mot omfattande intrång i personlig integritet?

Låt oss lista potentiella problem:

• Om enheten ständigt utsänder en BLE-signal som entydigt identifierar den, har alla fått (ännu en) möjlighet att spåra dig. Marknadsförare använder redan MAC-adresser för WiFi och Bluetooth för detta ändamål, och funktionen Hitta mig skapar ytterligare en spårningskanal.
• Det avslöjar också dem som deltar i processen. Nu kommer dessa människor att skicka sin aktuella plats till Apple (kanske gör de det redan). Men nu måste de dela denna information även med främlingar som "tappar" sina enheter. Det kan sluta illa.
• Bedragare kan också starta aktiva attacker där de förfalskar din enhets plats. Även om detta verkar osannolikt, överraskar människor alltid.

Den goda nyheten är att Apple påstår att systemet verkligen erbjuder pålitlig integritet tack vare en smart tillämpning av kryptografi. Men, som vanligt, har de vägrat att avslöja detaljer kring implementationen. Andy Greenberg på Wired berättade delvis om den tekniska implementationen såvitt Apple säger, vilket ger en god förståelse. Tyvärr lämnar denna beskrivning fortfarande stora luckor. Det är dem jag tänker fylla i, genom att föreslå den mest sannolika beskrivningen av vad Apple faktiskt gör.

En stor brasklapp: mycket kan visa sig vara helt fel. Jag kommer att uppdatera artikeln när Apple berättar mer.

Några grundläggande frågor

För att lägga fram scenariot måste vi introducera några enheter. Låt oss ta inspiration från tv-serien från 1950-talet "Lassie".

Den första enheten som vi kallar Timmy, "är förlorad". Den har en BLE-sändare, men ingen GPS eller internetanslutning. Lyckligtvis har den redan parats med den andra enheten som kallas Timmy Ruth , som vill hitta den. Vår huvudkaraktär ärLassie : en iPhone tillhörande en slumpmässig (och ovetande) främling, som (låt oss anta) åtminstone har sporadisk internetanslutning och pålitlig GPS. Och Lassie är en väldigt bra hund. Nätverksenheterna interagerar via Apples iCloud-servrar, som visas nedan:(Eftersom

måste vara ihopparade i förväg, troligen tillhör de samma person. Jag nämnde att du måste köpa Timmy och , som vill hitta den. Vår huvudkaraktär är Apple-enheter för att systemet ska fungera? Det passar Apple bra). två Vi tittar på ett säkerhetssystem, så den första frågan är:

vem är skurken en potentiell angripare kan vara vem som helst? В этой ситуации ответ неприятный: . Det är därför problemet är så intressant.Att hålla Timmy anonym

Den viktigaste aspekten av systemet är att ingen utomstående ska kunna spåra

, särskilt när han inte är förlorad. Detta utesluter vissa rätt uppenbara lösningar, som när enheten Timmybara skriker: Timmy "Hej, jag heter Timmy, snälla ring min mamma Ruth och berätta att jag har gått vilse" . Detta utesluter också praktiskt taget varje oföränderlig statisk identifierare, även en som är ogenomskinlig och ser slumpmässig ut.. Это также исключает практически любой неизменный статический идентификатор, даже непрозрачный и похожий на случайный.

Det senaste kravet är baserat på den sorgliga erfarenheten av tjänster som missbrukar statiska identifierare (till exempel, din WiFi-MAC-adress) för att spåra enheters rörelser. Apple kämpar med blandad framgång mot denna spårning genom att randomisera identifierare, såsom MAC-adresser. Om Apple lägger till en statisk spårningsidentifierare för “Find My”, kommer alla problem bara att förvärras.

Detta krav innebär att alla meddelanden som skickas Timmy, måste vara ogenomskinliga. Dessutom ska innehållet i dessa meddelanden relativt ofta ändras till nya värden som inte kan kopplas till gamla. Ett tydligt sätt för enheten att känna igen sådana meddelanden är att få Timmy och , som vill hitta den. Vår huvudkaraktär är att stämma av en lång lista av slumpmässiga “alias” för Timmy, och låt Timmy välja ett annat varje gång.

Det hjälper verkligen. Varje gång : en iPhone tillhörande en slumpmässig (och ovetande) främling, som (låt oss anta) åtminstone har sporadisk internetanslutning och pålitlig GPS. Och Lassie är en väldigt bra hund. Nätverksenheterna interagerar via Apples iCloud-servrar, som visas nedan: ser någon (okänd) enhet som skickar en identifierare, kommer den inte att veta om den tillhör Timmy: men den kan skicka den till Apples servrar tillsammans med sin egen GPS-position. I fallet där Timmy tappas, , som vill hitta den. Vår huvudkaraktär är kan be Apple att hitta alla möjliga alias Timmy. I denna situation kommer ingen utanför Apple att få veta denna lista, och även Apple själv får veta det först efter att någon har tappats bort, så denna metod förhindrar de flesta spårningsalternativ.

Ett något mer effektivt sätt att genomföra denna idé är att använda en kryptografisk funktion (till exempel, MAC eller hash-funktion) för att generera en lista av alias från ett kort ‘seed’, vars kopia förvaras Timmy och , som vill hitta den. Vår huvudkaraktär är. Det är bra eftersom det minskar mängden lagrad data. Men för att hitta Timmy, , som vill hitta den. Vår huvudkaraktär är måste fortfarande skicka alla alias – eller seed – till Apple, som måste söka efter varje alias i sin databas.

Dölja Lassies plats

Den beskrivna metoden med alias bör väl dölja identiteten Timmy från : en iPhone tillhörande en slumpmässig (och ovetande) främling, som (låt oss anta) åtminstone har sporadisk internetanslutning och pålitlig GPS. Och Lassie är en väldigt bra hund. Nätverksenheterna interagerar via Apples iCloud-servrar, som visas nedan: även för Apple (ända tills , som vill hitta den. Vår huvudkaraktär är börjar leta efter den). Men det finns en stor nackdel: den döljer inte GPS-koordinaterna : en iPhone tillhörande en slumpmässig (och ovetande) främling, som (låt oss anta) åtminstone har sporadisk internetanslutning och pålitlig GPS. Och Lassie är en väldigt bra hund. Nätverksenheterna interagerar via Apples iCloud-servrar, som visas nedan:.

Detta är dåligt, åtminstone av flera skäl. Varje gång, när : en iPhone tillhörande en slumpmässig (och ovetande) främling, som (låt oss anta) åtminstone har sporadisk internetanslutning och pålitlig GPS. Och Lassie är en väldigt bra hund. Nätverksenheterna interagerar via Apples iCloud-servrar, som visas nedan: upptäcker en enhet med BLE-signal måste den skicka sin nuvarande plats till Apples servrar (tillsammans med det alias som den ser). Detta innebär att : en iPhone tillhörande en slumpmässig (och ovetande) främling, som (låt oss anta) åtminstone har sporadisk internetanslutning och pålitlig GPS. Och Lassie är en väldigt bra hund. Nätverksenheterna interagerar via Apples iCloud-servrar, som visas nedan: den konstant informerar Apple om var den befinner sig. Och dessutom, även om Apple lovar att inte spara identiteter, : en iPhone tillhörande en slumpmässig (och ovetande) främling, som (låt oss anta) åtminstone har sporadisk internetanslutning och pålitlig GPS. Och Lassie är en väldigt bra hund. Nätverksenheterna interagerar via Apples iCloud-servrar, som visas nedan:resultatet av alla dessa meddelanden är en enorm centraliserad databas som visar alla GPS-lägen där någon Apple-enhet har upptäckts.

Observera att en sådan datamängd i sig ger mycket information. Ja, enhetsidentifierare kan vara alias — men det gör inte informationen värdelös. Till exempel, om någon Apple-enhet sänder ut samma koordinater på kvällarna, avslöjar det troligen personens bostadsadress.

Ett uppenbart sätt att förhindra att dessa uppgifter avslöjas av Apple är att kryptera dem så att endast de som verkligen behöver behöver veta enhetens plats kan se informationen. Om : en iPhone tillhörande en slumpmässig (och ovetande) främling, som (låt oss anta) åtminstone har sporadisk internetanslutning och pålitlig GPS. Och Lassie är en väldigt bra hund. Nätverksenheterna interagerar via Apples iCloud-servrar, som visas nedan: tar emot ett meddelande från Timmy, så är det den enda personen som verkligen behöver veta platsen för : en iPhone tillhörande en slumpmässig (och ovetande) främling, som (låt oss anta) åtminstone har sporadisk internetanslutning och pålitlig GPS. Och Lassie är en väldigt bra hund. Nätverksenheterna interagerar via Apples iCloud-servrar, som visas nedan:, det är , som vill hitta den. Vår huvudkaraktär är. För att hålla denna information hemlig, : en iPhone tillhörande en slumpmässig (och ovetande) främling, som (låt oss anta) åtminstone har sporadisk internetanslutning och pålitlig GPS. Och Lassie är en väldigt bra hund. Nätverksenheterna interagerar via Apples iCloud-servrar, som visas nedan: måste kryptera sina koordinater med en offentlig nyckel. , som vill hitta den. Vår huvudkaraktär är.

Naturligtvis uppstår frågan: hur : en iPhone tillhörande en slumpmässig (och ovetande) främling, som (låt oss anta) åtminstone har sporadisk internetanslutning och pålitlig GPS. Och Lassie är en väldigt bra hund. Nätverksenheterna interagerar via Apples iCloud-servrar, som visas nedan: ska få nyckeln , som vill hitta den. Vår huvudkaraktär är? Очевидное решение для Timmy — ropa ut den offentliga nyckeln , som vill hitta den. Vår huvudkaraktär är i varje sin sändning. Men detta skulle skapa en statisk identifierare som återigen gör det möjligt att spåra. Timmy.

För att lösa detta problem behöver , som vill hitta den. Vår huvudkaraktär är var många orelaterade offentliga nycklar, så att Timmy kan sända olika nycklar med varje sändning. Ett alternativ är att , som vill hitta den. Vår huvudkaraktär är och Timmy generera många olika par av offentliga nycklar (eller generera många sådana par från ett gemensamt frö). Men det är besvärligt, och , som vill hitta den. Vår huvudkaraktär är man måste lagra många hemliga nycklar. Och identifierarna som nämns i föregående avsnitt kan fås genom att hash:a varje offentlig nyckel.

Ett något bättre tillvägagångssätt (som Apple kanske använder eller inte) innebär slumptal av nycklar. Detta är en funktion i vissa kryptosystem, såsom Elgamal:det tillåter vilken part som helst att slumptala den offentliga nyckeln, så att den inte kopplas till originalet. Den bästa delen av denna funktion är att , som vill hitta den. Vår huvudkaraktär är kan använda en hemlig nyckel oavsett vilken slumptalig version av dess offentliga nyckel som användes för kryptering..

All of this leads to the final idea of the protocol. In each transmission Timmy it transmits a new alias and a randomized copy of the public key , som vill hitta den. Vår huvudkaraktär är. När : en iPhone tillhörande en slumpmässig (och ovetande) främling, som (låt oss anta) åtminstone har sporadisk internetanslutning och pålitlig GPS. Och Lassie är en väldigt bra hund. Nätverksenheterna interagerar via Apples iCloud-servrar, som visas nedan: it receives the transmission, encrypts its GPS coordinates with the public key, and sends the encrypted message to Apple. , som vill hitta den. Vår huvudkaraktär är can send aliases Timmy to Apple servers, and if Apple finds a match, it can retrieve and decrypt the GPS coordinates.

Does this solve all the problems?

The unfortunate thing is that there is no perfect solution for many strange edge cases. For example, what if Timmy someone has malicious intentions and wants to force : en iPhone tillhörande en slumpmässig (och ovetande) främling, som (låt oss anta) åtminstone har sporadisk internetanslutning och pålitlig GPS. Och Lassie är en väldigt bra hund. Nätverksenheterna interagerar via Apples iCloud-servrar, som visas nedan: Apple to reveal its location? What if Old Man Smithers tries to kidnap : en iPhone tillhörande en slumpmässig (och ovetande) främling, som (låt oss anta) åtminstone har sporadisk internetanslutning och pålitlig GPS. Och Lassie är en väldigt bra hund. Nätverksenheterna interagerar via Apples iCloud-servrar, som visas nedan:?

At some point, the answer to this question comes down to doing everything possible: any remaining issues should be considered outside the threat model. Sometimes even Lassie knows when to stop.

Källa: habr.com