Книга: Linux глазами хакера

5.2. Шифрование

Во времена рождения Интернета и первых сетевых протоколов еще не задумывались о безопасности. Этот вопрос стал актуальным только тогда, когда начали происходить реальные взломы. Одним из самых больших упущений было то, что в большинстве протоколов данные по сети передаются в открытом виде, а сетевое оборудование позволяет прослушивать сетевой трафик.

Как мы уже говорили в гл.1, при подключении по коаксиальному кабелю могут использоваться две схемы: все компьютеры объединяются напрямую в одну общую шину или кольцо, когда крайние компьютеры тоже соединены между собой (разновидность первого варианта). При использовании общей шины (рис. 5.2) все компьютеры подключены последовательно, и посылаемый пакет проходит по всем компьютерам, которые встречаются на пути, а установленные на них сетевые карты проверяют адресата: если пакет направлен им, то принять, иначе — пропустить.

Рис. 5.2. Схема соединения компьютеров "Общая шина"

Компьютер обрабатывает только свои пакеты, но сетевая карта может видеть абсолютно все, что через нее проходит. И если очень сильно захотеть, то, воспользовавшись утилитой для прослушивания трафика (сниффер), можно и просмотреть все данные, проходящие мимо сетевой карточки, даже если они предназначены не вам. А т.к. большинство протоколов пропускают пакеты в открытом виде, то любой хакер может прослушать сеть и выявить конфиденциальную информацию, в том числе и пароли доступа.

Соединение по коаксиальному кабелю встречается все реже, потому что оно ненадежно и позволяет передавать данные максимум на скорости 10 Мбит/с. Да и сама схема подключения в общую шину не внушает доверия. При выходе из строя одного из компьютеров может нарушиться работа всей сети. Замыкание в кольцо отчасти снимает вопросы надежности, но не решает проблемы скорости и неудобства построения, обслуживания и использования такой сети.

При объединении компьютеров через центральное устройство хаб (Hub) или коммутатор (Switch) используется топология "Звезда" (см. рис. 5.3). В этом случае компьютеры с помощью витой пары получают одну общую точку. Такая схема надежнее и позволяет работать на скорости в 100 Мбит/с.

Рис. 5.3. Схема соединения компьютеров "Звезда"

Если в центре стоит Hub (дешевое устройство), то пакеты, пришедшие с одного компьютера, копируются на все узлы, подключенные к этому хабу.

Таким образом, любой компьютер может видеть пакеты других участников сети.

В случае с коммутатором (более интеллектуальное устройство) пакеты будет видеть только получатель, потому что Switch имеет встроенные возможности маршрутизации, которые реализуются в основном на уровне MAC-адреса (Media Access Control Address, управление доступом к среде), который называют физическим адресом. Это 48-разрядный серийный номер сетевого адаптера, присваиваемый производителем. Он уникален, потому что у каждого изготовителя свой диапазон адресов. К каждому порту коммутатора подключен компьютер с определенным MAC-адресом. Пакет направляется только на порт адресата, и другие участники сети его не увидят.

Существуют коммутаторы, которые умеют управлять передачей на уровне IP-адреса (логический адрес), как это делают маршрутизаторы (router). В этом случае пакеты будут отправляться исходя из логических, а не физических адресов, и коммутатор сможет объединять целые сети.

Но даже в случае использования коммутатора есть возможность прослушать трафик на сервере. Такое положение дел никого не устраивает, особенно при работе с конфиденциальными данными.

Переделывать существующие протоколы нереально, потому что это накладно и в некоторых случаях просто невыполнимо. Но было найдено более удобное и универсальное решение — драйверы (tunneling), позволяющие программам удаленного доступа различных разработчиков взаимодействовать друг с другом и поддерживающие несколько методов проверки подлинности, а также сжатия и шифрования данных. В общих чертах туннелирование (на примере FTP) выглядит следующим образом:

? на клиентском компьютере на определенном порту (условно Порт 1) вы должны запустить программу для шифрования трафика. Теперь, вместо того чтобы передавать данные на удаленный компьютер, вы должны с помощью FTP-клиента подсоединиться к Порту 1 своего компьютера и направлять данные на него, а уже там открытая программа их зашифрует и передаст по сети в закрытом виде;

? на удаленном компьютере на определенном порту запускается такая же программа, которая принимает зашифрованные данные, декодирует и передает их в открытом виде на порт FTP-сервера.

На рис. 5.4 показано, как происходит шифрование данных. Получается, что все пакеты передаются через посредника, который кодирует данные. В настоящее время наиболее распространенным протоколом шифрования является SSL (Secure Sockets Layer, протокол защищенных сокетов). Он зарекомендовал себя как надежное средство обмена данными и уже многие годы защищает транзакции в Интернете. Например, когда вы покупаете в электронном магазине какой-либо товар, то используется безопасное соединение с шифрованием, чтобы ни один злоумышленник не смог подсмотреть информацию о кредитной карте. В момент подключения к серверу браузер автоматически запускает на компьютере клиента программу шифрования и через нее сервер передает зашифрованные данные и получает ответы в закодированном виде.

Рис. 5.4. Шифрование канала

Получается, что шифрование не изменяет протокол, он остается тем же самым TCP/IP, просто на стороне клиента и сервера появляется посредник, который кодирует и декодирует данные. Использование такого метода очень удобно тем, что можно шифровать трафик любого протокола. Если в криптографическом алгоритме будет найдена ошибка или внесены качественные поправки, например, использование более длинного ключа, то не надо вносить изменения в сам протокол. Достаточно обновить программу и все новые возможности станут доступными.

Рассмотрим пример с Web-сервисом, который работает на 80 порту. На сервере можно запустить программу шифрования на 1080 порту, и все данные, которые будут приходить на него, будут декодироваться и передаваться на 80 порт. Если вы хотите предоставлять доступ к Web только по протоколу SSL, то 80 порт можно закрыть от вторжения извне сетевым экраном (о работе сетевого экрана мы подробно говорили в гл.4), а разрешить только подключения с сервера шифрования.

Адреса сайтов, которые защищены специальными ключами, начинаются с "https://". Буква "s" как раз и говорит о том, что соединение безопасно. Помимо этого, при подключении через обозреватель с включенным SSL в правом нижнем углу окна, в строке состояния появляется значок. Например, в популярном браузере Internet Explorer это пиктограмма висячего замка (рис. 5.5).

Рис. 5.5. Строка состояния Internet Explorer для безопасного соединения

Но этот опознавательный значок даже в Internet Explorer появляется не всегда. Более точно определить тип используемого соединения можно по свойствам документа. Большинство браузеров имеют команду просмотра свойств загруженной страницы, по вызову которой можно увидеть и используемое шифрование. Например, в Internet Explorer необходимо выбрать меню File/Properties (Файл/Свойства). Перед вами откроется окно, как на рис. 5.6.

Рис. 5.6. Свойства документа в Internet Explorer

Обратите внимание на поле Connection. Информация в нем свидетельствует, что используется протокол SSL 3.0 RC4 со 128-битной схемой шифрования.

Оглавление книги