Как быть анонимным в сети. Часть 2

Сегодня мы продолжим разговор про анонимность в интернете.
Вторая часть получилась чуть более сложной для новичков. Она будет состоять из двух разделов:

• В первом разделе мы закончим разговор про централизованные решения для «анонимности»: VPN, SSH, SOCKSx.
• Во втором — рассмотрим конкретные утечки деанонимизирующих данных.

Централизованные средства «анонимности»

Сразу отмечу главное: никакое централизованное решение высокий уровень анонимности обеспечить не может, так как необходимо доверять центральному узлу.
Мы не будем рассуждать об организационных, политических и бюрократических сложностях на пути раскрытия анонимности. 
Возможно, VPN-сервер в Панаме действительно более безопасен, чем такой же сервер в Испании. А возможно — нет.
Также как и не будем говорить про цепочки узлов, так как их надежность с трудом поддаётся оценке. С одной стороны, в виду организационных сложностей, риск раскрытия ниже, а с другой — мы должны быть достаточно уверены в каждом узле.
Перейдём к конкретике.

Прокси-серверы: http и SOCKSx

Рассмотрим подробнее http-заголовки в http-прокси. 
HTTP-заголовок – это строка в http-сообщении с некоторыми параметрами вида: «Имя: Значение». Заголовков существуют достаточно много, ими при взаимодействии обмениваются между собой клиенты и серверы.
Например, следующее поле: «Date: Sat, 12 Dec 2012 15:41:52 GMT» возвращает от сервера клиенту текущее время и дату. 
Один из таких заголовков: X-Forwarded-For, по сути, является стандартом для получения сервером оригинального адреса клиента при доступе к серверу через HTTP-прокси. И вот в этом заголовке, если его не фильтровать, передаётся вся цепочка прокси-серверов от начала до конца, например:

• X-Forwarded-For: client1, proxy1, proxy2 …
• X-Forwarded-For: 169.78.138.66, 169.78.64.103…

Также к заголовкам, разглашающим деанонимизирующую информацию, относятся: HTTP_VIA, HTTP_FORWARDED и др. 

HTTP-прокси-серверы, которые скрывают ip-адрес клиента, называют анонимными. Такие серверы подразделяются на виды, деление это весьма условно, но, тем не менее, существуют:

• Простые анонимные прокси (anonymous). Эти серверы не скрывают факта использования http-прокси, однако они подменяют ip-адрес клиента на свой.
• Элитные анонимные (high anonymous/elite). Такие серверы ещё скрывают и сам факт использования http-прокси.

SOCKS-прокси, как вы помните, никаких заголовков не передают.

Рассмотрим разницу между SOCKS 4, 4a и 5. Существуют разные версии SOCKS:

• SOCKS4. Такие серверы требуют от клиента, например, веб-браузера, только ip-адрес ресурса, к которому он обращается (адресата). Следовательно, клиенту надо как-то этот ip-адрес узнать, а узнать его клиент может только прямым DNS-запросом в обход прокси. Это может привести к деанонимизации, так как интернет-провайдер может видеть DNS-запросы в открытом виде, данная уязвимость называется DNS-leaks, она описана далее, во второй части статьи.
• SOCKS4a. Является расширением SOCKS4. Главное отличие состоит в том, что SOCKS4a-сервер принимает от клиента только DNS-имя адресата, а не его ip-адрес. Это бывает необходимо, когда клиент не может самостоятельно определить ip-адрес адресата по DNS-имени.
• SOCKS5. Также является расширением SOCKS4. Сервер SOCKS5 поддерживает UDP, IPv6, авторизацию и пр. И хотя SOCKS5-прокси могут принимать от клиента как ip-адрес, так и DNS-имя целевого ресурса, некоторые приложения, поддерживающие SOCKS5, могут сами получать ip-адрес адресата до того, как обратиться к SOCKS5-прокси, что также может привести к утечке DNS-запросов.

SSH. Сравнение SSH и VPN

SSH туннель — это туннель, создаваемый посредством SSH-соединения и используемый для шифрования передаваемых данных. Как гласит одноимённая статья в Википедии: «SSH (англ. Secure SHell — «безопасная оболочка») — сетевой протокол прикладного уровня, позволяющий производить удалённое управление операционной системой и туннелирование TCP-соединений (например, для передачи файлов)».
При использовании SSH-туннеля открытый траффик какого-либо протокола шифруется на одном конце SSH-соединения, клиенте, и расшифровывается на другом, SSH-сервере. 
Схема работы SSH-туннеля показана на рисунке:

Протокол SSH поддерживает несколько вариантов работы:

• В первом варианте туннелируемое приложение должно иметь настройки HTTP/SOCKS-прокси для направления траффика через локальный прокси-сервер в SSH-туннель. Если таких настроек нет, то можно использовать программы-соксификаторы, которые отправляют траффик через прокси-сервер.
• Во втором случае можно организовать практически полноценное VPN-соединение и обойтись без настройки SOCKS. Начиная с версии 4.3, открытая реализация SSH, OpenSSH, может использовать туннельные сетевые интерфейсы 2-го и 3-го уровней модели OSI, то есть организовывать аналоги VPN-соединений.

Сравним VPN и SSH с точки зрения анонимности. 

Цели
Исторически VPN и SSH предназначались для разных целей, что и объясняет их плюсы и минусы.

• VPN призван обеспечить защищённый удалённый доступ к ресурсам корпоративной сети. Как только компьютер подключается к VPN-серверу, он становится частью «локальной» сети, а, следовательно, может получать все её сервисы: общие ресурсы, локальный сервис VoIP, также становятся возможными NetBios-, UDP-, и широковещательные запросы, единые VPN-политики и т.д. Через VPN в большинстве случаев отправляется траффик всей операционной системы и приложений.
• SSH изначально предназначался для защищенного удаленного управления устройствами. SSH-соединение — это соединение с «конкретным устройством», а не с «сетью». Хотя мастера SSH могут делать с помощью него много крутых вещей.

Безопасность
Протоколы VPN и SSH достаточно безопасны за исключением разве что PPTP. Большинство возможных атак сводится к Man-in-the-middle и подмене сертификатов или ключей, однако это проблема аутентификации и внимательности пользователя.

Удобство
Удобство — понятие условное и субъективное, оно зависит от ваших целей и опыта.

К VPN-серверу легко подключиться, но для новичков может быть непросто его настроить. 
Тогда как SSH-сервер более прост в настройке, но, например, вручную настраивать SSH-туннель для каждого приложения кому-то может показаться не совсем удобным.

Скорость
Скорость каждого средства зависит от конкретной реализации и используемых протоколов. Если сравнивать SSH и OpenVPN, поделюсь уже проведённым исследованием:

• network — 96.5 Mbps.
• network/SSH — 94.2 Mbps.
• network/VPN — 32.4 Mbps.

Подводя итог, стоит отметить, что VPN-серверы более популярны, чем SSH. В интернете существует много коммерческих VPN-провайдеров. Однако и SSH-туннели тоже продаются в избытке на специализированных форумах. 
Что разворачивать на своём сервере в Антарктиде — дело ваше. 

Полезный совет

Иногда бывает ситуация, когда VPN-соединение по каким-либо причинам может разрываться. Если в случае с прокси-сервером, сетевое взаимодействие прекращается, то в случае с VPN траффик продолжит идти напрямую. Наиболее надёжным вариантом для недопущения этого является использование таблицы маршрутизации, где в качестве основного шлюза по умолчанию указан только шлюз VPN-сервера.
Делается это просто:
1. Удаляем любые маршруты по умолчанию:

2. Разрешаем доступ в интернет только к адресу VPN-сервера:

3. Добавляем маршрут по умолчанию со шлюзом – VPN-сервером:

Где: 192.168.0.1 — шлюз интернета, 55.55.55.55 — VPN-шлюз.
Еще одним способом является установка в свойствах открытого интернет-соединения несуществующих DNS-серверов, например, 127.0.0.1. В таком случае веб-сёрфинг и другие подобные задачи становятся невозможными без подключения к VPN-серверу.
Также существуют специальные программы, например, VPN-watcher, которые для заданных приложений проверяет VPN-соединение несколько раз в секунду и приостанавливает их работу, если VPN-соединение обрывается.
Спасибо за еще один способ: «Еще один способ обезопасить себя от разрыва vpn — это настройка файрвола. Подойдет в том числе и стандартный windows firewall. Есть инструкция с картинками. Причем блокирующие правила можно не создавать, а ограничиться 10-м пунктом. Для отдельных программ (например для openvpn) можно отдельно создать разрешающие правила, чтобы эти программы работали даже если впн не подключен.»
Спасибо за еще один способ: «Я думаю, если строить защищённую конструкцию, то следует просто выделять две сессии — защищённую и не защищённую. Лидера сессии положить в cgroups, откуда не-vpn интерфейс просто не доступен для использования — в этом случае информация будет отправляться только через этот интерфейс.« 

Деанонимизирующие данные и возможные уязвимости

Посмотрим, какую идентификационную информацию о себе мы можем передать в интернет. Я не буду рассматривать уязвимости (в том числе и 0day) в программах, эксплуатация которых может привести вообще к полному контролю за компьютером.

Общее

IP-адрес. Самый «популярный» идентификатор в сети. Его ценность может быть разной в различных ситуациях, но как правило именно раскрытием ip-адреса принято пугать сетевых «анонимусов».
Решение: со скрытием ip-адреса справляются средства, описанные в первой статье: «Как быть анонимным в сети.«

DNS-leaks возникает тогда, когда приложение может отправлять свои DNS-запросы, используя DNS-серверы интернет-провайдера. Так часто бывает, когда люди через локальный прокси-сервер (привет, SOCKS 4, 5!) пытаются отправить в сеть Tor траффик различных приложений, которые резолвят DNS-имена в обход Tor.
Проверить, подвержены ли вы этой утечке можно здесь: www.dnsleaktest.com/
Решение: при работе с VPN-соединением наиболее удобным вариантом является принудительное использование статических DNS-серверов VPN-провайдера либо, если VPN-сервер у вас личный, использование серверов OpenDNS (208.67.222.222, 208.67.222.220) или DNS Google (8.8.8.8, 8.8.4.4).
Чтобы не допустить подобных утечек в Tor, рекомендуется использовать Tor Browser Bundle либо, если уж хочется отправить в Tor траффик другого приложения, то наиболее безопасным и универсальным вариантов является изолирующий прокси, который будет рассмотрен в одной из следующих статей. 
В сети I2P DNS-запросов нет. При работе с outproxy DNS-запросы выполняются на самом outproxy.
Спасибо за совет: «… при использовании Socks прокси в Firefox, DNS-leaks будет по умолчанию происходить, чтоб от этого избавиться, надо: В адресной строке набираем about:config, Жмем «I’ll be careful, I promise!»,
Находим опцию network.proxy.socks, Двойным кликом меняем значение на true,
Все, теперь при использовании socks прокси, dns запросы будут тоже ходить через socks«.
Настройка «network.proxy.socks_remote_dns» определяет, где будут выполняться DNS-запросы при использовании SOCKS5. Значение «True» устанавливает, что они будут выполняться через SOCKS-прокси, а не на клиенте.

Профилирование возникает, когда большая часть траффика долго выходит в интернет через один узел, например, Тоr. Тогда появляется возможность отнести увиденную активность к одному псевдониму. Выходной узел может и не знать ваш ip-адрес, но будет знать, что вы делаете.
Решение: не использовать постоянные цепочки Tor, регулярно менять выходные узлы (VPN-серверы, прокси-серверы), либо, забегая вперёд, использовать дистрибутив Whonix. 

MitM-атаки направлены на прослушивание и модификацию траффика на выходном узле, например Tor или любом прокси-сервере. Интересным вариантом является модификация выходным узлом цифровых подписей, GPG- или SSL-отпечатков, хеш-сумм скачиваемых файлов.
Решение: быть внимательным при появлении предупреждений о валидности сертификатов и ключей.

Деанонимизирующая активность в анонимном сеансе. Например, когда клиент из анонимного сеанса заходит на свою страницу в соцети, то его интернет-провайдер об этом не узнает. Но соцсеть, несмотря на то, что не видит реальный ip-адрес клиента, точно знает, кто зашёл. 
Решение: не допускать никакой левой активности в анонимном сеансе.

Одновременное подключение по анонимному и открытому каналу. В таком случае, например, при обрыве интернет-соединения, оборвутся оба соединения клиента с одним ресурсом. По данному факту серверу будет нетрудно вычислить и сопоставить два одновременно завершенных соединения и вычислить реальный адрес.
Решение: не допускать одновременного подключения к ресурсу по анонимному и открытому каналу.

Определение авторства текста. Подробнее здесь. Приложение может сравнить текст написанный анонимно и другой открытый текст, точно принадлежащий автору, и определить с высокой степень вероятности совпадение авторства. 
Решение: шутки-шутками, но эта тема пока не достаточно изучена. Можно посоветовать прятать текст, который можно однозначно связать с вами. Тогда не с чем будет сравнивать и анонимный текст.

MAC-адрес сетевого интерфейса становится известен wi-fi точке доступа при подключении к ней клиента.
Решение: если переживаете за то, что точка доступа запомнит MAC-адрес вашего интерфейса, просто поменяйте его до подключения.

На этом ресурсе, посвящённом нашей «цифровой тени»: myshadow.org/trace-my-shadow, помимо всего прочего, мы можем увидеть, какие данные передаём о себе в сеть:

Что могут рассказать Браузеры?

Cookies — это текстовые файлы с какими-либо значениями, хранимые приложением (часто — браузером) для разных задач, например, аутентификации. Часто бывает, что клиент сначала посетил ресурс из открытого сеанса, браузер сохранил cookies, а потом клиент соединился из анонимного сеанса, тогда сервер может сопоставить cookies и вычислить клиента.
Более того, существуют так называемые 3rd-party cookies, которые сохраняются у нас, например, после просмотра рекламного баннера с другого сайта (3rd-party). И сайт-владелец этого баннера способен отслеживать нас на всех ресурсах, где размещёны его баннеры.
Тем, кто хочет изучить тему cookies подробнее, советую почитать статьи: 

• Cookie без куков.
• Постоянные неблокируемые cookie с использованием HTTP-заголовков.
• Evercookie — самые устойчивые куки.

Flash, Java, Adobe. Эти плагины являются по сути отдельными приложениями, которые запускаются от имени пользователя. Они могут обходить настройки прокси, хранить свои отдельные долгоживущие cookies (Flash — Local Shared Objects) и пр. О регулярно публикуемых в них уязвимостях говорить излишне. 

Fingerprint (отпечаток) браузера. Браузер предоставляет серверу десятки категорий данных, в том числе и так называемый user agent. Всё это может сформировать достаточно уникальный «цифровой отпечаток браузера», по которому его можно найти среди многих других уже в анонимном сеансе. 
Какие именно данные отправляет ваш браузер серверу, можно посмотреть, например, здесь, здесь (он жеpanopticlick.eff.org) и здесь. 

Скрипты Javascript, исполняемые на стороне клиента, могут собрать для сервера еще больше информации, в том числе и явно его идентифицирующей. Более того, если посещаемый нами сайт подвержен XSS, то включенные на нём скрипты Javascript помогут злоумышленнику провести успешную атаку со всеми вытекающими последствиями.

Web Bugs — это невидимые детали веб-страниц, используемые для мониторинга посещений сайта, способны дополнительно отсылать серверу разные данные о клиенте. Web Bugs от Гугла широко распространены по всему интернету.

HTTP-referer — это http-заголовок, с помощью которого веб-сайт может определить, откуда к нему идёт траффик. То есть, если вы кликнули по ссылке, которая передает http referer, то сайт, на который данная ссылка ведёт, сможет узнать, с какого именно сайта вы на него перешли.

Решение: про безопасную настройку каждого из браузеров, включая блокировку каждой из вышеописанных категорий идентифицирующих данных, очень подробно и ясно написано на ресурсе: fixtracking.com/, от замечательного поисковика DuckDuckGo:

Приложения

Важно понимать, что изначально многие приложения задумывались и проектировались не столько для обеспечения анонимности, сколько для нормальной и эффективной работы в «трудных» сетевых условиях: обхода блокирующих межсетевых экранов, прокси-серверов.
В качестве примера я приведу лишь малую часть приложений, которые могут самостоятельно передавать в сеть идентифицирующие нас данные. 

• Некоторые клиенты BitTorrent игнорируют настройки прокси, отправляя траффик по открытым каналам.
• Windows Update отсылает серверу десяток категорий данных, включая уникальный 128-битный идентификатор (GUID). Windows Update также уязвим к MitM, а следовательно, выходной узел, например, Tor, может быть источником атаки.
• Лицензионные ключи платных или серийные номера бесплатных приложений также могут передаваться в интернет, например, при активации или обновлении, тем самым идентифицируя пользователя.
• Windows Media Player может самостоятельно запрашивать информацию о музыке или обменивается служебными данными.
• Данные о часовом поясе могут передаваться при использовании IRC-чата через протокол CTCP, Client-to-client protocol.
• Дамп оперативной памяти ОС Windows, отправляемый в случае ошибки, также содержит идентифицирующие данные.
• Метаданные файлов могут включать важные данные: дата создания, авторство и пр.

Решение: не использовать в анонимном сеансе любое недоверенное и непроверенное приложение.