dxdt.blog: занимательный интернет-журнал

ACME – это протокол автоматизации, применяемый для запроса и выпуска TLS-сертификатов. Нередко заходит речь о том, как этот протокол использовать правильно, чтобы получить какие-то выгоды в плане, что называется, архитектуры безопасности. Поделюсь некоторыми соображениями, в том числе, схемой. Возможно, это будет полезно, в том числе, в качестве образовательного материала.

Прежде всего, несколько базовых моментов. Естественно, на каких-то веб-ресурсах, типа “личный сайт”, можно использовать банальный механизм – тот или иной готовый ACME-клиент, который исполняется хоть бы прямо и на той же виртуальной машине, где и сам веб-сервер. Но для мало-мальски серьёзного сервиса – такое, конечно, является неграмотным решением и недопустимо: нельзя держать вместе с веб-сервером некоторое непонятное внешнее ПО, которое, потенциально, имеет права суперпользователя и может работать с серверными секретными ключами и сертификатами (насчёт ограничений прав пользователя: тут, конечно, нельзя забывать, что в большинстве современных ОС, – в том числе, серверных, – от “обычного” пользователя до суперпользователя – дорога весьма коротка и часто пряма; впрочем, это другая тема).

Итак: нельзя держать системное ПО внешнего предназначения, да ещё и связанное с криптографическими артефактами, там же, где работает защищаемый веб-сервер, и там же, где генерируются ключи. ACME этого не требует. Напротив – под ACME можно построить безопасную архитектуру с полной автоматизацией. Однако защищённая архитектура, с разделением ролей, получается сложнее (см. схему).

Ниже мы разберёмся с тем, как не только можно разделить процесс запроса TLS-сертификата и процесс использования TLS-сертификата, но ещё и вспомним, что секретный ключ, соответствующий сертификату, можно (и нужно) унести и с машины, на которой работает TLS-сервер (это не обязательно, но именно такой вариант рассматривается ниже).

Несколько важных тезисов.

ACME-клиенту нужен доступ только до ACME-сервиса выпускающего Удостоверяющего Центра (УЦ), больше никаких доступов не требуется. То есть, не требуется ни доступ к веб-серверу, ни доступ к DNS-серверу. Понятно, что размещать код подтверждения всё равно нужно, но это может делать другой компонент – ещё раз обратите внимание: роль ACME-клиента ограничивается взаимодействием с ACME-сервисом УЦ, такое взаимодействие – необходимо, а всё остальное, что сейчас привычно навешивают на единственный клиент, является опциональным. Навешивать опциональные фукнции на ACME-клиент, в случае серьёзного сервиса, – неграмотно.

Секретный серверный ключ TLS-сервера не требуется при выпуске сертификата – этот ключ не нужно передавать в УЦ, не нужно показывать его и ACME-клиенту. В схеме, которую мы рассмотрим ниже, секретные ключи вообще хранятся на отдельном подписывающем сервере, их нет даже на TLS-узлах, принимающих входящий трафик пользователей.

Валидация права управления именем (DCV), в защищённом распределённом сервере, должна происходить строго через DNS. Поэтому мы спроектируем отдельный набор “микросервисов”, реализующих такую проверку. Прохождение DCV в ACME требует специального префикса (или “суффикса”, тут как посмотреть): _acme-challenge. Это сделано специально, поскольку позволяет вынести проверку на отдельные DNS-серверы, которые не поддерживают основную зону. Размещение DNS-записей для DCV не требует передачи ACME-клиенту каких-то ключей доступа к авторитативным серверам DNS-зоны (далее они обозначаются – NS). Мы будем использовать самый верный вариант настройки DNS – делегирование ACME-имени _acme-challenge на отдельные NS (можно размещать запись непосредственно на NS основной зоны, можно настроить и CNAME, но этот последний вариант – не рекомендуется использовать). Никакая разумная конфигурация DNS для ACME-DCV не требует передачи ACME-клиенту контроля над зоной или каких-то ключей управления, всегда можно сделать безопасную схему.

Итак, архитектурное решение для реализации выпуска и использования TLS-сертификатов при помощи ACME-автоматизации. Решение состоит из трёх основных элементов: подсистема DNS – для обеспечения DCV; основной сервис TLS – это основные узлы сервиса, куда подключаются пользователи, можно считать, что за ними стоят защищаемые веб-серверы; диспетчер ACME – для взаимодействия с внешним УЦ, заказа и получения сертификатов.

Сама схема – ниже (по клику – в большем разрешении).

В качестве примера тут зона example.com. ACME-имя _acme-challenge.example.com – делегируется на два специализированных DNS-сервера, которые предназначены для публикации кодов подтверждения в TXT-записях. Данные на эти выделенные серверы передаёт специальный сервис, роль которого состоит в получении свежих данных DCV от диспетчера ACME и в передаче этих данных на публикацию. Почему изолированы NS? Потому что они не должны иметь доступ к основной зоне. При этом, в общем случае, перехват управления этими NS-ами позволяет заказывать и выпускать сертификаты через другой ACME-аккаунт, но только в том случае, если УЦ не поддерживает указания ACME-аккаунта в CAA-записи. Дело в том, что наши специализированные NS для DCV просто не позволяют публиковать CAA-записи (тем более – в зоне уровнем выше). Поэтому применяется CAA из основной зоны, а там, предположим, указан идентификатор аккаунта, которому только разрешено заказывать сертификаты для этого имени.

Блок сервисов, связанный непосредственно с TLS (слева вверху на схеме). Обратите внимание, что здесь все операции, использующие серверный секретный ключ “от сертификата”, вынесены на специальный подписывающий сервер. Речь про секретный ключ, соответствующий открытому ключу в сертификате сервера. Вообще, при установлении TLS-соединения сам этот долговременный секретный серверный ключ не требуется, требуется возможность подписывания сессии (значения хеш-функции). Понятно, что для вычисления подписи секретный ключ нужен, но само его значение никакой роли в TLS-соединении не имеет. А цифровая подпись, при установлении TLS-соединения, требуется всего один раз. (Тут речь строго про современную схему TLS 1.3, где использование RSA для передачи сессионного секрета прямо запрещено, и такой секрет должен вычисляться по протоколу Диффи-Хелмана.)

Поэтому операции подписи могут быть прозрачно вынесены на защищённый сервер, где будет доступ к секретному ключу. При такой схеме – веб-сервер не знает секрета от TLS-сертификата. Такой “бесключевой” TLS вполне возможен и используется в решениях с повышенными требованиями безопасности. (Но для ACME это не является обязательным, так что, в принципе, если наладить такой вариант не получается, поскольку он показался слишком сложным, то можно объединить управление ключами с веб-сервером.)

Блок TLS на схеме содержит “микросервис” под названием “Формирователь CSR”. CSR – это файл запроса на сертификат. Этот файл, помимо других параметров, содержит открытый ключ сервера для включения в сертификат и цифровую подпись от этого же ключа. Именно по причине наличия подписи наш формирователь CSR должен иметь доступ к подписывающему серверу: подготовив блок CSR, формирователь запрашивает подпись у этого сервера и присоединяет значение подписи к блоку CSR. Получившийся файл можно использовать в ACME-клиенте для запроса сертификата (после прохождения DCV – см. ниже). Обратите ещё раз внимание: секретного ключа “от сертификата” тут нет ни у формирователя CSR, ни у TLS-узлов – что уж говорить про ACME-клиент.

ACME-клиент в этой схеме взаимодействует только с ACME-сервисом УЦ, где, по команде от программы-диспетчера, исполняемой отдельно, запрашивает DCV и сертификаты. Как описано выше – коды подтверждения передаются через диспетчер на публикацию в контур DNS. При штатной работе, после того, как TXT-записи опубликованы, ACME-клиент запросит проверку на стороне УЦ и DNS-резолвер УЦ обратится к DNS, чтобы получить по независимому каналу значение кода DCV из TXT-записи – это соответствует оранжевой стрелке внизу схемы.

Посмотрим ещё раз на шаги алгоритма выпуска TLS-сертификата, при штатной работе.

***

1.

Диспетчер (см. схему) получает CSR с актуальными данными от формирователя CSR (подпись от защищённого сервера, с актуальным ключом, в CSR – нужное DNS-имя).

2.

Диспетчер отправляет в ACME-клиент запрос на DCV (CSR на этом шаге в ACME не требуется, но будет нужен позже).

2.1. ACME-клиент инициирует взаимодействие с УЦ через ACME-аккаунт (возможно, используя отдельное хранилище ключа от ACME-аккаунта – см. схему; зачем это может быть нужно – возможно, распишу в отдельной записке; главное – не забывайте, что ACME-аккаунт существует, там есть секретный ключ и он тоже важен).
2.2. ACME-клиент запрашивает прохождение DCV (проверка права управления DNS-именем) на стороне УЦ и получает код подтверждения, который требуется разместить в DNS.
2.3. ACME-клиент передаёт этот код подтверждения (DCV-код) диспетчеру, оджидает публикации кода в TXT-записи.

3.

Диспетчер формирует файлы данных с актуальным кодом подтверждения (DCV-код) и ожидает публикации (у диспетчера нет прямого доступа к сервису подготовки TXT-записей, напротив – тот сервис периодически сам проверяет статус диспетчера, определяет, не нужно ли разместить новые записи).

4.

Сервис подготовки TXT-записей забирает текущий код DCV из обменной области диспетчера.

5.

Сервис подготовки TXT-записей направляет команду публикации TXT-записей авториативным серверам специализированной зоны _acme-challenge и получает подтверждение публикации.

6.

Если публикация TXT прошла успешно, сервис подготовки TXT-записей направлет подтверждение диспетчеру.

7.

Диспетчер отправляет команду фактического запуска DCV ACME-клиенту и ожидает получения сертификата (если проверка пройдёт успешно).

8.

ACME-клиент запрашивает фактическую проверку DCV у УЦ (через ACME-API) и начинает периодический опрос статуса заказа на стороне УЦ (ожидание выпуска сертификата – это свойство ACME).

9.

Если DCV завершилась корректно и успешно, то ACME-клиент получает от диспетчера CSR и запрашивает новый сертификат для подтверждённого имени (или для нескольких имён). Обратите внимание: обычно, у ACME УЦ есть некоторый период, в течение которого действует пройденная DCV. Это означает, что запросить новый сертификат можно без DCV, если срок валидности прошлой успешной проверки для этих же имён не закончился. В описании и на схеме этот момент не учитывается – он не имеет принципиального значения.

10.

Если сертификат успешно выпущен, то ACME-клиент скачивает его и возвращает диспетчеру. Диспетчер подготавливает полный набор промежуточных сертификатов, нужный для успешного использования. Промежуточные сертификаты либо можно получить через ACME-клиент, если УЦ это поддерживает, либо скачать по ссылкам в оконечном, серверном сертификате (этот последний метод – гораздо надёжнее). Диспетчер валидирует цепочку сертификатов, перед тем как передать её дальше.

11.

Диспетчер размещает новый сертификат и цепочку промежуточных в обменной области, откуда их могут забрать либо сами TLS-узлы, либо промежуточный узел, реализующий “деплой” сертификатов. Вариант с таким промежуточным узлом на схеме не показан (тем не менее, я бы сказал, что это предпочтительный вариант).

12.

TLS-узлы забирают новый сертификат из обменной области диспетчера и устанавливают его на TLS-сервер (с дополнительной проверкой валидности по цепочке). Обратите внимание, что секретный ключ уже настроен на стороне подписывающего сервера – TLS-узлам лишь нужно переключиться на новый идентификатор ключа, который они используют при запросе подписи. Секретный ключ уже настроен потому, что он необходим для получения подписи на CSR.

13.

Переход на новый сертификат завершился.

***

Управление расписанием получения новых сертификатов, график замены ключей – остаются за пределами данного описания. Так же, как и процесс отзыва сертификата (возможно, напишу отдельно). Не забывайте, что в ACME не существует таких функций как “перевыпуск” или “продление” TLS-сертификата – это довольно частая терминологическая ошибка. ACME подразумевает, что клиенты всегда обращаются за новым сертификатом.

Отозванный TLS-сертификат и “недоверенный” TLS-сертификат – две принципиально разных ситуации. Под “недоверенным” здесь подразумевается TLS-сертификат, для которого не удалось установить доверие – например, сертификат подписан от ключа, который не считается доверенным проверяющей стороной, или сертификат самоподписанный (при этом, опять же, нет доверия ключу). В случае с браузером и веб-сайтом – на веб-сервере установлен серверный сертификат, выпущенный Удостоверяющим Центром (УЦ), который не входит в набор доверенных УЦ браузера.

Для таких недоверенных сертификатов невозможно проверить статус – отозван или нет. Почему? Потому что проверка статуса требует доверия источнику информации об этом статусе. Обычно, адрес, по которому можно получить ответ о статусе, записан в самом сертификате (точка раздачи CRL или OCSP-респондер). Соответственно, если проверяющая сторона не доверяет подписи на сертификате, то она не доверяет и составу сертификата, и, что важнее, УЦ, который сертификат выпустил. Но самое главное, что, очевидно, просто нет смысла проверять статус сертификата, которому, по другим причинам, нет доверия и так. Отозван или нет – без разницы.

Совсем другая история – достоверно отозванный сертификат. Сам факт того, что проверяющей стороне удалось определить статус сертификата (отозван), означает, что эта сторона смогла построить доверенную цепочку до УЦ, а потом, используя эту цепочку, проверила статус. То есть, всякий ответ о статусе сертификата обязательно должен быть удостоверен УЦ – иначе нет смысла. УЦ подписываются и OCSP-ответы, и CRL. Естественно, недоверенный сертификат тоже может быть “отозванным”, формально, но информация о его статусе не может являться доверенной, так что – она не имеет значения, не влияет на фактический статус сертификата.

Пример для отозванного TLS-сертификата: браузер подключился к веб-узлу, получил серверный сертификат, смог его валидировать успешно, но, на последнем шаге, получил доверенный ответ от УЦ, что сертификат отозван. Это означает, что сертификат заведомо плохой – об этом есть подтверждённая информация от УЦ. Почувствуйте, как говорится, разницу: отозванный сертификат – отозван доверенным способом, проверка подтверждает, что браузеру удалось установить цепочку доверия УЦ; недоверенный сертификат – про него ничего нельзя сказать, он может быть произвольным по составу и статусу, а доверия УЦ установить не удалось.

Именно поэтому должно существенно различаться поведение стороны, которая валидирует сертификат, например, TLS-клинета: для отозванного сертификата – запрещаем доступ к ресурсу; для недоверенного – предоставляем пользователю возможность выбрать, что делать (например, “всё равно продолжить” в браузере), предварительно сообщив, что подлинность определить невозможно, так что пользователь сам должен решить вопрос с доверием.

Всё это блокирование выдачи сертификатов TLS и, особенно, отзыв уже выданных, имеет забавный аспект, показывающий, как различные околотехнические рассуждения, – обычно, наивные, – оказываются далеки от технологической реальности и коммерческих интерпретаций “этих интернетов”.

Вообще-то, изначально, в наивной интерпретации, применительно к TLS для веба, единственная фундаментальная роль Удостоверяющего Центра (УЦ) – это подтверждение соответствия открытого ключа сетевому имени (ну или IP-адресу). То есть, УЦ должен убедиться, что заявитель, который запрашивает выпуск сертификата для данного открытого ключа, не только владеет секретным ключом, но и управляет именем, которое просит вписать в сертификат.

Цифровая подпись, которую ставит УЦ на сертификате для типичного веб-сайта, раньше означала, что УЦ удостоверяет соответствие: ключа в сертификате – имени в сертификате. Из этого, технически, да применительно к DNS, выводились и все прочие требования: размещение кода подтверждения, связанного с ключом, предоставление подписи, и так далее.

Только что описанная схема касается DV-сертификатов – сертификатов с проверкой права управления доменным именем (Domain Validation). Заметьте, тут даже не было важно, что заявитель является администратором доменной зоны с точки зрения соответствующего реестра: если проверка происходит при помощи размещения подтверждающего кода, то достаточно иметь возможность размещения кода, чтобы получить сертификат. То есть, для DNS-проверки, DV-сертификаты может выпускать оператор авторитативных серверов имён. Этот момент, исторически, практически никого не смущает: например, крупные провайдеры CDN спокойно себе выпускают TLS-сертификаты для доменов своих клиентов, а клиенты, являющиеся администраторами доменного имени, даже и знать-то об этом не хотят.

И как этот момент технически может быть связан с “санкционным отзывом” сертификата? Да никак – имя из DNS никуда не девается, а подтверждение для имени – точно так же можно получить от заявителя, который запрашивает сертификат, потому что имя в глобальной (пока что) DNS у заявителя никто не отбирает (тоже – пока что).

Формально, DV-сертификаты могли бы сохраняться. Однако вот уже и Let’s Encrypt, – который УЦ для DV-сертификатов, прежде всего, – вносит в правила пользования очень широкие запреты для подсанкционных территорий и организаций: там, как бы, нет запрета на прохождение валидации имени или адреса, но запрещено вообще пользоваться ACME-сервисами для заказа сертификатов, что, понятно, отменяет и валидацию – если она и прошла, то всё равно были нарушены правила предоставления сервиса.

Так что, похоже, имя – ещё не отбирают, а сертификат для имени – уже отбирают. Хотя, технически, DV-валидация – вообще никак не касается административной части. И УЦ, по старой наивной логике, должен бы проверять, что заявитель управляет DNS-зоной, но не более того.

Естественно, на практике – всё давно не так, наивный технический подход не работает. Потому что сертификаты нынче – это не для подтверждения соответствия ключей именам, не для “Зашифрования для всех” (Encryption for Everybody), а для подтверждения возможности доступа – токен для браузеров и других приложений.

Буквально. Насаждаемая наивная трактовка сильно замылила современную роль сертификата; в реальности, браузер спрашивает: “Можно ли подключиться к сайту под данным именем?”, а УЦ, при помощи подписи на сертификате, отвечает: “Да, пока что можно, но уточни ещё статус разрешения позже”. Или, если действующего сертификата с валидной подписью нет, то это означает, что УЦ ответил: “Нет, подключаться не следует”.

Да, использование криптографических механизмов позволяет тут передать ответ УЦ через сам веб-узел, к которому подключается браузер. Но это как раз технические детали. И если рассматривать процесс с точки зрения разрешений, то уже и “санкционная схема” начинает работать так, как планировалось.

Это – что касается DV. Но совсем иначе выглядит ситуация с сертификатами, подтверждающими название организации-администратора имени. Это OV-, EV-сертификаты, что называется – “с расширенной проверкой”. Здесь, действительно, в дополнение к технической проверке DNS, должна выполняться административная проверка существования организации, которая запрашивает сертификат. То есть, проверка связи этой организации с парой ключей, подтверждение владения секретным ключом, проверка административного управления доменным именем и, кроме прочего, подлинности желания и возможности для организации выпускать сертификат для данного имени и ключа. Процесс, если его проводить по всем правилам, сильно сложнее, чем DV. Но зато прямо подтверждает существование организации, как административной структуры, и её намерений по выпуску сертификатов.

Понятно, что если выдача TLS-сертификатов веб-узлам – это не про подтверждение соответствия ключей именам в вебе, а про разрешение доступа пользователей, то и нахождение организации в санкционных списках не только подтверждает её существование (сюрприз: таков забавный побочный эффект), но и уверенно блокирует доступ для широкой публики интернет-пользователей, уже без разбора. Такой вот стоп-лист, принятый УЦ, как инструментом выдачи доступов.

Ну а уж стоп-листы есть сейчас самые разные: расставленные по ту и другую сторону, заметные и не очень, применяемые для IP-адресов и для сетевых имён, для протоколов, в разных сетях, на разных уровнях – это, думаю, уже все в интернетах замечают, особенно, когда почти ничего не работает. Что уж тут удивляться про “проверку организации” УЦ. Другое дело, что данный аспект, даже если его трактовать максимально строго, не относится к DV-сертификатам, в которых организаций, – кроме УЦ, – просто нет. Впрочем, эти наивные технические детали сейчас мало кого беспокоят.

Ещё занятный пример особенностей, связанных со “сверхкороткими” TLS-сертификатами. Я недавно перевёл dxdt.blog на такие сертификаты Let’s Encrypt – они имеют интервал валидности чуть больше шести с половиной суток (если более строго, то 160 часов). То есть, это “шестидневные сертификаты”. Обновляется сертификат автоматом, каждые двое суток – это разумно, потому что, если что-то пошло не так, хотелось бы иметь хотя бы пару дней в запасе, чтобы обнаружить и разобрать это “не так” (но заметьте, кстати, как сильно это всё раздувает логи Certificate Transparency – теперь за тот же период, за который раньше dxdt.blog расходовал максимум два сертификата, выпускается больше сорока сертификатов!).

Теперь вторая часть: на Timeweb недавно запустили простой мониторинг, который, в том числе, может мониторить “окончание действия” сертификата на сервере. Ну, допустим – и вот я включил этот мониторинг для dxdt.blog. В результате: после каждого обновления сертификата этот мониторинг присылает сообщение почтой: “SSL-сертификат истекает через 7 дней”. Как бы, это почти что формально верно (ну, кроме “семь дней” – не семь там дней; а для всего, что связано с прикладной криптографией, понимание сроков действия – очень важно).

Однако, какой смысл в подобном уведомлении? Сертификат-то и выпущен только что. На шесть дней. Всего. То есть, полный интервал валидности – меньше семи дней. Имело бы смысл учитывать реальный интервал валидности сертификата, прежде чем формировать сообщения о том, что он истекает. Для сертификата на три месяца, понятно, можно уведомлять за семь дней до окончания (если дни считать правильно). А для шестидневного, который только что выпущен? Ну, вряд ли. Тем более, что мониторинг начинает присылать письма постоянно: и вот вам на “семь” (фиктивных) дней, и вот вам на “три” дня тоже письмо.

Такой вот аспект применения “сверхкоротких” сертификатов. Мониторинг тот пришлось отключить.

Что касается отзыва сертификатов ведущими Удостоверяющими Центрами (УЦ), в рамках санкций, и прочего подобного блокирования. Вообще, заблокировать сами TLS-сертификаты невозможно: такой сертификат – это технический контейнер, носитель имён и открытого ключа, специального формата. Так что речь идёт совсем о другом: блокированию тут подвергается возможность получения подписей от определённых ключей – от ключей УЦ. Особенность этих ключей в том, что с их помощью сейчас подтверждается разрешение на доступ к определённым ресурсам для определённых приложений. То есть, это блокирование прикладного уровня. Обычно, ресурсом тут выступает веб-сайт, а приложением для доступа – веб-браузер.

Удостоверяющий центр разрешает пользователям подключаться к “доверенным веб-сайтам” при помощи выдачи этим сайтам токенов доступа. И вот в качестве носителя этих токенов – служат TLS-сертификаты. Так исторически сложилось. Эти сертификаты, строго говоря, надо называть X.509-сертификатами, которые разработали для телеграфа, но тут и дальше – пусть уж будут TLS-сертификаты. Так что запрет доступа здесь – это не запрет доступа к сертификатам, как к артефакту, а запрет доступа к механизмам получения подписи. Это важный момент, понимание которого может позволить уловить и линию приложения блокировок.

TLS-сертификаты, сами по себе, не имеют никакого отношения к базовым механизмам работы Интернета. Да, TLS-сертификаты сейчас используются повсеместно, в том числе, в процессах обеспечения работы Интернета, как межсетевой структуры. Но не в самих базовых протоколах. Например, TLS-сертификаты служат для авторизации в системах VPN, для авторизации в различных панелях управления (не обязательно, что и через веб) и т.д. TLS-сертификат можно выпустить самостоятельно, для произвольного имени. Можно даже устроить аутентификацию по отпечаткам ключей из сертификатов, минуя вообще всякие УЦ. Другое дело, что это не будет работать в “коробочной” среде, для веб-браузера и веб-сайта.

Поскольку Интернет сейчас массово воспринимается как носитель веба, то исключение из упомянутой общей, “коробочной” системы создаёт большие трудности. Но сама технология блокирования, которая здесь проявляется в сертификатах, эффективна именно потому, что не связана с Интернетом, как с сетью. Представьте, что отзыв TLS-сертификата требовал бы удаления из DNS доменного имени и снятия анонсов IP-префиксов, которые к этому имени были привязаны через адресные записи. Это была бы совсем другая история. Естественно, можно ожидать, что и к такому придёт. Но только, что называется, с другой стороны: не от IP через DNS к сертификатам, а из процесса подписывания токенов – к сетевой доступности.

Я очень давно говорю и пишу, что развитием всего этого направления под условным названием “как нам нарезать интернетов” является пропуск только подписанного трафика промежуточными узлами. Причём, подписывание – происходит на стороне приложений. Да, ещё лет десять назад, услышав такое предположение, люди, мягко говоря, “проявляли скепсис” (что уж там вспоминать период двадцать лет назад). Но посмотрите вокруг – частично это уже реализовано, а возникшая, благодаря вмешательству промежуточных узлов, непрозрачность – уже мешает отладке, перемешивая протоколы разного уровня. Поэтому-то блокирование в приложениях – максимально эффективно: оно не зависит от сетевых протоколов, а пользователи – ну, они же пользуются приложениями, а не пакеты отправляют.

Этот уровень приложений, как ни странно, очень технологичен. Но речь тут вовсе не про “используй фреймворк “Имярек”, чтобы лучше адаптировать агентов типа John Doe”. Нет. “Фреймворк и агенты” – это технологии, но не технологичность. Технологичность скрывается за процессом контроля над способом применения технологий. Если на примере инфраструктуры УЦ: сейчас кругом только и слышно, что про ACME и его использование – это про протокол автоматического заказа и получения TLS-сертификатов. Но реально ли речь всегда идёт о протоколе? Оказывается, нет. ACME – весьма заумный и развесистый протокол. Мало кто читал спецификацию, мало кто его понимает. Оказывается, что в большинстве случаев использовать хотят не протокол, а некий готовый продукт, популярную утилиту или библиотеку на основе ACME. Например, хотят не ACME, а чтобы работали certbot или acme.sh, а также и какой-нибудь ещё фреймворк. Вот эта зависимость – и есть технологичность, а не просто технологии.

Да, отдельные TLS-сертификаты для веб-сервера нетрудно выпускать самостоятельно, используя готовую библиотеку или утилиту. Гораздо сложнее сделать УЦ, который должен проверять, что заявленное имя сооотвествует предоставленному открытому ключу. И ещё сложнее сделать такой УЦ не на базе “готовых скриптов”. И тем более непросто реализовать валидацию сертификатов в веб-браузере, чтобы соблюсти все типовые условия. А ведь именно связка “браузер-УЦ” тут и работает в качестве линии приложения блокировок, вовсе не TLS-сертификат.

Разворачиваются новые УЦ, но на готовой базе. Допустим. При этом, что касается технологичности, то для тех же TLS-сертификатов в вебе планируется резкая смена концепции: буквально через несколько лет будут сертификаты на хеш-деревьях, процесс выпуска и валидации которых принципиально отличается от текущей схемы. Готовые библиотеки и утилиты – отстанут, не смогут технологически работать с новой схемой. Но в распространённых браузерах, в других ведущих приложениях, – и, тем более, на стороне ведущих УЦ, – всё работать будет, потому что они-то и являются источником технологий, то есть, носителем подлинной технологичности, поразумевающей понимание того, как можно строить велосипеды – это остальным предложено “не изобретать велосипед”, а брать готовое.

Использование хеш-деревьев в TLS-инфраструктуре веба, в TLS-сертификатах, обусловлено переходом на постквантовые криптосистемы цифровой подписи. Тоже хороший пример. Возможно, что в некоторый момент ведущие разработчики браузеров скажут, что браузеры больше не считают стойкими и надёжными сертификаты, выпущенные без постквантовой криптосистемы, а соответствующие веб-сайты – будут отображаться “как небезопасные”. Сложно ли такое представить? Конечно нет. Это вполне логично – устаревшие технологии в какой-то момент оказываются слабыми, браузер должен их блокировать тоже – какие могут быть возражения? Такое уже несколько раз происходило, и с DSA, и с SHA-1, и с длительностью действия сертификатов, и так далее, и тому подобное.

Ещё раз подчеркну – хитрость в том, что, действительно, устаревшие криптосистемы теряют стойкость, это без всякого сарказма. А вот уже с длительностью действия сертификатов – есть разные точки зрения, как говорится. Но Google в браузере Chrome даже не собирается поддерживать постквантовые криптосистемы подписи сертификатов, кроме как в варианте с хеш-деревьями (MT-сертификаты). Так что токены доступа – станут токенами доступа, и эта роль не зависит от типа носителя.

Нужен ли практический квантовый компьютер для того, чтобы объявить имеющиеся “не-постквантовые” криптосистемы подписи нестойкими? Нет, не нужен. Достаточно описания алгоритма Шора и непрекращающегося потока публикаций из тех же ведущих технологических корпораций о том, что необходимый прогресс на пути к квантовому компьютеру – велик и неуклонен.

При этом привязка к краковременным токенам доступа самой возможности подключения к веб-узлу – ещё больше повысит эффективность блокирования на уровне приложений. И даже не потребуется снимать зоны верхнего уровня с делегирования.

В продолжение предыдущей записки, про dns.1d.pw. Вот как серверы данной зоны видны со стороны сервиса проверки – есть DNS over TLS на всех узлах:

Сделал специальный сервис для DNS – dns.1d.pw. Не торопитесь кликать – там нет A-записи, это именно что DNS-сервис, но он полезен для отладки и поиска причин возникновения проблем. Смысл вот в чём: если спросить в DNS TXT-запись для dns.1d.pw, то в ответ вернётся информация о том, как виден со стороны авторитативного сервера DNS-резолвер, который выполнил DNS-запрос. Вот простейший пример (здесь и далее используется утилита dig из пакета BIND):

$ dig dns.1d.pw -t TXT +short
"ns: dns-b"
"transport: UDP"
"src: [2a04:e4c0:10::145]:63761"
"target [id]: dns.1d.pw. [34301]"

Спрашивать нужно именно TXT: с A-записью – не получится. Кроме TXT – поддерживается только минимум: SOA и NS.

Ответ состоит из нескольких TXT-записей. Выясним, – пока кратко, – что в них видно (по порядку сверху вниз, как в примере):
внутренне имя авторитативного сервера, который обработал запрос (dns-b);
транспорт (UDP), по которому сервер получил запрос и ответил резолверу (то есть, не вашему клиенту, а именно резолверу);
IP-адрес узла, приславшего запрос, и номер порта ([2a04:e4c0:10::145]:63761); Здесь IPv6-адрес – сервис, естественно, поддерживает IPv6 тоже;
целевое имя, как его было видно в DNS-запросе, и код ID DNS-сообщения (dns.1d.pw. [34301]); дальше я объясню, почему это важно, хотя, казалось бы, имя и так известно.

И это не все параметры, которые присылает данный сервис.

Подобные сервисы существуют, и достаточно давно. Например, есть “очки” от Google: o-o.myaddr.google.com – показывает адрес резолвера и состав ECS, есть “пробник” от Akamai: whoami.ds.akahelp.net, и другие. Понятно, что у этих сервисов – свои ограничения. Например, я разу добавил поддержку DNS over TLS, поскольку данную технологию можно использовать между резолвером и авторитативными серверами (естественно, поддержка авторитативными серверам – редкость, но тем не менее).

Итак, технический смысл затеи: DNS-зона dns.1d.pw делегирована на специально разработанные NS-серверы, которые собирают данные о запросе, упаковывают их в TXT-записи, и отправляют в ответ. Такой способ позволяет информации пройти по цепочке, через резолвер. То есть, при штатной схеме работы, рекурсивный опрос для клиента выполняет рекурсивный резолвер, и именно это резолвер, в конце DNS-поиска, пришлёт запрос на авторитативный сервер. Например, если воспользоваться Google Public DNS, то мы увидим IP-адрес из пула DNS-сервисов Google (пример для 8.8.8.8):

$ dig @8.8.8.8 dns.1d.pw -t TXT +short
"ECS: 185.39.19.0/24/0"
"ns: dns-b"
"src: 74.114.29.150:43267"
"target [id]: dns.1d.Pw. [2909]"
"transport: UDP"

Обратите внимание, здесь добавилась информация о подсети источника запроса – ECS: 185.39.19.0/24/0. Это именно источник того запроса, который поступил в систему Google, а сервис DNS-резолвинга Google пронёс эту адресную информацию до авторитативного сервера. То есть, если вы используете сервис 8.8.8.8, то, – при прочих равных, – авторитативные серверы видят номер вашей подсети (обычно, это подсеть интернет-провайдера). Авторитативные серверы DNS – это не серверы Google, а подсеть видна даже в том случае, если прочий трафик завёрнут в VPN.

Кроме сведений о префиксе ECS, этот второй пример содержит другой адрес источника: 74.114.29.150 – IPv4-адрес резолвера Google. Сервис Google может приходить за DNS-данными и по IPv6, и по IPv4.

Приглядитесь к записи целевого имени – dns.1d.pw: при вызове dig имя записано строчными буквами, но в TXT-записи вернулось dns.1d.Pw (заглавная P). Именно так имя увидел авторитативный сервер. Что это? Это называется “рандомизация регистра символов” – один из дополнительных факторов защиты от спуфинга ответов, который применяет Google. Если воспользоваться аналогичным сервисом Cloudflare (1.1.1.1), то “рандомизации регистра” не случится:

$ dig @1.1.1.1 dns.1d.pw -t TXT +short
"target [id]: dns.1d.pw. [33389]"
"ns: dns-a"
"src: [2400:cb00:78:1024::ac44:b97b]:24308"
"transport: UDP"

Чтобы наблюдать такие эффекты и требуется возврат исходного имени в TXT-ответе. Дело в том, что изменяет имя резолвер, поэтому, без подобных хитростей, на DNS-клиенте резолвера обнаружить изменения нельзя.

Второй фактор защиты от спуфинга тоже можно видеть на распечатке выше: это номер транзакции (id – 33389). Сервер должен ответить с тем же номером, который отправил DNS-клиент в запросе. Третий типовой фактор – номер порта-источника (особенно актуально в UDP). Запросы в DNS отправляются на номер порта 53 (udp, tcp) и 853 (DNS over TLS), а номер порта-источника, соответственно, рандомизируется (должно быть сложно его угадать).

Сервис можно использовать для того, чтобы увидеть собственный внешний IP и параметры собственных DNS-запросов. Для этого нужно выступить в роли резолвера, направив DNS-запрос непосредственно узлу данного сервиса. Имена можно узнать, запросив список NS:

$ dig @8.8.8.8 dns.1d.pw -t NS +short
ns-dns-a.1d.pw.
ns-dns-b.1d.pw.

Спрашиваем напрямую ns-dns-a.1d.pw:

$ dig @ns-dns-a.1d.pw dns.1d.pw -t TXT +short
"target [id]: dns.1d.pw. [31841]"
"ns: dns-a"
"src: 185.39.19.199:26283"
"transport: UDP"

Получили в “src” IP-адрес, с которого отправлен локальный запрос (точнее: тот адрес, который видит внешний сервис – потому что может быть NAT и тому подобные штуки).

Основной транспорт для DNS – это UDP. Однако необходима и поддержка TCP. Сервис dns.1d.pw умеет отвечать по TCP. Да, контролировать протокол, который использует внешний резолвер, так просто не выйдет, но при локальнй подготовке запроса можно выбрать TCP при помощи флага +tcp утилиты dig. Проверяем:

$ dig @ns-dns-a.1d.pw dns.1d.pw -t TXT +short +tcp
"target [id]: dns.1d.pw. [9376]"
"ns: dns-a"
"src: 185.39.19.199:50169"
"transport: TCP"

Теперь указан TCP в качестве транспорта. TLS – не является обязательным. Однако это современная и весьма популярная технология, которая тут тоже поддерживается. Более того, сервис возвращает “расширенную информацию” – данные о версии TLS, о шифронаборах, о выбранном имени узла (SNI). Утилита dig поддерживает TLS (+tls). Проверяем:

$ dig @ns-dns-a.1d.pw dns.1d.pw -t TXT +tls +short
"target [id]: dns.1d.pw. [22366]"
"ns: dns-a"
"src: 185.39.19.199:59527"
"transport: TLS (1.3/X25519MLKEM768/TLS_CHACHA20_POLY1305_SHA256)"
"SNI: ns-dns-a.1d.pw"

Обратите внимание: здесь в записи имени DNS-узла – ns-dns-a.1d.pw – нельзя указывать крайнюю справа точку (которая превратила бы запись в FQDN, и которая для специалистов в DNS является чем-то само собой разумеющимся). Дело в том, что бэкенд сервиса использует реализацию TLS из типовой библиотеки Go. А типовая, “коробочная”, реализация TLS в Go строго не допускает финальные точки в составе хостнейма внутри расширения SNI – TLS-соединение просто не устанавливается. Такое поведение библиотеки, вообще говоря, вопрос весьма дискуссионный, но к теме этой записки он не относится: просто – не указывайте точку в конце, или используйте IP-адрес узла напрямую (возможно, я как-нибудь этот момент переделаю самостоятельно, ну или разработчики Go одумаются).

Вообще, TLS-сертификаты для авторитативных серверов, используемых в данном проекте, я выпустил через Let’s Encrypt, и это сертификаты для IP-адресов (v4/v6), что неплохо подходит для случая TLS на авторитативном DNS-сервере. А раз это сертификаты для IP-адресов, то для хостнеймов они так и так не валидны, но по умолчанию – dig здесь сертификаты и не проверяет на соответствие имён.

В поведение авторитативного сервера заложены и некоторые другие особенности, так что он не полностью соответствует “лучшим практикам” DNS, и это сделано специально. Например, как отмечено выше, в ответ на запрос A-записи – придёт ответ с флагом REFUSED, а это позволяет посмотреть на расширенные статусы DNS-ошибок, если запросить А-запись через сервис Google.

Кстати, в продолжение предыдущей записки про новые санкционные правила Let’s Encrypt. Что и как этот УЦ мог бы сделать для того, чтобы соблюдение правил реализовать технически? Дело в том, что ACME – это автоматический протокол, у него есть особенности (отсутствие строгого подтверждения аккаунта, отсутствие подтверждения заявки пользователем-человеком и т.д.).

Во-первых, понятно, можно сортировать заявки на выпуск сертификатов по именам доменов, отсекая .RU и др. Но это не помагает в других доменных зонах, и не помогает с сертификатами на IP-адреса.

Во-вторых, можно отказывать в заказах, поступающих по ACME со стороны IP-адресов, которые принадлежат “подсанкционным блокам”, например, по автономной системе. Но автономная система для ACME-клиента легко может быть из совсем другой страны. Более того, точность подобной геопривязки вообще не так высока, как считается.

В-третьих, можно было бы отслеживать принадлежность IP-адресов, относящихся к целевым объектам заказа: это адреса авторитативных серверов DNS-зоны, адреса веб-узлов и др. Это несколько лучше предыдущих пунктов, но тоже – так себе точность: всё может быть вынесено на “чужие” IP-префиксы и придётся доказывать, что администратор этих префиксов “знал и способствовал”, чем нарушил правила.

Самый эффективный вариант – использовать все три перечисленных способа сразу. Вот только автоматизируется это довольно плохо. А ACME – автоматический протокол. Хотя, строгая привязка регистраций .RU к ЕСИА тут как раз может быть интерпретирована УЦ так, что имена в зоне – подсанкционны все, поэтому для всех имён и нужно заблочить заказы сертификатов.

Пишут (id: 65656, между прочим), что Let’s Encrypt добавили в своё соглашение пользователя пункт о соблюдении санкционного режима США (и других “подходящих” стран). Из исходного документа очевидно, что ограничения распространяются так же просто на “рядовых жителей” (ordinarily resident) подсанкционных территорий. Это не то чтобы совсем “новелла”, но для Let’s Encrypt выглядит неожиданно. Но в соответствующем подпункте, который про жителей, речь пока только о территориях и странах, находящихся под полным “эмбарго” США – comprehensive U.S. sanctions. Занятно, что термин “ordinarily resident” – обозначает всякого, кто фактически проживает на заданной территории, то есть, это очень широкое понятие.

Кроме того, в правила добавлены явные и бесспорные упоминания подсанкционных “компаний и субъектов” – им нельзя сертификаты и нельзя “в их интересах действовать”. Санкции сейчас раздаются очень массово, так что, в принципе, с использованием сертификатов “свободного УЦ” Let’s Encrypt возникают большие трудности. Но не у всех, понятно – ибо сам-то этот УЦ позиционируется как “для всех”: “Encryption for Everybody” – написано на первой странице сайта очень большими буквами, но тут нужно понимать, что и кто именно составляют множество этих body. (Оговорка: на dxdt.blog используется TLS-сертификат от УЦ Let’s Encrypt, поскольку это пока что единственный вариант из “хорошо известных УЦ”, который мне всё ещё доступен; долго ли ещё будет доступен? что отберут раньше – домен или сертификаты? Пока что нет ответа.)

Занятно и то, что многие пересказывают версию, по которой, мол, Let’s Encrypt (LE) тут просто “закрепил в правилах уже действовавшую практику” – нет, это не так: раньше в LE отказывали в выпуске сертификатов для конкретных имён, прямо указанных в конкретных списках, поскольку в США установили специальное исключение из санкционного режима, касавшееся “этих ваших интернетов” – в узких кругах соответствующий юридический “казус” известен как “поправка имени Cisco”. Новое дополнение в правилах LE – позволяет применять расширенные основания для “ковровых” отказов и отзыва сертификатов. Естественно, просто так подобные изменения в правила не вносят. Если бы LE стремились бы сами что-то такое применять, то вписали бы раньше. Но раз вписали сейчас, то, очевидно, с целью прямого применения, потому что были какие-то внутри возражения, сомнения, зацепки. Посмотрим. (Есть небольшой шанс, что откатят, но реально небольшой.)

Очередное обновление сервиса ТЦИ audit.statdom.ru (САБИУ), который определяет разнообразные настройки DNS, TLS, HTTP и др., получив на вход DNS-имя узла.

В версии 1.4 появился вывод расширенной информации об SCT-метках в TLS-сертификатах, относящейся к так называемым “tiled-логам”. Tiled-логи – это разновидность логов Certificate Transparency, которые позволяют извлекать данные при помощи запроса отдельных “блоков”, а именно, через оптимизированное API мониторинга CT-логов: в рамках реализации этого API дерево лога разбивается на несколько уровней “соседних” узлов при помощи абстракции “замощения” (откуда название).

На скриншоте как раз выделены данные с индексом LeafIndex, который позволяет быстрее находить данные о нужном сертификате в tiled-логе. Такие SCT-метки сейчас добавляет в сертификаты Let’s Encrypt.

Всё чаще попадаются попытки внедрения IPv6-only (только IPv6) веб-узлов. И всё чаще встречается типовая техническая ошибка, этот процесс сопровождающая: для DNS-имени, указывающего на веб-узел, присутствует только AAAA-запись (то есть, только IPv6-адрес), но при этом все авторитативные серверы имён (NS) соответствующей доменной зоны – имеют только A-записи, только v4-адреса. В некотором роде – это удивительное техническое противоречие, граничащее с “карго-культом”: с v4 – доступ к такому сайту получить невозможно, так как нет адресной записи, но и получить v6-доступ, не воспользовавшись v4, тоже невозможно – потому что необходимо обратиться по v4-адресам NS.

IPv6 – не такой уж плохой протокол: многое там сделано даже логичнее практики v4. Но внедрять его “эксклюзивность” нужно аккуратно. Естественное и правильное решение для NS – добавить для авторитативных серверов IPv6-адреса, обеспечить по ним доступность DNS, а уж потом запускать IPv6-эксклюзивный веб-узел под AAAA-записью. Потому что тогда, при верном выборе зоны, все необходимые прикладные процессы смогут работать по IPv6, который уже заслуженно будет в приоритете (в корневой зоне DNS – IPv6 есть). Конечно, при наличии полной поддержки и v6, и v4 на клиенте – запрашивать нужно сразу и A, и AAAA-запись, отдавая приоритет AAAA при соединении. Но если есть только v4, то возникают дополнительные сложности.

Формально, ничего не запрещает не держать в DNS-зоне A-записи, а держать только AAAA, но раздавать эти AAAA исключительно через четвёртую версию протокола. Однако выглядит такая настройка максимально некрасиво, совсем не так, как IPv6-адреса на NS, и только A-запись – для веб-узла.

Более того, ситуация, когда на клиенте нет полноценного IPv6, а в целевой зоне – нет A-записи, и при этом сведения об отсутствии такой записи можно получить только через v4, вполне может трактоваться клиентом как отсутствие IP-доступа к веб-узлу совсем, вне зависимости от версии IP: нет адресной записи и – всё. И такой сигнал отсутствия даже может кешироваться на клиенте, перекрывая повторный доступ после того, как IPv6 на клиенте включился (конечно, в рамках той же сессии прикладного ПО, но такое – вполне возможно, так как сетевой интерфейс с полноценным v6 мог подняться позже, по команде пользователя). Дело в том, что после включения v6 можно было бы спросить AAAA-запись в DNS, но этому мешает флаг “отсутствует адресная запись”, уже установленны прикладным или системным ПО, который флаг, предположим, является универсальным, то есть, не зависит от версий v4/v6.

(Бывают, кстати, и другие “косые” ситуации: в vk.com, например, IPv6-адреса у авторитативных NS есть, но вот только DNS по ним не отвечает.)