dxdt.blog: занимательный интернет-журнал

В ML-KEM (ранее – Kyber) возможен вариант, когда корректно полученные сторонами секреты не совпадут. В стандарте NIST это называется Decapsulation failure. То есть, сами криптографические примитивы, составляющие ML-KEM, срабатывают всегда – выводят 256-битное значение. Но с некоторой (чрезвычайно малой) вероятностью принимающая сторона, расшифровывающая секрет, может получить значение, не совпадающее с тем, которое отправлено. “Чрезвычайно малая вероятность” тут означает 2^(-164.8). Выглядит более чем несущественным параметром. Но рассматривать сам факт наличия такой “погрешности” можно с разных сторон.

Многие криптографические алгоритмы хороши тем, что, математически, там никакой ошибки быть не может: если шаги выполнены верно, то и результат всегда строго совпадает. Это один из фундаментальных принципов использования алгебры в криптографии: нельзя проверить все 2^256 элементов и записать их в один массив, но можно использовать обозримые свойства структуры группы, чтобы гарантировать, что результаты операций с любыми сочетаниями этих 2^256 элементов не разойдутся.

Строго говоря, и в ML-KEM упомянутая “погрешность” оказывается в ряду заданных результатов алгоритма, просто, определяется она на другом уровне. Более того, при практической реализации алгоритмов, не имеющих встроенных “погрешностей”, эти самые погрешности постоянно возникают и из-за ошибок в программах, и даже из-за ошибок в работе оборудования. Особенно, если говорить о вероятностях порядка 2^(-165) – казалось бы, тут и без всяких Rowhammer какой-нибудь залётный нейтрон может вызвать реакцию, которая переключит пару битов в модуле памяти. Нейтрон, конечно, может помешать, но это будет не то же самое, что и внесение обязательного сбоя непосредственно в логику алгоритма.

В 2017 году я писал на dxdt.ru про киберпанк и базы данных “умного города”:

“Предположим, есть база данных, в которой содержатся сведения о мгновенном расходе электроэнергии в домохозяйстве, привязанные ко времени, сведения собираются с “умных счётчиков”. К базе данных получают доступ хакеры, их цель – выяснить, по какому адресу находится стиральная машина, удалённый доступ к которой они уже получили ранее, в рамках целевой атаки. Метод, впрочем, довольно очевидный: ночью стиральную машину включают и выключают несколько раз, записывая время включения и выключения. На втором шаге – в базе данных электропотребления ищется соответствующая сигнатура (скачки потребляемого тока), а уже по ней определяется адрес, где установлен счётчик и находится стиральная машина.”

В продолжение записки про “короткие сертификаты” Let’s Encrypt. Сертификаты на шесть дней предлагается выпускать для того, чтобы уменьшить интервал времени, когда компрометация ключа представляет угрозу. Попробуем разобраться, что это вообще за событие такое – компрометация ключа, в контексте TLS для веба, и чем это грозит на практике для обычного веб-сайта.

Прежде всего – речь о компрометации серверного ключа, то есть, о раскрытии третьей стороне секретного ключа из пары, открытая часть которой указана в сертификате сервера. Сам TLS-сертификат – документ публичный, скопировать его может кто угодно. Если у этого “кого угодно” есть секретный ключ от сертификата, то он может выдать свой сервер за легитимный, предоставив сертификат, подписанный Удостоверяющим Центром (УЦ). В данном случае – УЦ Let’s Enncrypt. Однако тут есть очень много “но”.

Если ключ от сертификата скомпрометирован, то штатный метод реагирования состоит в немедленном отзыве сертификата. Технически, сертификат отзывает УЦ. Более того, правила позволяют УЦ отозвать сертификат даже по собственной инициативе, если, например, стало “достоверно известно о компрометации ключа” (не единственная возможная причина). Программы-клиенты, подключающиеся к веб-сайту, должны как-то узнать, что сертификат отозван. Существует два практических способа это сделать: OCSP и CRL.

OCSP. Online Cerificate Status Protocol (Онлайн-протокол [определения] статуса сертификата). Этот способ позволяет отправить запрос о сертификате специальному респондеру, который ответит, отозван сертификат или нет. Технически способ напоминает работу с веб-сервером. Оператором OCSP-респондера является сам УЦ или доверенная сторона, а ответ о статусе сертификата удостоверяется цифровой подписью. Адрес респондера указывается в составе сертификата. В практике Интернета OCSP работает очень плохо. Протокол может показаться простым, но поддерживать его УЦ очень сложно. Начиная с того, что, при правильном внедрении, получаем сервис, блокирующий доступ к внешним ресурсам: без ответа респондера клиент не должен бы подключаться по HTTP к узлу, который пытается аутентифицировать при помощи данного сертификата. Почему? Потому, что если OCSP-респондер недоступен, то, формально, клиент не может узнать, что сертификат был отозван. Очевидно, что никакого смысла в OCSP, если игнорировать недоступность респондера, нет: третья сторона, перехватывающая сетевой доступ и использующая скомпрометированный ключ, тогда может просто заблокировать сетевой доступ и к OCSP-респондеру, чтобы скрыть факт отзыва.

В предыдущем абзаце использованы обороты “при правильном внедрении”, “формально” и др. Это сделано не просто так: в вебе – OCSP принято игнорировать. Например, браузер Chrome давно не поддерживает этот протокол. Хитрости ситуации добавляет тот факт, что, поскольку оператор OCSP-респондера видит индивидуальный запрос о конкретном сертификате (серийный номер), знает имена, для которых сертификат выпускался, то он может сопоставить адреса и запросы, построив статистику посещения веб-ресурсов ничего не подозревающими пользователями. А это уже “угроза приватности”. Конечно, есть технология OCSP stapling, позволяющая встроить актуальный ответ OCSP-респондера о статусе сертификата непосредственно в ответ TLS-сервера, чтобы клиент не обращался к OCSP-респондеру. Но данная технология не особенно распространена.

Наличие OCSP-респондера недавно признали опциональным для УЦ, отразив это в требованиях CA/B-форума (это объединение организаций – УЦ и разработчиков браузеров, – которое определяет базовые требования для включения корневых ключей УЦ в браузерные списки доверенных). Let’s Encrypt планирует закрыть свои OCSP-респондеры в следующем году. (И это правильно, поскольку OCSP, так или иначе, не самый лучший вариант.)

Следующий способ, позволяющий узнать о факте отзыва сертификата, это CRL – Certificate Revocation List (список отзыва сертификатов). CRL – это подписанный УЦ (или доверенной организацией) перечень серийных номеров отозванных сертификатов. Простое правило гласит, что если серийный номер сертификата указан в соответствующем CRL, то сертификат был отозван. Адрес точки раздачи CRL указывается в сертификате. Клиент может скачать список отзыва (со всеми сертификатами) и проверить статус нужного сертификата по нему. В общем случае, “точка раздачи” не знает, сертификат какого ресурса пытается проверить клиент (есть экзотические оговорки, но мы их тут пропустим) – поэтому “приватность” сохраняется лучше. Проблема в том, что на практике CRL тоже проверяется далеко не всегда, поскольку точка раздачи является почти таким же блокирующим сервисом, как и OCSP. Какой смысл в наличии CRL, если недоступность CRL игнорируется? Правильно – никакого смысла.

Получается, что проверки отзыва сертификатов, фактически, нет, поэтому клиент не узнает, что сертификат был отозван и, вероятно, поверит в отозванный сертификат. Традиционная трактовка гласит, что “короткий” сертификат закончится быстро, а в закончившийся сертификат клиент верить уже не станет, что и поможет снизить угрозу. То есть, если сертификат выпущен на шесть дней, а ключи утекают “равновероятно”, то есть неплохие шансы, что сертификату для скомпрометированного ключа останется всего пара дней срока. Хватит ли этого подменяющей соединение стороне? Технически, подменить соединение и прочитать пароли/куки-файлы можно за доли секунды. Но нужно учитывать и тот факт, что ключ от сертификата может утечь с большой задержкой, но “долгий” сертификат всё ещё будет валидным.

Обратите, впрочем, внимание, что если новый сертификат был выпущен для того же ключа, то ситуация не меняется – скомпрометированный ключ подходит к новому сертификату. Естественно, это работает только в том случае, если о компрометации не было известно. Ну и если ключи не меняются каждый раз при выпуске нового сертификата.

Рассмотрим ситуацию подмены TLS-узла. Если для подмены выпускается сертификат, – тем или иным способом, – то речь уже идёт не о компрометации ключа и срок действия сертификата не особенно влияет: новый сертификат будет действовать, а подменный ключ от него – есть у подменяющей стороны по условиям задачи (см. историю с jabber.ru, например). То есть, короткий срок действия приводит к тому, что нужно быстро использовать новый сертификат, ну, или придётся выпустить ещё один подменный. Конечно, при длительном подобном перехвате заметить пачку подменных сертификатов проще, чем один, выпущенный на год. Но часто ли такое требуется? Часто ли подменные сертификаты вообще попадают в “область видимости”? Нет, не часто – это ответ на оба предыдущих вопроса.

Насколько частым является событие “компрометация ключа” в деятельности обычного веб-сайта? Это, что называется, вопрос из серии многогранных: на “обычном веб-сайте” секретный ключ хранится в обычном файле, в открытом виде, а файл лежит там, куда его записала неведомая утилита certbot. Спросите доброго инженера по сертификации СКЗИ (Средств Криптографической Защиты Информации) – и он вам скажет, что так хранимый ключ уже скомпрометирован. Спросите то же самое у строгого инженера по сертификации СКЗИ – и он вам ответит, что ключ был скомпрометирован ещё в тот самый момент, когда его сгенерировала исполняемая с правами суперпользователя неведомая утилита certbot, свойства и недокументированные возможности которой “не только не документированы, но и не установлены”.

Однако, на практике, пусть где-то и вздохнёт специалист ИБ, очередной раз выполнив проверку конвертов tamper-proof и сверив записи в журналах, а опытный админ железного сервера всё равно уверенно сложит секретные ключи от сертификатов в резервные копии, хранимые неподалёку от ежесуточных дампов памяти виртуальных машин, в которых соответствующие TLS-серверы исполняются.

Что поделать – такова практика веба. Естественно, ключ может оказаться скомпрометирован и без всякой утечки непосредственно из места хранения ключа: ошибки в ПО могут привести к тому, что будет сгенерирован нестойкий ключ или ключ утечёт в рамках штатного выполнения криптографических операций. Такое, к сожалению, случается не так редко, как хотелось бы. Наверное, в такой ситуации короткие сертификаты можно признать благом. Вот только на то вопрос и многогранный, чтобы рассмотреть и другие грани тоже.

Чтобы применить скомпрометированный ключ в вебе, применяющая сторона должна перехватить трафик в направлении веб-сайта. Для важных сервисов, типа веб-почты Gmail или систем дистанционного банковского обслуживания, эта угроза подмены довольно серьёзная, поэтому можно рассматривать целевые атаки, когда трафик перехватывается ближе (в сетевом смысле) к точке подключения конкретного пользователя. Однако в других случаях (опять вспомним про jabber.ru) – перехват проводится рядом с точкой подключения атакуемого “обычного веб-сайта”. Но такой перехват позволит без проблем выпустить подменный сертификат, если вдруг ключ “скомпрометировать не удалось”. Так что практическая ситуация не такая прямолинейная, как можно подумать.

А вот что можно сказать точно, так это то, что сертификаты, выпускаемые на несколько дней, привяжут всякий ресурс к сервису выпуска сертификатов. Внедрение требования о коротких сертификатах в основные браузеры – приведёт к тому, что многие и многие “производные браузеры” получат это же требование автоматически. Просто потому, что мало кто рискует вмешиваться в “ядро валидации” сертификатов. И требование о коротком сроке действия начнёт работать даже для “собственных корней”.

Обратите внимание, что один из законодателей моды в данной области, – Google, – сейчас выпускает сертификаты для своих доменов от собственного УЦ. И эти сертификаты уже имеют достаточно короткий срок действия – три месяца. Если добавить сюда инициативу Let’s Encrypt с шестидневными сертификатами, то остаётся слишком мало сомнений в том, что требования браузеров к сроку действия TLS-сертификата начнут теперь сокращаться всё быстрее и быстрее.

Пишут, что свежие рекомендации профильного агентства правительства Австралии требуют отказаться от современных распространённых криптосистем (ECDH, ECDSA и др.) и перейти на постквантовые криптосистемы совсем скоро – к 2030 году. Занятно, что в этих рекомендациях запрещают SHA-256 в HMAC, но оставляют AES. Это тем более странно, что отказ от SHA-256 мотивируют традиционным развитием квантовых компьютеров. При этом, конечно, ничего не сказано про алгоритмы, используемые для защиты по высшим категориям (TOP SECRET).

Нетрудно посчитать, что знаменитый 2030 год планируется уже через пять лет. С одной стороны, пять лет это очень мало. С другой стороны – пяти лет может оказаться достаточно для того, чтобы появились квантовые алгоритмы для взлома, скажем, криптосистем на кодах и решётках. (Но и квантовые алгоритмы для AES – тоже нельзя исключать.) Естественно, алгоритмы будут не менее теоретическими, чем алгоритм Шора, и смогут сработать только на “гипотетических квантовых компьютерах”, но это всё равно потребует, как минимум, пересмотра рекомендаций, а как максимум – разработки новых криптосистем. Впрочем, всегда можно просто увеличить длину ключей (как долгие годы и делается с RSA).

Достаточно давно сформировалась тенденция к сокращению срока действия TLS-сертификатов для веба. Let’s Encrypt в следующем году обещает шестидневные сертификаты. То есть, TLS-сертификаты, срок действия которых будет около шести суток (ну, плюс какие-то интервалы в несколько часов, видимо). Цитата:

[…] short-lived certificates. Specifically, certificates with a lifetime of six days. This is a big upgrade for the security of the TLS ecosystem because it minimizes exposure time during a key compromise event. ([…] короткоживущие сертификаты. Точнее, сертификаты со сроком действия шесть дней. Это большое обновление безопасности для TLS-экосистемы, поскольку оно минимизирует время действия уязвимости в случае компрометации ключа.)

Собственно, основная публичная мотивация, стоящая за этим движением – это то, что отзыв сертификатов в TLS для веба и браузеров, фактически, не работает: наладить его так и не удалось. (И с этим – не поспорить.) Ну, понятно, что такой расклад полностью меняет реальность для коммерческих УЦ – от разового выпуска сертификата нужно переходить к предоставлению непрерывного сервиса “обновления” (а в рамках “технологической зависимости” это означает, что нужно реализовывать ACME, который, почему-то, считают “стандартом”).

Кстати, так как браузеры давно допускают только сертификаты, которые действуют не дольше тринадцати с небольшим месяцев, то отдалённо похожая услуга уже есть – “абонемент” на продление годовых сертификатов, чтобы в сумме получилось два или три года. Впрочем, если и браузеры перейдут на шестидневные сертификаты, покупка подобных “абонементов” потеряет смысл.

Это нововведение Let’s Encrypt, не сомневайтесь, прямо означает, что браузеры, следом за Chrome/Chromium от Google, постараются оперативно перейти на короткие сертификаты, запретив срок действия дольше месяца (например).

Очень популярное заблуждение: DNS использует только UDP. Это заблуждение постоянно мешает на практике. Конечно, протокол UDP является основным протоколом обмена данными между клиентами и серверами в DNS. Это так. Однако UDP используется при наличии возможности, а DNS, как система, строго требует доступности серверов и по TCP. Причём, TCP является ничуть не менее “стандартным” протоколом для DNS. То есть, необходима поддержка и UDP, и TCP.

Хрестоматийный исторический пример использования TCP вместо UDP в DNS, это превышение максимального объёма данных, которые удаётся передать по UDP. Здесь часто упоминают 512 байтов, как предельное количество. Но, опять же, то и дело упускают контекст, к которому лимит в 512 байтов относится. Эти знаменитые 512 байтов, во-первых, происходят из принципов фрагментации пакетов в IP-сетях, – так-то в UDP можно передать гораздо больше, – да ещё и относятся, как ограничение, конкретно к классическому DNS: то есть, из-за 512 байтов в Интернете 13 логических корневых серверов DNS, например. Сетевые детали оставим для другой записки, а в этой важно отметить, что и лимит давно не 512 байтов, потому что есть расширение под общим названием EDNS, позволяющее задать другие границы данных ответа сервера, и возможность увеличения размера UDP-ответов пакета никак не отменяет требований по TCP.

Это всё весьма упрощенное описание. За DNS скрывается очень сложная технология, непосредственно использующая множество весьма и весьма нетривиальных особенностей в своих протоколах. Очень большой ошибкой будет посчитать, что DNS – это “запрос-ответ” про “IP-адрес”. Это только “понятийное ядро” DNS на самом базовом уровне возможно описать как элементарный протокол “запрос-ответ”. При изучении же деталей придётся быстро столкнуться с неожиданными артефактами. Например, с тем, что в DNS есть сжатие строк в DNS-сообщениях, куча хитрых статусов и флагов. Реально работающая система изобилует неожиданными “краевыми случаями”. Вот, кстати, один из примеров: рандомизация регистра символов в DNS. И это, заметьте, тут ещё ничего не сказано про DNSSEC.

В общем, вернёмся к TCP/UDP. Верная интерпретация такая: если DNS-ответ имеется, но не получается доставить его полностью по UDP, то система должна использовать TCP. Следовательно, должен быть TCP-доступ. И вовсе не только между авторитативными серверами для трансфера зоны.

К сожалению, сплошь и рядом продолжают фильтровать и отключать TCP-доступ даже к авторитативным серверам DNS, мотивируя это тем, что, мол, “DNS работает по UDP”, а поэтому прочий доступ нужно закрыть “для безопасности” (хотя, казалось бы, при чём здесь метод “порты закрыл – сервер в безопасности”?). Это неправильно и плохо: резолверы могут штатно подключаться к DNS-серверам по TCP, если им не удаётся работать по UDP, а в DNS описан типовой механизм (Truncated bit), позволяющий сообщить клиенту (резолверу), что нужно переключиться на TCP. Но это только возможный способ. Резолвер, вполне штатно, может самостоятельно перейти на TCP, если этого требует контекст запроса и сетевая конфигурация. Так что DNS работает и по TCP тоже.

Кстати, в рамках свежего обновления, на сервис ТЦИ audit.statdom.ru, кроме прочего, добавлен вывод HTTPS-записи (при наличии, см. скриншот) и определение поддержки MLKEM+X25519 для TLS-узлов (см. второй скриншот).

На скриншоте – HTTPS-запись DNS-зоны, размещённой на сервисе Cloudflare. Можно видеть сведения об IP-адресах, указание на то, что присутствует ECH-конфигурация (сама конфигурация пока что не выводится).

Обнаружение поддержки постквантовой гибридной криптосистемы MLKEM+X25519 выполяется TLS-сканером отдельно (естественно, это, пока что, редкая криптосистема, если распространённость определять по количеству TLS-узлов).

Немного занятной и техничной практики DNS. Если взять зону kommersant.ru, то нетрудно выяснить, что с этой зоной что-то сильно не так. Вот “покрасневший” скриншот из отчёта открытого сервиса audit.statdom.ru:

Почему тут указаны только “адреса”, которые отмечены как недоступные? Во-первых, это не адреса, а имена хостов (хостнеймы), которые выглядят похожими на IP-адреса, но намётанный глаз сразу обнаружит подвох: всё выдаёт крайняя справа точка, отделяющая корневой домен; это так называемый FQDN – Fully Qualified Domain Name (“полное имя домена”). Во-вторых, серверы имён, обозначенные таким образом, доступны быть не могут, поскольку в глобальной DNS нет имени первого уровня “20.” (две цифры – 2 и 0).

Между тем, если попробовать зайти на соответствующий апексу зоны веб-сайт kommersant.ru браузером, то, скорее всего, сайт откроется. Получается, что всё работает? Нет, далеко не всё. Но это лишь очередное подтверждение того, что DNS, как сервис и совокупность технологий, в сочетании с вебом, обладает очень высокой степенью устойчивости к ошибкам настройки (кроме, конечно, DNSSEC).

Посмотрим, как же настроена зона kommersant.ru на момент написания данной записки. В домене верхнего уровня RU зона делегрована на два сервера имён (NS) с именами ns.kommersant.ru. и ns5.kommersant.ru., что, скажем, подтверждается следующим фрагментом скриншота того же отчёта:

Поскольку это так называемые “субординатные” имена NS, – то есть, находящиеся в той же зоне, которая делегируется, – серверы зоны RU возвращают соответствующие glue-записи (в отчёте они не показаны). Glue-записи содержат IP-адреса для имён делегирования (ns.kommersant.ru. и ns5.kommersant.ru.). В DNS, glue-записи необходимы для того, чтобы исключить возможность бесконечной рекурсии. Представьте, что зона test.ru делегирована на ns.test.ru. Как же определить IP-адрес ns.test.ru? Ведь для его определения нужно знать адреса NS-ов зоны test.ru, а чтобы их знать, нужно опросить зону test.ru. Как найти адреса? Верный ответ – никак не найти, если бы только не было glue-записей, которые-то и приносят нужные адреса сразу.

Почему здесь вообще возникает такая проблема с аресами/именами? Потому, что в качестве значения DNS-записи NS могут быть указаны только имена хостов. Но соединение и обмен данными в глобальном Интернете происходят по IP. То есть, для отправки запросов и получения ответов нужны именно IP-адреса. Можно ли всё же указать IP-адреса в NS-записях? Нет, нельзя. Причина в том, что значения записей в DNS не могут подразумевать какой бы то ни было протокол обмена данными. Это очень важный и логичный момент: DNS превратилась бы в непонятную путаницу, если бы какие-то дополнительные сведения об установлении соединения “подразумевались” бы: в той же NS-записи – получаем то адрес, то хостнейм, то “какие-то минусы”, то “здесь админы рыбу заворачивали”. Заметьте, сюда ещё накладывается и тот занимательный факт, что вообще невозможно вне контекста отличить запись IPv4-адреса от хостнейма. В практике DNS есть много случаев, когда тот или иной протокол доступа, да ещё и с параметрами, прямо указывается, но корректно это делается только при помощи префиксов в самом имени, например: _443._tcp.name.test.ru. (обратите внимание: предыдущая DNS-строка – не хостнейм!).

Итак, NS-запись должна содержать имя хоста, соответствующее серверу имён. Для разрешения возможных циклов – предусмотрены glue-записи.

Однако доверенным источником полного списка серверов имён для зоны является не делегирующий сервер, не glue-записи, а ответ авторитативного сервера зоны на запрос NS. По этой причине сервис тестирования DNS-узлов получает список этих узлов с авторитативного сервера. Ну, или пытается получить. Серверы, указанные для kommersant.ru в списке делегирования, на запрос NS возвращают те самые “подложные” хостнеймы, сформированные из IP-адресов четвёртой версии. То есть, так указано в файле зоны. Указано неверно. Распространённая ошибка. Видимо, ничего не поделать. Отличить тут адрес от хостнейма программное обеспечение не может, поэтому DNS-сервер будет отвечать тем, что ему написано. А написаны, как уже указано выше, заведомо “неразрешимые” имена (нет, это не IP-адреса; IP-адреса нельзя указывать в NS-записях, поэтому резолвер никак и не может понять, что это, якобы, “IP-адреса”, потому что это хостнеймы).

Почему же работает веб-сайт? Вот почему. Для большинства сценариев доступа к вебу нужен IP-адрес, который передаётся в A-записи DNS. По IP-адресам из glue-записей для обсуждающейся зоны kommersant.ru отвечают серверы имён, которые возвращают A-записи, содержащие корректный и доступный IP-адрес, который указывает на веб-узел. И тут многое зависит от рекурсивного резолвера. Если этот резолвер использует непосредственно адреса из glue-записей для того, чтобы запросить A-записи, то всё сработает. Но glue-записи небезопасно кэшировать – кэшировать следовало бы хотя бы минимально проверенные значения NS, которые требуется достать с авторитативных серверов. Если резолвер попробует получить список NS корректным способом, то он обнаружит дефектные записи, после чего попробует отправить ещё несколько запросов и, скорее всего, всё же найдёт A-запись, чтобы вернуть её клиенту. То есть, резолвер, обычно, настроен так, чтобы хоть что-то достать из DNS (не всегда это правильный выбор, поскольку регулярно служит фундаментом для целевых атак). Так что, спрашивая и переспрашивая, игнорируя и как-то исправляя ошибки в зоне, но резолвер, в большинстве случаев, сможет найти IP-адрес, чтобы потом по этому адресу попробовал подключиться браузер, если только способ достать данный IP-адрес существует. Что же касается других функций DNS – ну, они в данной зоне просто недоступны (тем более, что упомянутые серверы имён не поддерживают современный EDNS-доступ вообще).

Вот. У подобной некорректной настройки DNS есть ещё много неприятных побочных эффектов, связанных с надёжностью и безопасностью. А ведь существует ещё и QNAME Minimization.

(Недавно я описывал другую занятную ошибку настройки DNS, из “дикой природы”, наблюдающуюся в куда более популярной зоне vk.com. Представьте, кстати, куда все эти интернеты прикатятся, если DNSSEC, – несравнимо более требовательная к уровню аккуратности технология, – вдруг получит максимальное распространение.)

(Update, 30.01.2026: в январе 2026 года настройки DNS для зоны kommersant.ru поменяли, и описанный выше эффект наблюдаться перестал; что, конечно, не отменяет важности описанных в этой заметке технических моментов.)

Google, периодически, даже для веб-интерфейса электронной почты, поддерживаемой в рамках GoogleApps, начинает спрашивать телефонный номер, который, якобы, нужен “для повышения безопасности”. Повышение безопасности планируется проводить отправкой кода на указанный телефонный номер (SMS, звонком, может, ещё как-то). В некоторых случаях без указания телефонного номера при создании Google-аккаунта вообще не обойтись, это понятно. Но отдельно печалит то, что даже при подключении с правильными реквизитами аккаунта к веб-интерфейсу почты “из других сетей”, кроме привычной “авторизатору” Google, в почту эта система больше через веб не пускает, а настойчиво требует указать телефонный номер. Конечно, там есть другие варианты (дополнительный email-адрес, ещё что-то), но почему-то эти методы не срабатывают и всё опять возвращается к телефонному номеру (возможно, кроме вмешательства технической поддержки, если она там есть – этот путь я не проверял).

Печально это вот почему: уж сколько лет говорится, что телефонный номер – это ресурс оператора связи, который никак не может принадлежать пользователю-абоненту; оператор связи совсем не обязан как-то дополнительно “защищать” конкретный абонентский телефонный номер и телефонный трафик (хоть и может, конечно). Более того, само наличие схем с отправкой простых кодов на телефонные номера нередко приводит к возникновению уязвимостей, вообще не имеющих отношения к телефонии.

Но ничего на этом направлении не меняется: понятно, что Google тоже нужно собирать телефонные номера.

Вот одна из интересных концепций, позволяющих оптимизировать взаимодействие интернет-узлов по разным сессионным протоколам: “при повторном подключении – сразу отправляем полезные данные для приложения”; это вместо сложного этапа установления соединения, требующего отправки и приёма нескольких сообщений, до того, как полезные данные станут доступны приложению.

То есть, если при первом соединении два узла должны выполнить некоторый обмен пакетами по схеме “запрос-ответ-подтверждение”, чтобы на обоих концах “сокета” сформировался синхронный контекст, то почему бы не запомнить контекст на стороне клиента и при повторных соединениях обойтись без дополнительных шагов для формирования нового контекста, а просто отправить вместе с начальным сообщением немедленно и полезные данные?

Пример уровня сетевого транспорта – TCP Fast Open, который, почему-то, известен мало: здесь клиент в рамках первого TCP-соединения, выполняемого по обычной схеме с созданием сессии, получает специальный идентификатор (cookie), чтобы при последующих соединениях сразу начать передачу полезных данных.

В TCP штатно используется схема установления соединения с тремя этапами согласования (SYN, SYN-ACK, ACK), когда передача данных приложению начинается только после завершения всех трёх этапов. И тут уже есть интересный момент, про который, бывает, забывают даже специалисты: вообще-то, данные между узлами в TCP начинают передаваться сразу же, с первым пакетом (SYN), так же, как, скажем, в UDP; потому что если бы данные не передавались (как минимум, заголовки с идентификаторами и параметрами), то и установить соединение было бы невозможно – это очевидно. То есть, с точки зрения возможности “отправить пакет в одну сторону”, TCP не слишком-то отличается от UDP на уровне, так сказать, NOC. Другое дело, что начальная информация TCP, составляющая обмен для установления сессии, не должна быть штатно доступна на уровне абстракции “сокета”. И вот тут-то начинаются отличия от того же UDP. Но сами по себе пакеты TCP вполне могут служить транспортом для “безсессионной” доставки данных.

Вариант Fast Open, если оставить за скобками детали, лишь обобщает эту возможность (о чём прямо написано в RFC), выводя её на уровень того самого “сокета”. Это делается при помощи дополнительной информации (cookie), подтверждающей, что сессия уже была установлена с соответствующими параметрами. Это и есть пример внедрения метода “сразу отправляем полезные данные”. Для реализации аналогичных логических схем в других протоколах используется, конечно, и UDP – посмотрите на WireGuard через Wireshark.

На уровне выше – тоже есть примеры: в TLS 1.3 имеется достаточно продвинутая сокращённая схема установления соединения 0-RTT (Zero Round-Trip Time), где клиент сразу же начинает передачу полезных данных в защищённом виде, если известна дополнительная информация о TLS-сервере, которую можно было получить в предыдущих соединениях (или как-то ещё).

Так что использование одной и той же полезной логической схемы самого верхнего уровня позволяет оптимизировать разные протоколы. Если задуматься, то сюда даже попадает port knocking. Вообще, если клиент и сервер заранее договорились о некотором секрете, то и обмен данными можно свести к отправке “случайных” пакетов со “случайным шумом” по случайным адресам. Пропускная способность, впрочем, будет не велика. Это работает далеко не только для Интернета.

Трудности анонимизации реальных данных в реальных условиях полезно демонстрировать на примерах, в том числе, на условных примерах. Вот такой пример, очень простой.

Предположим, некоторые объекты, принадлежащие “персонам” (потому что “персональные данные”), для подсчёта отображают в одинаковые по размеру разноцветные шары, которые укладывают в урну. Персон-источников – трое. Каждому сопоставлен цвет, в который окрашиваются шары. Однако исследователям “данные предоставляются в анонимизированном, обезличенном виде”, поэтому таблица соответствия цветов персонам – уничтожается сразу, как только урна заполнена шарами.

Исследователи “обезличенных данных”, извлекая шары из урны, могу считать, сколько у “некоторой персоны” имеется объектов-шаров, но определить, кому именно из реальных персон принадлежат объекты в заданном количестве – не могут. Это действительно так. Более того, описанный метод, в разных версиях, очень широко используется и считается хорошим инструментом анонимизации данных.

В нашей учебной схеме – три персоны. Так что, предположим, в урне обнаружено 11 зелёных шаров, 13 синих, и 27 красных. Исследователи записывают эти данные. Заметьте, что исследователи могут различить все три персоны (A, B, C). Если бы это было не так, то и анонимизации с шарами не потребовалось бы – просто не возникало бы необходимости: весь смысл обезличивания тут в том, чтобы “отсоединить” данные от конкретных узнаваемых персон. Из-за обезличивания данных исследователи не имеют возможности ответить на вопрос, сколько у конкретной узнаваемой персоны объектов, обозначенных шарами. Ну, пока что не имеют такой возможности.

Теперь представьте, что начинается следующая итерация: персона A передаёт персоне B один свой объект. Можно считать, что передаёт шар, но при этом не раскрывается цвет шара. Тем не менее, факт обмена исследователям известен, поскольку именно для определения того, как “распределяются ресурсы”, подобные исследования и затеваются. Чтобы обновить данные – применяется всё тот же метод анонимизации. Соответствие цветов, конечно, выбирается новое, и информация о нём тоже уничтожается после распределения шаров.

Теперь в урне 10 красных шаров, 13 синих и 28 зелёных. Думаю, уже всё понятно.

Исследователи ведут архив. Так что у них теперь две выборки: до передачи шара и после. Поэтому-то вся “анонимизация” вдруг исчезла, так как в одной из выборок один шар поменял “цвет” (и не важно, что он мог его реально сохранить, поскольку применялась рандомизация цветов – сопоставить цвета между выборками нетрудно). Поменявший цвет шар – это и есть тот шар, который поменял владельца. А значит, исследователям теперь известно, кому из персон принадлежит каждая выборка шаров по цвету, в том числе, с историей. Ошибка схемы анонимизации тут в том, что обезличивалось владение объектом, но вовсе не факт смены владельца. Переход шара между выборками – никак в этой схеме не маскируется. Вот если бы в каждом цвете всегда было одинаковое количество шаров – но, погодите, а что бы тогда исследователям исследовать?

Конечно, чтобы только что описанный пример сработал, требуется использование “дополнительной базы данных”, из которой известно, что была конкретная передача шара, что она произошла между выборками, а если передач шаров много, то ещё нужно учитывать чётность и так далее. Но на то он и простой пример. С другой стороны, подобная анонимизация ведь и обосновывается тем, что “защищает” от нахождения персон в “других базах”: на то оно и “обезличивание”. Однако обезличивать реальные данные, по которым можно построить историю, весьма и весьма сложно, если, конечно, нужно сохранить хоть какие-то полезные показатели в этих данных.

Ещё один хороший пример, регулярно всплывающий, это обезличивание “геопривязки”, о чём я писал ещё в 2009 году.