dxdt.blog: занимательный интернет-журнал

Известно, что по каналам Интернета ходит большой объём пользовательского трафика, который, при непрерывной записи, сложно полностью хранить (в течение длительного времени). Предположим, что гигабитный канал, имеющий усреднённую загрузку 80%, генерирует около 290 гигабайт “полезного” трафика в час. Это примерно 7 терабайт в сутки, то есть, если мы используем хранилище данных в 1000 терабайт (несколько тысяч жёстких дисков, несколько стоек в дата-центре), его не хватит и на полгода.

В приведённом выше расчёте не учитывается служебная информация, которая обеспечивает доставку пакетов по каналам связи. Не учитывается из предположения, что для целей записи трафика – она и не требуется. Естественно, несложно привести в пример случаи, когда требуется весь трафик, включая чисто техническую часть. То есть, объём хранения определяют цели. Если целью является наблюдение за пользовательской активностью, то можно подняться в сетевой модели на уровень приложений и принять во внимание тот факт, что существенную долю в интернет-трафике занимает тиражирование одних и тех же объектов. Например, это код веб-страниц, файлы изображений, видеоролики. Это позволяет сильно снизить требования по объёму.

Пусть пользователи просматривают популярный ролик на YouTube. Ролик не изменяется, соответственно, если его экземпляр есть в базе данных нашей исследующей трафик системы, то все пользовательские сеансы можно “сжать” до пары значений: “пользователь имярек – посмотрел ролик с индексом N”. Теперь данные миллиона пользователей, которые трафиком заполняют многие гигабиты, в хранилище уместятся в десяток мегабайтов. Хорошая экономия. То же самое касается веб-ресурсов: если имеется слепок состояния страниц (это, примерно, поисковый индекс), то можно сохранять лишь информацию об успешном доступе к веб-странице. То есть, вместо подробного трафика сохраняется глобальный лог действий с обнаруженными в Сети объектами.

Конечно, такая система, записывающая большие объёмы трафика, должна иметь некий кеш, в который попадает необработанный трафик: детально разбирать трафик на лету – слишком сложно. А основная проблема кроется в том, как именно за разумное время сопоставлять пользовательские действия с накопленной базой объектов. Причём, трудность не в самом поиске в базе, а в идентификации отдельных пользователей.

Кстати, касательно перехвата и расшифровки, при содействии сервис-провайдера, трафика HTTPS, идущего, скажем, между пользователем и веб-почтой. Ключи от SSL-сертификата для этого не являются необходимыми. SSL-сертификат обеспечивает не шифрование, а аутентификацию (идентификацию, если трактовать иначе); основное предназначение сертификата – привязать имя “субъекта” (например, доменное имя) к некоему публичному ключу. Да, после того, как ключ, связанный с сертификатом, признан достоверным, с его помощью организуется шифрование потока данных. Но для этого шифрования используется другой ключ – сеансовый. Специальный сертификат нужен для организации атаки типа “человек посередине”, а не для расшифровки записанного трафика.

Для того чтобы расшифровать ранее записанный трафик, требуется сеансовый ключ. Этот ключ – симметричный, его экземпляр есть на сервере (и на клиенте). Предположим, что трафик записывается где-то на пути, в точке перехвата, находящейся между клиентом и сервером, например, это зеркальный канал на опорной сети. Сервер запоминает сеансовые ключи (это, кстати, требуется для управления TLS-сессиями), а позже передаёт их копии стороне, записавшей трафик. Теперь трафик можно расшифровать и разобрать постфактум. И вот сеансовый ключ, как раз, строго необходим для расшифровки сообщения. При условии, что HTTPS реализован в современном варианте, запись трафика и, позже, получение только секретного ключа, соответствующего SSL-сертификату, не позволяет расшифровать трафик, так как для генерации сеансового ключа используется протокол Диффи-Хэллмана.

Предположим, что в не самом далёком будущем, году эдак в 2072, атомные реакторы, вырабатывающие электроэнергию, находятся прямо внутри крупных городов, заменяя собой распределительные подстанции масштаба квартала или многоквартирного высотного жилого комплекса. Как такое стало возможным?

Вот как. “Зелёные” обрели большую силу и наконец-то добились повсеместного запрета атомной энергетики. Однако буквально каких-то десять лет спустя, население, – вынужденно проживавшее не только без электромобилей, кондиционеров, роботов-пылесосов, но и без СВЧ-печей и стиральных машин, – взбунтовалось. В результате возникшей реакции, “зелёных” выселяют “на природу”, а атомную энергетику не просто выводят из-под всяких запретов, но ещё и дают ей такое распространение, какое не снилось даже кондовым технофутурологам из 30-х годов двадцатого века. Поэтому специальные реакторы буквально в каждом дворе. Заглублённые под землю, понятно. Главное, чтобы топлива хватило.

(Кстати, термоядерные реакторы в этом будущем не используют потому, что конструкторы пока так и не смогли добиться их стабильной работы.)

(Источник иллюстрации.)

Сделал вот такую страничку: DNSSEC.PW. Планирую там собирать всякие полезные ссылки на публикации, утилиты, справочные материалы, связанные с DNSSEC.

Обновил раздел “Избранные записки” – кое-что добавил.

Штатовская история, начавшаяся с информации о возможной записи всех телефонных разговоров на уровне операторов, – развивается: теперь обсуждают неограниченный доступ NSA к информации крупнейших интернет-сервисов, в том числе, к электронной почте и другим пользовательским данным. Занятно, что сами компании уже отрицают, что предоставляют “доступ к серверам и аккаунтам”. Возможно, оно так и есть.

Хитрость в том, что правильно организованный механизм сбора данных и не должен основываться на доступе к серверам. Это архитектурная ошибка, которая приносит большие дополнительные проблемы. Например, компания, предоставляющая такой доступ, будет видеть, куда и как ходили специалисты спецслужбы, за кем они наблюдают, какие данные им интересны больше других. Это – утечка. Естественно, такой побочный эффект – не единственный недостаток тривиальной системы “мониторинга”.

Поэтому, вероятно, используется другая, вполне традиционная, схема: сетевой трафик полностью зеркалируется в системы DPI, используемые NSA, а дальше агентство разбирает этот трафик самостоятельно. Естественно, напрашивается вопрос: как быть с шифрованным трафиком (HTTPS и т.п.)? Ответ на него такой: зеркалируются и ключи, в том числе, сеансовые, если речь идёт о нормальных реализациях HTTPS. Сделать это не так сложно, потому что часто в нагруженных системах массового обслуживания защищённый канал оканчивается на специальном шлюзе, а внутри сети сервиса трафик ходит в открытом виде. Соответственно, при необходимости, никто не мешает передавать по открытой сети и сеансовый ключ (понятно, что обычно это не требуется – трафик и так открыт).

Добротные аппаратные DPI-решения для анализа интернет-трафика сейчас доступны даже для обычных коммерческих компаний. Очевидно, у АНБ с такой аппаратурой проблем давно нет. А доступ к серверам – нет, не требуется.

Некоторое время назад я писал о том, что, естественно, ответы DNS, подписанные DNSSEC, могут быть поддельными, при условии, что у того, кто их подделывает есть секретный ключ от зоны, лежащей уровнем выше. В той записке предложена схема с “теневой доменной зоной”, заранее содержащей нужные удостоверенные записи, в таком случае подмена может происходить быстро, без лишней волокиты.

Понятно, что такой инструмент “ломает” DANE. (Напомню, что DANE привязывает, при помощи DNSSEC, SSL-сертификаты к домену.) Один из сценариев: интернет-провайдер подменяет в ответе DNS-резолвера цепочку подписей для домена, включая туда нужные записи DANE, показывающие на “подменный” SSL-сертификат. DANE рекомендует проводить проверку подписей DNS на клиенте, тем самым обеспечивается защита от подмены данных резолвером интернет-провайдера, однако в случае с “теневой зоной” никакой защиты нет: все подписи валидны, а сертификат получаем “подменный”. Более того, DANE, при условии подходящей браузерной реализации, тут позволяет использовать “недоверенный” (даже самоподписанный) сертификат, удостоверив его DNSSEC, что даже облегчает перехват HTTPS (потому что не нужно привлекать удостоверяющий центр).

Проблемы, подобные только что описанной, – это проблемы известные. И есть идеи о том, как проблемы преодолевать. Например, можно, следуя схеме SSH, записывать отпечатки ключей безопасного узла при первом соединении. Тогда подмену позднее можно обнаружить на клиенте, сверив отпечатки. (Конечно, возникают известные трудности со штатной сменой ключей.)

Другая популярная идея – это распределённые “нотариаты”. В её основе предположение о том, что перехват и подмена безопасного соединения происходят на одном (или нескольких) каналах. Грубо говоря, “ломается” только канал от сервера к пользователю имярек, на каком-то узле между ними. Другие пользователи продолжают работать нормально. Тогда, как несложно догадаться, эти другие пользователи будут видеть достоверные ключи сервера, потому что соединяются с ним с других “направлений” Интернета. Остаётся добавить инструмент, который позволит пользователям обмениваться информацией о ключах (отпечатках, других криптографических свойствах) между собой. Тогда можно будет сверить полученные от сервера авторизационные данные с теми, которые видят другие пользователи. Если данные совпали, то, вероятно, канал никто не поломал, соединение не подменяют. Это довольно естественное решение. В частности, в случае с доменами и DNSSEC, можно обнаружить подмену подписей, так как резолверы других пользователей, участвующих в “нотариате”, используют недоступные заданному интернет-провайдеру каналы связи.

Конечно, у подобных систем есть свои проблемы. Например, они могут конфликтовать с геораспределёнными системами, которые по своим внутренним причинам отдают пользователям из разных регионов разные данные. Впрочем, эта особенность в большей степени касается SSL-сертификатов, чем DNSSEC.

Известно, что боеголовка, доставляемая к цели межконтинентальной баллистической ракетой, может быть маневрирующей. Обычно, в качестве причины для использования маневрирующих боеголовок называют преодоление ПРО. Действительно, перехватить такую цель сложнее, чем обычную, летящую более предсказуемо. (Кстати, вовсе не факт, что маневрирующая боеголовка обязательно “маневрирует непредсказуемо” с точки зрения системы ПРО. Непредсказуемости ещё нужно добиться специальными конструкторскими решениями.) Интересно, что преодоление ПРО – это только одно логичное применение.

Все, кто пробовал стрелять из рогатки, знают, что даже минимальное отклонение параметров пуска заряда приводит к серьёзным отклонениям от цели на конечном этапе его полёта. С ракетами примерно то же самое. Поэтому очень важна точная работа двигателей и систем управления на начальном этапе полёта. Например, точное отключение тяги реактивного двигателя – всегда стояло в ряду ключевых ракетных технологий, обеспечивающих точность. Точность и предсказуемость разгона проще реализовать для двигателей, работающих на жидком топливе. А вот с твердотопливными системами – дело обстоит сложнее.

Однако, если есть возможность корректировать полёт полезной нагрузки (боеголовки) на заключительном этапе, то, очевидно, требования к точности работы разгонных элементов можно снизить. Естественно, большие ошибки всё равно испортят полёт, но минимальные погрешности можно компенсировать позже. Эффективность коррекции при этом сильно возрастает, так как оставшееся подлётное время невелико и минимальные погрешности наведения уже не дадут таких больших отклонений, как если бы они приключились на начальном этапе полёта.

Вывод можно сделать такой: для твердотопливных систем маневрирующая боеголовка – не только средство преодоления ПРО, но и необходимый элемент, который позволяет достичь нужной точности доставки нагрузки к цели, тем самым снизив потребную мощность заряда (что, вероятно, позволяет разместить больше блоков индивидуального наведения на одной ракете).

ЦАГИ сообщает об испытаниях модели, сделанной по схеме “летающее крыло”:

“Специальная тематическая модель «Летающее крыло» с различными вариантами расположения двигателей и геометрии хвостового оперения была спроектирована и изготовлена в ЦАГИ в 2011 году. В прошлом году модель испытали в дозвуковых АДТ Т-102 и Т-107.”

Тут важные слова – “специальная тематическая”. Вообще-то, аналогичные модели в ЦАГИ активно показывают на выставках примерно с начала 2000-х годов. По “летающему крылу”, естественно, исследовательские работы велись и десятилетиями раньше, это хорошо известно. А в цитате, приведённой выше, интересно упоминание про “хвостовое оперение”, которое, конечно, к “летающему крылу” применимо, но в совершенной схеме данного типа видеть его на первом плане странно. Или не странно?

В Музее Фицуильяма (Fitzwilliam Museum) хранится занимательный металлический многофункциональный нож, вроде швейцарского армейского: помимо клинка, инструмент имеет складную ложку, некие крючки и вилку. Ничего необычного, конечно. Кроме того, что этот инструмент с территории Рима датируют третьим веком нашей эры. Материалы: железо (клинок) и серебро. Скорее всего, если это третий век, то нож был весьма специальный, не имевший широкого хождения. Картинка ниже.

Естественно, на ум сразу приходят идеи об особом снаряжении древних “специальных агентов”. Нет, понятно, что подобная чисто бытовая штука им без надобности. Но её существование показывает, что древний механик мог придумать и что-то позаковыристее. Не только придумать, но и изготовить. Вероятно, в силу редкости, подобное снаряжение до нас не дошло. Хотя, должны бы быть какие-то схемы.

(Ссылкой на описание этого ножа поделился Александр Малюков.)

Статья про технологию DANE, которую я написал для “Открытых систем”, появилась в общем доступе на сайте – почитайте.

“Серьезности ситуации придает то, что наличие валидного сертификата и соответствующего закрытого ключа, например для домена example.com, позволяет перехватывать и полностью «прослушивать» пользовательский HTTPS-трафик к сервисам, работающим под этим именем, путем организации атаки типа «человек посередине» с подменой сетевого узла. При этом браузер пользователя не будет выдавать никаких предупреждений, полагая, что соединение устанавливается с доверенным сайтом.”

UPDATE (06.05.13) – статья доступна. UPDATE (03/06/13): по неясной мне причине, статью опять убрали в доступ по подписке. Окей, ладно, это право издателя.