Давайте на секунду задумаемся, как бы выглядел хакерский телефон ?
Какие бы функции у него были, чем он был бы нафарширован из железа и из ПО.
А пока посмотрим, что есть на рынке, какие штучные решения уже реализованы, что можно у них подсмотреть.

Позволю себе похвастаться новой трубкой немного лирики перед суровыми ИБэшными терминами и концепциями.

Тяжесть - это хорошо. Тяжесть - это надежно.

Да, это телефон спиз Snatch (DEXP Ixion XL145). Мои земляки из Владивостока взяли и грамотно спизд переработали/переосмыслили Highscreen Zera S Power (спилили сзади углы, добавили отделку «под кожу», удвоили количество ядер с 4 до 8, проапгрейдили камеру с 5 до 8 МП).

Как связан этот телефон с ИБ?

Во-первых, он мне достался методом «мягкой» соц.инженерии. Но об этом пока не могу написать.

Во-вторых, мне теперь будет проще снимать видео и фото шпионских девайсов.

(к статье про детекторы жучков, индикаторы поля и легальные эмуляторы «жучков»)

Вот например так верещит акустический сейф:

Для справки, Dexp Snatch стоит 7 500 рублей (хотя в линейке Dexp есть модели с большой батарейкой и за 4 500, и за 14 000 рублей), а акустический сейф стоит около 10.000 рублей.

Я очень уважаю долгоиграющие телефоны. Всегда пользовался старенькими ксениумами. Видать, у владивостокчан это в крови - лень каждый день подзаряжаться, вот они и запилили целую линейку из 10 моделей с мощными батареями. Батарейка на 4000 mAh (6-8 видеозаписей докладов с DEF CON) и корпус толще сантиметра. (Рядом старый, добрый, верный телефон «для взяток», который служит мне фонариком уже более 5 лет.)

Глядя на Бориса хер попадешь Бритву, я прихожу к мысли, что очень часто простой и грубый метод может быть действенным. Например, защититься от скрытного включения микрофона, можно тем, что тупо поставить механический тумблер включения\выключения микрофона.

Справа на самой верхней фотке - умный чехол для телефона «Кокон» (акустический сейф), который мне дали поиграться в компании Detector Systems, когда я брал у них охапку индикаторов поля и эмуляторов жучков. (Скоро будет обзор.)
Акустический сейф - изделие предназначенное для защиты речевой информации циркулирующей в местах пребывания владельца сотового телефона в случае его активизации с целью прослушивания через каналы сотовой связи. Защита обеспечивается путем автоматического акустического зашумления тракта передачи речевой информации при попытке негласной дистанционной активации микрофона трубки сотового телефона. Изделия «Ладья» и «Кокон» прошли сертификационные испытания по требованиям Гостехкомиссии РФ (Сертификаты №№ 697, 698) и могут использоваться в выделенных помещениях до 1-ой категории включительно.

Сотовый телефон помещается внутрь «Кокона». В случае негласной дистанционной активизации телефона в режим прослушивания единственным демаскирующим признаком является изменение напряжённости электромагнитного поля (т.е.передатчик сотового телефона несанкционированно включается на передачу). Это изменение фиксируется индикатором поля, входящим в состав изделия, который даёт команду на автоматическое включение акустического шумогенератора. При этом происходит зашумление всего тракта передачи речевой информации таким образом, что на приёмном конце отсутствуют какие либо признаки речи.

Технические характеристики:

• Уровень шума в точке размещения микрофона сотового телефона: не менее 100 Дб
• Эффективный спектр шумового сигнала: 250 - 4000 Гц
• Время непрерывной работы от одного комплекта батарей: не менее 6 месяцев
• Питание изделия «Кокон»: литиевая батарея CR 2032
• Время непрерывной работы от одного комплекта батарей: не менее 2 месяцев

История

Первые упоминания противоборства спецслужб и «хакеров» в области телефонии появились в 1993-1995.

ZRTP (2006)

Криптографический протокол согласования ключей шифрования, используемый в системах передачи голоса по IP-сетям (VoIP). ZRTP описывает метод получения ключей по алгоритму Диффи - Хелмана для организации Secure Real-time Transport Protocol (SRTP). ZRTP осуществляет согласование ключей в том же потоке RTP, по которому установлена аудио/видео связь, то есть не требует отдельного канала связи. Разработан Филипом Циммерманом (Phil Zimmermann, автор Pretty Good Privacy), Джоном Калласом (Jon Callas) и Аланом Джонстоном (Alan Johnston) в 2006 году. Описание протокола было подано в IETF 5-го марта 2006.

2009
Карстен Нол (Karsten Nohl), член немецкой хакерской группы CCC (Chaos Computer Club), объявил на конференции группы 28 декабря, что ему удалось взломать алгоритм кодирования данных в сетях GSM.

Карстен Нол (Karsten Nohl), основатель компании Security Research Labs, заявил об обнаружении уязвимости SIM-карт со стандартом шифрования DES (Data Encryption Standard). Это устаревший стандарт, который, впрочем, используется большим количеством производителей, и сотни миллионов SIM-карт поддерживают именно DES. Так вот, данная уязвимость позволяет при отсылке на телефон фейкового сообщения от оператора связи получить 56-битный ключ в ответном сообщении (ответ отсылается автоматически, и около 25% DES-карт подвержены такому «обману»).

(Небольшая и не сильно хардкорная заметка, которая промелькивала на Хабре)

Прослушивание мобильных телефонов и их защита

Как операторы защищают свои сети

При разработке технологии GSM, а так же на стадии ее внедрения, учитывались все требования от контролирующих гос. органов к уровню обеспечения защиты. Именно из-за этих требований во многих странах мира запрещена продажа и покупка специального оборудования, навроде мощных шифраторов, криптооборудования, скремблеров, а так же - уж очень защищенные технологии для публичной связи. А вот операторы мобильной связи сами обеспечивают защиту своих радиоканалов, используя методы шифрования сигнала. При шифровании используются очень сложные алгоритмы. Каким именно криптоалгоритмом будет осуществляться шифрование выбирается на этапе, когда устанавливается соединение между базовой станцией и самим абонентом. Степень вероятности возникновения утечки информации об абоненте с оборудования оператора, как заверили журналистов сотрудники МТС, что она равна практически нулю. Почему к нулю, спросили мы - а все из-за сложности и контроля за доступом к объектам и оборудованию оператора.

Как можно «слушать» мобильные телефоны?

Всего есть два метода прослушки абонентов - это активный метод, и пассивный метод. При пассивном прослушивании абонента нужно использовать очень дорогостоящее оборудование и иметь специально обученных работников. При наличии денег (читайте - большИх денег) на «черном рынке» можно приобрести специальные комплексы, используя которые можно прослушивать разговоры любого абонента в радиусе до 500 метров. Спросите, почему нужно иметь большие деньги? Ответ прост - цена одного такого комплекта стартует от нескольких сотен тысяч евровалюты. Как выглядит такой комплект - видно на следующем фото. В сети существует множество сайтов, где вы можете ознакомиться с описанием и принципом работы таких комплектов и систем прослушивания.

Как убеждают производители подобных систем прослушивания, их системы могут отслеживать GSM-разговоры в режиме реального времени, потому что принцип работы оборудования основан на доступе к SIM-карте абонента мобильной связи, или прямо к базе данных самого оператора сотовой связи. Хотя, если такого доступа у тех, кто вас слушает нет, они могут прослушивать все ваши разговоры с некоторой задержкой. Величина задержки зависит от уровня шифрования канала связи, который использует тот или иной оператор. Подобные системы так же могут быть и мобильными центрами для обеспечения прослушивания и отслеживания передвижения объектов.

Вторым способом прослушки является активное вмешательство прямо в эфире на процесс аутентификации и протоколы управления. Для этого используются специальные мобильные комплексы. Такие мобильные системы, которые, по сути, являются парой специально модифицированных телефонов и ноутбук, несмотря на свою внешнюю простоту и малогабаритность, тоже являются недешевым удовольствием - их цена варьируется от пары десятков тысяч и до нескольких сотен тысяч американских долларов. И опять же - работать на таком оборудовании могут только специалисты высокой квалификации в области связи.

Атака на абонента осуществляется по следующему принципу: поскольку, комплекс является мобильным и находится к абоненту на близком расстоянии - до 500 метров, - он «перехватывает» сигналы для установления соединения и передачи данных, заменяя собой базовую станцию оператора. По сути, сам комплекс становится «мостом-посредником» между ближайшей базовой станцией и самим абонентом.

После «захвата» таким образом нужного абонента мобильной связи этот комплекс фактически может выполнить любую функцию управления над перехваченым каналом: например, соединить прослушиваемого с любым необходимым для тех, кто слушает номером, понизить алгоритм криптошифрования или вообще отключить это шифрование для конкретного сеанса связи и т.д.

Как примерно выглядит подобный комплекс - видно на фото ниже.

image

Как поделились специалисты, 100% определить что телефон абонента прослушивается именно в этот момент - невозможно. Но, можно получить косвенные подтверждения, которые могут указывать, что существует такая вероятность. В недалеком прошлом некоторые модели мобильных (а именно - кнопочные телефоны) имели в своем функционале специальный символ-иконку в виде замочка. Если замок был закрыт, значит, сигнал идет в зашифрованном виде, и наоборот - если замок открыт… ну вы сами все поняли.

А вот уже в телефонах за последние 5-6 лет такой функции нет… А жаль. Хотя, для некоторых моделей смартфонов предусмотрены специальные приложения, которые будут сигнализировать владельцу телефона об конфигурации используемых настроек именно в текущем сеансе связи. Один из вариантов - уведомление пользователя о том, в каком режиме передается его разговор - с использованием алгоритмов шифрования или же открыто. Ниже перечислено несколько из подобных приложений:

EAGLE Security

Является одним из мощнейших приложений для защиты вашего мобильного от прослушки. Эта программа предотвращает любые подключения к ложным базовым станциям. Для определения достоверности станции используется проверка сигнатур и идентификаторов станции. Помимо этого, программа самостоятельно отслеживает и запоминает расположение всех базовых станций и при выявлении, что какая-то база движется по городу, или ее сигнал время от времени пропадает с места ее расположения - такая база помечается как ложная и подозрительная и приложение уведомит об этом владельца телефона. Еще одна из полезных функций программы - возможность показать, какие из установленных на телефоне приложений и программ имеют доступ к видеокамере и микрофону вашего телефона. Там же есть функция отключения (запрещения) доступа любого не нужного вам ПО к камере.

Эта программа отличается от предыдущей и ее основной функцией является отслеживание любой подозрительной активности в сети, в том числе и при использовании SMS, которые могут отправляться без разрешения владельца телефона. Приложение в режиме реального времени оценивает, насколько ваша сеть является защищенной и какой используется алгоритм шифрования в этот момент и еще много чего.

Android IMSI-Catcher Detector

Это приложение так же помагает защитить ваш смартфон от любых подключений к псевдо-базам. Единственный минус этой программы - вы не найдете его в Google Play и если захотите все же его установить - вам придется повозиться с этой процедурой.

CatcherCatcher

Программа CatcherCatcher, как и его аналоги выше, занимается выявлением ложных базовых станций, которые злоумышленники (или спец. службы?) используют как промежуточные «мосты-посредники» между абонентом и настоящей базовой станцией.

Обзор решений по защите телефонных переговоров
(Некоторые материалы взяты из рекламных буклетов, так что здравый скептицизм и комментарии приветствуются)

TopSec GSM, созданный на основе телефона Siemens S35 немецкой фирмой Rohde & Swartz, обеспечивает «полную защиту трафика».

Аппарат представляет собой обычный телефон Siemens S35, модернизированный специальным крипто-чипом. Шифрование включается специальной опцией в меню телефона. В защищенном режиме телефон может работать как со вторым телефоном TopSec, так и с ISDN-телефоном ELCRODAT 6-2 той же фирмы.

Защита обеспечивается шифрованием трафика со 128-битным ключом, а сеансовый ключ вычисляется с помощью 1024-битного ключа, что обеспечивает дополнительную защиту. Отличительной особенностью данного телефона является то, что зашифрованные пакеты создаются в нем таким образом, что они прозрачно воспринимаются и передаются по сетям GSM, как и обычные GSM-пакеты.

Цена такого телефона: $2700. Такая высокая цена, тем не менее, не помешала высокой популярности TopSec GSM. Так, Бундесвер (вооруженные силы Германии) заключил контракт на поставку таких телефонов для собственных нужд.

Чуть более модная версия от той же фирмы - беспроводная гарнитура.

Краткое описание:
TopSec Mobile является устройством для шифрования голоса, которое может быть подключено к любому мобильному телефону с помощью интерфейса Bluetooth. TopSec Mobile обеспечивает конфиденциальность и защиту от прослушивания телефонной связи в любой точке мира.

Особенности:

• Подключение к телефону пользователя по Bluetooth интерфейсу
• TopSec Mobile работает практически со всеми современными мобильными телефонами
• Может также использоваться с модемами и спутниковыми телефонами с интерфейсом Bluetooth
• Не может быть идентифицирован мобильным оператором
• Шифрование голоса с помощью Advanced Encryption Standard (AES), 256-битный ключ

Устройство использует сочетание асимметричного 1024-разрядного и симметричного 128-разрядного шифрования для обеспечения высокого уровня защиты.

Для установки защищенного соединения пользователю после набора номера нужно просто нажать кнопку с надписью crypto («шифрование»). Другой абонент также должен использовать телефон TopSec GSM - или стационарный телефон, оснащенный аналогичным оборудованием, такой как модель ELCRODAT 6-2 ISDN компании Rohde & Schwarz. Эта компания стала продавать такие устройства после приобретения отдела аппаратного шифрования у компании Siemens Information & Communication Mobile.

Телефон TopSec GSM работает в двух диапазонах частот - 900 и 1800 МГц, благодаря чему его можно использовать в любом регионе, где доступны сети GSM 900/1800. Компания продает новые модели во многих странах мира по цене около 3 тыс. долл.

Минус этого подхода - наличие выделенного сервера управления звонками, между зарегистрированными на сервере абонентами. Но это необходимое условие построения распределенных систем взаимодействия:

без комментариев, кроме разве что прикольно, что создают «свой AppStore» для безопасных приложений

Трубки России

Скремблер
(Тем временем в СССР России)



«GUARD Bluetooth » от компании ЛОГОС.
Процитирую Лукацкого :

Исконно совковое устройство. Дизайна нет как такового. Гарнитуры намертво «вшита» в устройство и заменить ее можно только вместе с устройством. Зато гарантируется защита переговоров - устройство подключается по Bluetooth к передатчику - компьютеру или телефону (про защиту Bluetooth-канала с помощью E0 ни слова не сказано). Устройство не тестировал, но в сети можно найти его обзор. Внешний вид «GUARD Bluetooth» в сравнении с тем же TopSec Mobile дает очень хорошее представление о том, как соотносятся отечественные и западные СКЗИ (и по внешнему виду, и по удобству работы, и по функционалу). Зато для работы данного устройства не требуется никакой внешний сервер - возможна работа «точка-точка».

Описание от пользователя
Описание от производителя

Референт PDA
Программно-аппаратный комплект для защиты переговоров в сетях GSM
Программно-аппаратный продукт “Референт-PDA” разработан для устройств типа смартфон (коммуникатор), работающих под управлением операционной системы Windows Mobile 2003/2005. «Референт PDA» позволяет предотвратить прослушивание переговоров, ведущихся между двумя коммуникаторами. Комплект состоит из SD/miniSD - модуля, программного обеспечения и смартфона Qtek-8500.

Интерфейс программы содержит: наборное поле, кнопки управления вызовом, кнопку отмены ввода последней цифры и индикатор, который отображает набираемый номер, номер вызывающего абонента при входящем вызове, состояния при установлении соединения и т.п.
Запуск программы осуществляется автоматически при подключении SD/miniSD - модуля «Референт ПДА», при этом на экране коммуникатора в правом нижнем углу появляется значок индикации запуска программы в фоновый режим. Для вызова другого абонента в защищённом режиме необходимо нажать на значок индикации, и далее произвести в открывшейся программе «Референт ПДА» те же действия, что и при обычном вызове. При поступлении звонка от другого комплекта Референт ПДА вместо программы «телефон» автоматически открывается интерфейс программы «Референт ПДА», далее все действия как при обычном звонке.

В процессе установления соединения производится обмен специальной информацией для взаимной аутентификации устройств и формирования сеансового ключа.
Приём и осуществление незащищенного голосового вызова производится с помощью стандартного программного обеспечения коммуникатора.

Основным отличием изделия от аналогов является использование низкоскоростного канала передачи данных (до 1600 бод), что позволяет работать при слабом GSM сигнале (в местах плохого приёма), в роуминге, при использовании различных операторов и т.п.

Назовем его просто «телефон»



(Этот мобильник я «отжал» у Кости, который представляет Hideport.com)

Фишки - механический контроль акустики (кнопка вкл/выкл для микрофона), контроль целостности корпуса (скрытая сигнализация при попытке проникнуть внутрь трубы)

Вроде бы у этой штуковины есть средство выхода в другие сети (кабельный модем, аналоговый/цифровой модем, радиомодем, спутниковый терминал или GSM-модем). Но про это мне еще предстоит разузнать.

Проник я и на производство телефонов для спецслужб, разрешили сделать пару фоток:

крохи подробностей

Работает такой телефон в четырех диапазонах (850, 900, 1800 и 1900 МГц), у него абонентский принцип шифрования, алгоритм сжатия речи класса ACELP 4800 бит/с, хорошее, высокое качество речи; алгоритм шифрования – известный в России стандарт, ГОСТ 28147 1989 года выпуска. Вследствие того, что здесь идет полное шифрование, требуется криптографическая синхронизация, поэтому прежде чем начать говорить, нужно подождать 10 секунд, пока установится соединение. У телефона также есть сертификат ФСБ.

Сбоку на корпусе кнопочка, включающая крипторежим. Время разговоров в закрытом режиме – 4 часа, а в открытом – 4,5, и разница объясняется тем, что в закрытом режиме в телефоне начинает работать script-процессор.

Телефоны, которые реализуют это дополнительное шифрование, могут работать как с национальным оператором (МТС, Мегафон), так и, если вы путешествуете, с международным; в Латинской Америке это 850/1900, а в Европе и Азии – 900/1800. И в международных сетях телефон будет функционировать при условии, что там не только есть роуминг, но и что оператор поддерживает сервис передачи данных BS26T. Криптокнопка позволяет переключить телефон либо в режим шифрования, либо в рабочий режим, из которого вы можете позвонить на обычный аппарат – побеседовать с друзьями, с семьей и так далее.

Абонентский способ шифрования

К сожалению, стандарт GSM разрабатывался таким образом, чтобы нельзя было установить в телефон собственный алгоритм шифрования, обеспечивая непрерывную полосу гарантированной защиты.

На коммутаторах используют транскодеры, которые делают следующее: когда вы произносите слова в микрофон вашего телефона, в телефоне работает вокодер, он сжимает речь, создавая поток размером 12 кбит. Этот поток в зашифрованном виде доходит до базовой станции, где расшифровывается и дальше в сжатом виде доходит до коммутатора. На коммутаторе он разжимается, создавая поток в 64 кбит, – это делается в том числе и для того, чтобы органы безопасности могли вас слушать. Дальше поток снова сжимается и поступает второму абоненту мобильной связи. И вот если взять и зашифровать канал от абонента до абонента, то разжатие и сжатие потока на коммутаторе не позволит расшифровать поступающую информацию. Отключить этот транскодер, к сожалению, невозможно при работе в речевом тракте, поэтому чтобы обеспечить абонентский способ шифрования (а это необходимо для гарантированной защиты от всех и вся), мы вынуждены использовать канал передачи данных. В стандарте GSM есть сервис BS26T для передачи данных на достаточно низкой скорости – 9600 бит/с. В этом случае транскодер отключается, и у вас фактически получается прямая, без дополнительных преобразований, линия связи. Низкоскоростная, правда.

Соответственно, чтобы передать речь, ее надо сжать, и довольно сильно, – уже не как стандартную GSM, в 12 кбит, а еще сильнее, до скорости 4,8 кбит/с. Затем она шифруется, и вся эта шифрованная информация свободно проходит через любые коммутаторы мира – если вы находитесь в Латинской Америке, а другой человек – где-нибудь на Дальнем Востоке, вы пройдете через массу различных коммутаторов и какой-то другой аппаратуры, но если вы установили канал передачи данных, эта связь будет работать.

И ни в одной точке мира ни одна спецслужба, ни один ваш противник не сможет вас подслушать, потому что речь шифруется в вашем телефоне, а расшифровывается только у собеседника. Но для функционирования такого принципа передачи шифрованной речи необходимо, чтобы операторы поддерживали сервис BS26T.

Практически все операторы мира его поддерживают, однако часть Латинской Америки, Азии и Австралия составляют исключение. Для защиты от навязывания специальных SMS, которые ставят ваш телефон на аудиомониторинг, нужно отлично разбираться в схемотехнике аппарата и его программном обеспечении.

Очень важны в такой технике ключи, они загружаются в телефон с диска при помощи компьютера, нельзя только, чтобы он был подключен к интернету; если у него есть Wi-Fi, он все время должен быть заблокирован. Сеансовый ключ для шифрования формируется из двух ключей: фиксированного, который грузится с диска с помощью компьютера (этот ключ меняется один раз в год), и случайного, он вырабатывается телефоном на каждый сеанс связи. Случайный ключ каждый раз меняется, а предыдущие ключи после разрыва соединения физически стираются из памяти, поэтому вы можете быть абсолютно спокойны: даже восстановив фиксированный ключ, никто не сможет воспроизвести ваши разговоры.

Генерация ключей и подключение новых пользователей

StealthPhone
Подержал в руках StealthPhone Touch

Видел и вот эту модельку


В качестве алгоритма шифрования используется симметричный алгоритм шифрования гарантированной стойкости Tiger, являющийся собственной разработкой компании.

Длина ключа составляет 256 бит.

Алгоритм относится к классу синхронных потоковых шифров гаммирования. Синхронизация осуществляется с помощью вектора инициализации (синхропосылки), который передается (или хранится) в открытом виде вместе с шифротекстом. Длина синхропосылки варьируется от 4 до 12 байт и определяется контекстом использования шифратора.

Для приведения шифратора в рабочее состояние выполняется процедура его инициализации, на вход которой подается секретный ключ и синхропосылка. Выходом процедуры инициализации являются значения всех элементов состояния шифратора, определяющих его функционирование.

В качестве базового алгоритма вычисления кода аутентификации данных используется алгоритм HMAC-SHA256.

В системах Stealthphone и Stealthphone Tell используются эллиптические кривые длиной 384 бита (АНБ одобрило использование асимметричных криптографических алгоритмов на эллиптических кривых с длиной ключа 384 бита для обработки совершенно секретных документов).

еще чуть-чуть подробностей

Криптографические алгоритмы шифрования речи VoGSM
Для защиты речи в каналах передачи голоса GSM используется частотно-временное преобразование речевого сигнала гарантированной стойкости, устойчивое к двойному вокодерному преобразованию.

Основными элементами преобразования являются:

• Разбиение речевого сигнала на элементарные отрезки;
• Нелинейное преобразование над элементарными отрезками;
• Перестановка отрезков речи между собой;
• Обработка полученного сигнала для передачи через речевой кодек AMR и канал GSM.
• Параметры преобразований (количество и длина отрезков речевого сигнала) зависят от ключа.

Параметры нелинейного преобразования также определяются криптографическим ключом.
Суммарная алгоритмическая и системная (вносимая сотовой сетью) задержка не превышает 2.5 секунды.

Криптографические алгоритмы шифрования речи для программ IP-телефонии
Для обеспечения защиты речевой информации при использовании приложений IP-телефонии, включая Skype и Viber, используется частотно-временное преобразование речевого сигнала гарантированной стойкости, преобразующее передаваемую речь в речеподобный сигнал.

Преобразование включает:

• Гребёнку из N фильтров (банк фильтров);
• Дисперсионную линию задержки (фильтр со случайной фазочастотной характеристикой);
• Подстановку длины N.

Параметры преобразований (количество фильтров, параметры линии задержки) зависят от ключа.
Перестановка спектральных полос в гребёнке фильтров задаётся сеансовым ключом при установлении соединения.
Для динамического преобразования перестановка полос происходит 1 раз в 3–5 секунд.
Алгоритмическая задержка не превосходит 1 секунды. Полоса обрабатываемого речевого сигнала 300 – 3400 Гц. Минимальная длина подстановки N равна 24.

В зависимости от пропускной способности интернет-соединения, допускается несколько преобразований. Допустимая предельная задержка составляет 2 секунды. При неустойчивом или низкоскоростном интернет-соединении возможно использование алгоритма, не требующего синхронизации. Это обеспечивает быстрое вхождение в связь и устойчивость криптосоединения.

Но про то, как я ходил в гости к Stealthphone будет в другой статье.

Телефон-невидимка
Его не видно в интернетах, но он есть.

• Смена IMEI (идентификационного международного номера телефона)
• Защита от активных и пассивных комплексов (перехват переговоров и дистанционное управление телефоном и другие атаки на аппарат со стороны оператора или мобильного комплекса GSM)
• Удаления информации о звонках из памяти телефона (удаленная информация хранится в специальных отсеках памяти и доступна специалистам)
• Невозможность локализации телефона и его владельца (а также определения номера основного телефона и связанных с ним номеров других телефонов)

Дополнительные функции

Использование виртуального номера, для звонков

Вы можете использовать любую сим карту, любого оператора. Система автоматически привязывает номер сим карты к виртуальному номеру. Вам звонят на виртуальный номер и автоматически попадают на ваш телефон. При исходящем звонке, вы можете изменить свой номер на любой (например на свой виртуальный). Есть функция изменения голоса (при фонэкспертизе невозможно идентифицировать звонящего). Если даже ваш виртуальный номер поставят на контроль, то по этому номеру не будет никакой информации.

Из описания трубки

Ложные базовые станции

Специальное устройство, называющееся ловушка IMSI (уникального идентификатора, прописанного в SIM-карте, IMSI - International Mobile Subscriber Identity), притворяется для находящихся поблизости мобильных телефонов настоящей базовой станцией сотовой телефонной сети. Такого рода трюк возможен потому, что в стандарте GSM мобильный телефон обязан аутентифицировать себя по запросу сети, а вот сама сеть (базовая станция) свою аутентичность подтверждать телефону не должна.

Как только мобильный телефон принимает ловушку IMSI в качестве своей базовой станции, этот аппарат-ретранслятор может деактивировать включённую абонентом функцию шифрования и работать с обычным открытым сигналом, передавая его дальше настоящей базовой станции.
С помощью ловушек IMSI на телефон могут посылаться ложные звонки или SMS, например, с информацией о новой услуге ложного оператора, в которых может содержаться код активации микрофона мобильного устройства. Определить, что у находящегося в режиме ожидания мобильного телефона включён микрофон очень сложно, и злоумышленник спокойно может слышать и записывать не только разговоры по телефону, но и разговоры в помещении, где находится мобильный телефон.

Фальсификация идентификации личности

В последние годы все более популярным становится использование мобильного телефона как доказательства идентификации личности. Например, способом восстановления потерянного пароля учётной записи в Google является отправление SMS с подтверждением кода владельцу телефона. Некоторые банки используют похожую двухступенчатую аутентификацию, посылая коды на специальные мобильные номера для того, чтобы подтвердить личность клиента перед проведением транзакции. Были обнаружены мобильные версии троянов, которые могут перехватывать SMS сообщения с паролями, посланные банками, и разрушать двухступенчатую аутентификацию.
PDF)

Если рядом с вами (в районе 10 метров) есть мобильный телефон, ведите себя так, как будто вы в прямом эфире на первом канале.

Ну так что, будем делать опенсорсный DIY-телефон с сильной программной и аппаратной криптографией?

• Open Source
• механический контроль над приемниками-передатчиками
• встроенный светосзвуковой индикатор активности приемника-передатчика
• сильная криптография (железо и софт)
• контроль выбора базовой станции
• акустическая стеганография, маскировка факта шифрования
• контроль целостности корпуса телефона
• проверка на утечки по сторонним каналам

Что еще добавить?

Купите ли вы хакерский крипто-телефон за 1000$?

Шифрование в каналах связи компьютерной сети

Одной из отличительных характеристик любой компьютерной сети является ее деление на так называемые уровни, каждый из которых отвечает за соблюдение определенных условий и выполнение функций, необходимых для общения между компьютерами, связанными в сеть. Это деление на уровни имеет фундаментальное значение для создания стандартных компьютерных сетей. Поэтому в 1984 г. несколько международных организаций и коми готов объединили свои усилия и выработали примерную модель компьютерной сети, известную под названием OSI (Open . Systems Interconnection - Модель открытых сетевых соединений).

Согласно модели OSI коммуникационные функции разнесены по уровням. Функции каждого уровня независимы от функций ниже- и вышележащих уровней. Каждый уровень может непосредственно общаться только с двумя соседними. Модель OSI определяет 7 уровней: верхние 3 служат для связи с конечным пользователем, а нижние 4 ориентированы на выполнение коммуникационных функций в реальном масштабе времени.

Теоретически шифрование данных для передачи по каналам связи компьютерной сети может осуществляться на любом уровне модели OSI. На практике" это обычно делается либо на самых нижних, либо на самых верхних уровнях. Если данные шифруются на нижних уровнях, шифрование называется канальным, а если на верхних, то такое шифрование называется сквозным. Оба этих подхода к шифрованию данных имеют свои преимущества и недостатки.

Канальное шифрование

При канальном шифровании шифруются абсолютно все данные, проходящие по каждому каналу связи, включая открытый текст сообщения, а также информацию о его маршрутизации и об используемом коммуникационном протоколе. Однако в этом случае любой интеллектуальный сетевой узел (например, коммутатор) будет вынужден расшифровывать входящий поток данных, чтобы соответствующим образом его обработать, снова зашифровать и передать на другой узел сети.

Тем не менее канальное шифрование представляет собой очень эффективное средство защиты информации в компьютерных сетях. Поскольку шифрованию подлежат все данные, передаваемые от одного узла сети к другому, у криптоаналитика нет никакой дополнительной информации о том, кто служит источником этих данных, кому они предназначены, какова их структура и т. д. А если еще позаботиться и о том, чтобы, пока канал простаивает, передавать по нему случайную битовую последовательность, сторонний наблюдатель не сможет даже сказать, где начинается и где заканчивается текст передаваемого сообщения.

Не слишком сложной является и работа с ключами. Одинаковыми ключами следует снабдить только два соседних узла сети связи, которые затем могут менять используемые ключи независимо от других пар узлов.

Самый большой недостаток канального шифрования заключается в том, что данные приходится шифровать при передаче по каждому физическому каналу компьютерной сети. Отправка информации в незашифрованном виде по какому-то из каналов ставит под угрозу обеспечение безопасности всей сети. В результате стоимость реализации канального шифрования в больших сетях может оказаться чрезмерно высокой.

Кроме того, при использовании канального шифрования дополнительно потребуется защищать каждый узел компьютерной сети, по которому передаются данные. Если абоненты сети полностью доверяют друг другу и каждый ее узел размещен там, где он защищен от злоумышленников, на этот недостаток канального шифрования можно не обращать внимания. Однако на практике такое положение встречается чрезвычайно редко. Ведь в каждой фирме есть конфиденциальные данные, знакомиться с которыми могут только сотрудники одного определенного отдела, а за его пределами доступ к этим данным необходимо ограничивать до минимума.

Сквозное шифрование

При сквозном шифровании криптографический алгоритм реализуется на одном из верхних уровней модели OSI. Шифрованию подлежит только содержательная часть сообщения, которое требуется передать по сети. После зашифрования к ней добавляется служебная информация, необходимая для маршрутизации сообщения, и результат переправляется на более низкие уровни с целью отправки адресату.

Теперь сообщение не требуется постоянно расшифровывать и зашифровывать при прохождении через каждый промежуточный узел сети связи. Сообщение остается зашифрованным на всем пути от отправителя к получателю.

Основная проблема, с которой сталкиваются пользователи сетей, где применяется сквозное шифрование, связана с тем, что служебная информация. используемая для маршрутизации сообщений, передается по сети в незашифрованном виде. Опытный криптоаналитик может извлечь для себя массу полезной информации, зная кто с кем, как долго и в какие часы общается через компьютерную сеть. Для этого ему даже не потребуется быть в курсе предмета общения.

По сравнению с канальным, сквозное шифрование характеризуется более сложной работой с ключами, поскольку каждая пара пользователей компьютерной сети должна быть снабжена одинаковыми ключами, прежде чем они смогут связаться друг с другом. А поскольку криптографический алгоритм реализуется на верхних уровнях модели OSI, приходится также сталкиваться со многими существенными различиями в коммуникационных протоколах и интерфейсах в зависимости от типов сетей и объединяемых в сеть компьютеров. Все это затрудняет практическое применение сквозного шифрования.

Комбинированное шифрование

Комбинация канального и сквозного шифрования данных в компьютерной сети обходится значительно дороже, чем каждое из них по отдельности. Однако именно такой подход позволяет наилучшим образом защитить данные, передаваемые по сети. Шифрование в каждом канале связи не позволяет противнику анализировать служебную информацию, используемую для маршрутизации. А сквозное шифрование уменьшает вероятность доступа к незашифрованным данным в узлах сети.

При комбинированном шифровании работа с ключами ведется так: сетевые администраторы отвечают за ключи, используемые при канальном шифровании, а о ключах, применяемых при сквозном шифровании, заботятся сами пользователи.

Технология защищенного канала призвана обеспечивать безопасность передачи данных по открытой транспортной сети, например по Интернету. Защищенный канал подразумевает выполнение трех основных функций:

· взаимную аутентификацию абонентов при установлении соединения, которая может быть выполнена, например, путем обмена паролями;

· защиту передаваемых по каналу сообщений от несанкционированного доступа, например, путем шифрования;

· подтверждение целостности поступающих по каналу сообщений, например, путем передачи одновременно с сообщением его дайджеста.

Совокупность защищенных каналов, созданных предприятием в публичной сети для объединения своих филиалов, часто называют виртуальной частной сетью (Virtual Private Network, VPN).

Существуют разные реализации технологии защищенного канала, которые, в частности, могут работать на разных уровнях модели OSI. Так, функции популярного протокола SSL соответствуют представительному уровню модели OSI. Новая версия сетевого протокола IP предусматривает все функции – взаимную аутентификацию, шифрование и обеспечение целостности, – которые по определению свойственны защищенному каналу, а протокол туннелирования РРТР защищает данные на канальном уровне.

В зависимости от места расположения программного обеспечения защищенного канала различают две схемы его образования:

· схему с конечными узлами, взаимодействующими через публичную сеть (Рис. 1.2, а);

· схему с оборудованием поставщика услуг публичной сети, расположенным на границе между частной и публичной сетями (Рис. 1.2, б).

В первом случае защищенный канал образуется программными средствами, установленными на двух удаленных компьютерах, принадлежащих двум разным локальным сетям одного предприятия и связанных между собой через публичную сеть. Преимуществом этого подхода является полная защищенность канала вдоль всего пути следования, а также возможность использования любых протоколов создания защищенных каналов, лишь бы на конечных точках канала поддерживался один и тот же протокол. Недостатки заключаются в избыточности и децентрализованности решения. Избыточность состоит в том, что вряд ли стоит создавать защищенный канал на всем пути прохождения данных: уязвимыми для злоумышленников обычно являются сети с коммутацией пакетов, а не каналы телефонной сети или выделенные каналы, через которые локальные сети подключены к территориальной сети. Поэтому защиту каналов доступа к публичной сети можно считать избыточной. Децентрализация заключается в том, что для каждого компьютера, которому требуется предоставить услуги защищенного канала, необходимо отдельно устанавливать, конфигурировать и администрировать программные средства защиты данных. Подключение каждого нового компьютера к защищенному каналу требует выполнения этих трудоемких работ заново.

Рисунок 1.2 – Два способа образования защищенного канала

Во втором случае клиенты и серверы не участвуют в создании защищенного канала – он прокладывается только внутри публичной сети с коммутацией пакетов, например, внутри Интернета. Канал может быть проложен, например, между сервером удаленного доступа поставщика услуг публичной сети и пограничным маршрутизатором корпоративной сети. Это хорошо масштабируемое решение, управляемое централизованно как администратором корпоративной сети, так и администратором сети поставщика услуг. Для компьютеров корпоративной сети канал прозрачен – программное обеспечение этих конечных узлов остается без изменений. Такой гибкий подход позволяет легко образовывать новые каналы защищенного взаимодействия между компьютерами независимо от их места расположения. Реализация этого подхода сложнее – нужен стандартный протокол образования защищенного канала, требуется установка у всех поставщиков услуг программного обеспечения, поддерживающего такой протокол, необходима поддержка протокола производителями пограничного коммуникационного оборудования. Однако вариант, когда все заботы по поддержании защищенного канала берет на себя поставщик услуг публичной сети, оставляет сомнения в надежности защиты: во-первых, незащищенными оказываются каналы доступа к публичной сети, во-вторых, потребитель услуг чувствует себя в полной зависимости от надежности поставщика услуг. И, тем не менее, специалисты прогнозируют, что именно вторая схема в ближайшем будущем станет основной в построении защищенных каналов.

2. Принципы криптографической защиты информации

Криптография представляет собой совокупность методов преобразования данных, направленных на то, чтобы сделать эти данные недоступными для противника. Такие преобразования позволяют решить две главные проблемы защиты данных: проблему конфиденциальности (путем лишения противника возможности извлечь информацию из канала связи) и проблему целостности (путем лишения противника возможности изменить сообщение так, чтобы изменился его смысл, или ввести ложную информацию в канал связи).

Проблемы конфиденциальности и целостности информации тесно связаны между собой, поэтому методы решения одной из них часто применимы для решения другой.

2.1. Схема симметричной криптосистемы

Обобщенная схема криптографической системы, обеспечивающей шифрование передаваемой информации, показана на рис.2.1.

Рисунок 2.1 – Обобщенная схема криптосистемы

Отправитель генерирует открытый текст исходного сообщения М, которое должно быть передано законному получателю по незащищенному каналу. За каналом следит перехватчик с целью перехватить и раскрыть передаваемое сообщение. Для того чтобы перехватчик не смог узнать содержание сообщения М, отправитель шифрует его с помощью обратимого преобразования Е К и получает шифртекст (или криптограмму ) С = Е К (М), который отправляет получателю.

Законный получатель, приняв шифртекст С, расшифровы-вает его с помощью обратного преобразования D = Е К –1 и получает исходное сообщение в виде открытого текста М:

D K (C) = Е К –1 (Е К (М)) = M.

Преобразование Е К выбирается из семейства криптографических преобразований, называемых криптоалгоритмами. Параметр, с помощью которого выбирается отдельное используемое преобразование, называетсякриптографическим ключом К. Криптосистема имеет разные варианты реализации: набор инструкций, аппаратные средства, комплекс программ компьютера, которые позволяют зашифровать открытый текст и расшифровать шифр-текст различными способами, один из которых выбирается с помощью конкретного ключа К.

Криптографическая система – это однопараметрическое семейство обратимых преобразований

из пространства сообщений открытого текста в пространство шифрованных текстов. Параметр К (ключ) выбирается из конечного множества , называемого пространством ключей.

Преобразование шифрования может быть симметричным или асимметричным относительно преобразования расшифрования. Это важное свойство функции преобразования определяет два класса криптосистем:

· симметричные (одноключевые) криптосистемы;

· асимметричные (двухключевые) криптосистемы (с открытым ключом).

Схема симметричной криптосистемы с одним секретным ключом показана на рис.2.1. В ней используются одинаковые секретные ключи в блоке шифрования и блоке расшифрования.

2.2. Схема асимметричной криптосистемы

Обобщенная схема асимметричной криптосистемы с двумя разными ключами К 1 и К 2 показана на рис. 2.2. В этой криптосистеме один из ключей является открытым, а другой – секретным.

Рисунок 2.2 – Обобщенная схема асимметричной криптосистемы

с открытым ключом

В симметричной криптосистеме секретный ключ надо передавать отправителю и получателю по защищенному каналу распространения ключей, например такому, как курьерская служба. На рис. 2.1 этот канал показан "экранированной" линией. Существуют и другие способы распределения секретных ключей, они будут рассмотрены позднее. В асимметричной криптосистеме передают по незащищенному каналу только открытый ключ, а секретный ключ сохраняют на месте его генерации.

На рис. 2.3 показан поток информации в криптосистеме в случае активных действий перехватчика. Активный перехватчик не только считывает все шифртексты, передаваемые по каналу, но может также пытаться изменять их по своему усмотрению.

Любая попытка со стороны перехватчика расшифровать шифртекст С для получения открытого текста М или зашифровать свой собственный текст М’ для получения правдоподобного шифртекста С’, не имея подлинного ключа, называется крипто-аналитической атакой.

Рисунок 2.3 – Поток информации в криптосистеме при активном

перехвате сообщений

Если предпринятые криптоаналитические атаки не достигают поставленной цели и криптоаналитик не может, не имея подлинного ключа, вывести М из С или С’ из М’, то считается, что такая криптосистема является криптостойкой .

Криптоанализ – это наука о раскрытии исходного текста зашифрованного сообщения без доступа к ключу. Успешный анализ может раскрыть исходный текст или ключ. Он позволяет также обнаружить слабые места в криптосистеме, что, в конечном счете, ведет к тем же результатам.

Фундаментальное правило криптоанализа, впервые сформулированное голландцем А.Керкхоффом еще в XIX веке заключается в том, что стойкость шифра (криптосистемы) должна определяться только секретностью ключа. Иными словами, правило Керкхоффа состоит в том, что весь алгоритм шифрования, кроме значения секретного ключа, известен криптоаналитику противника. Это обусловлено тем, что криптосистема, реализующая семейство криптографических преобразований, обычно рассматривается как открытая система.

2.3. Аппаратно-программные средства защиты компьютерной информации

Аппаратно-программные средства, обеспечивающие повышенный уровень защиты можно разбить на пять основных групп (Рис. 2.4).

Первую группу образуют системы идентификации и аутентификации пользователей . Такие системы применяются для ограничения доступа случайных и незаконных пользователей к ресурсам компьютерной системы. Общий алгоритм работы этих систем заключается в том, чтобы получить от пользователя информацию, удостоверяющую его личность, проверить ее подлинность и затем предоставить (или не предоставить) этому пользователю возможность работы с системой.

При построении подобных систем возникает проблема выбора информации, на основе которой осуществляются процедуры идентификации и аутентификации пользователя. Можно выделить следующие типы:

(1) секретная информация, которой обладает пользователь (пароль, персональный идентификатор, секретный ключ и т.п.); эту информацию пользователь должен запомнить или же могут быть применены специальные средства хранения этой информации);

(2) физиологические параметры человека (отпечатки пальцев, рисунок радужной оболочки глаза и т.п.) или особенности поведения человека (особенности работы на клавиатуре и т.п.).

Системы идентификации, основанные на первом типе информации, принято считать традиционными . Системы идентификации, использующие второй тип информации, называются биометрическими .

Вторую группу средств, обеспечивающих повышенный уровень защиты, составляют системы шифрования дисковых данных . Основная задача, решаемая такими системами, состоит в защите от несанкционированного использования данных, расположенных на магнитных носителях.

Обеспечение конфиденциальности данных, располагаемых на магнитных носителях, осуществляется путем их шифрования с использованием симметричных алгоритмов шифрования. Основным классификационным признаком для комплексов шифрования служит уровень их встраивания в компьютерную систему.

Работа прикладных программ с дисковыми накопителями состоит из двух этапов – “логического” и “физического”.

Логический этап соответствует уровню взаимодействия прикладной программы с операционной системой (например, вызов сервисных функций чтения/записи данных). На этом уровне основным объектом является файл.

Физический этап соответствует уровню взаимодействия операционной системы и аппаратуры. В качестве объектов этого уровня выступают структуры физической организации данных - сектора диска.

В результате, системы шифрования данных могут осуществлять криптографические преобразования данных на уровне файлов (защищаются отдельные файлы) и на уровне дисков (защищаются диски целиком).

Другим классификационным признаком систем шифрования дисковых данных является способ их функционирования.

По способу функционирования системы шифрования дисковых данных делят на два класса:

(1) системы “прозрачного” шифрования;

(2) системы, специально вызываемые для осуществления шифрования.

Рисунок 2.4 – Аппаратно-программные средства защиты компьютерной информации

В системах прозрачного шифрования (шифрования “на лету”) криптографические преобразования осуществляются в режиме реального времени, незаметно для пользователя. Например, пользователь записывает подготовленный в текстовом редакторе документ на защищаемый диск, а система защиты в процессе записи выполняет его шифрование.

Системы второго класса обычно представляют собой утилиты, которые необходимо специально вызывать для выполнения шифрования. К ним относятся, например, архиваторы со встроенными средствами парольной защиты.

К третьей группе средств относятся системы шифрования данных, передаваемых по компьютерным сетям . Различают два основных способа шифрования: канальное шифрование и оконечное (абонентское) шифрование.

В случае канального шифрования защищается вся передаваемая по каналу связи информация, включая служебную. Соответствующие процедуры шифрования реализуются с помощью протокола канального уровня семиуровневой эталонной модели взаимодействия открытых систем OSI.

Этот способ шифрования обладает следующим достоинством - встраивание процедур шифрования на канальный уровень позволяет использовать аппаратные средства, что способствует повышению производительности системы.

Однако, у данного подхода имеются существенные недостатки:

Шифрованию на данном уровне подлежит вся информация, включая служебные данные транспортных протоколов; это осложняет механизм маршрутизации сетевых пакетов и требует расшифрования данных в устройствах промежуточной коммутации (шлюзах, ретрансляторах и т.п.);

Шифрование служебной информации, неизбежное на данном уровне, может привести к появлению статистических закономерностей в шифрованных данных; это влияет на надежность защиты и накладывает ограничения на использование криптографических алгоритмов.

Оконечное (абонентское) шифрование позволяет обеспечить конфиденциальность данных, передаваемых между двумя прикладными объектами (абонентами). Оконечное шифрование реализуется с помощью протокола прикладного или представительного уровня эталонной модели OSI. В этом случае защищенным оказывается только содержание сообщения, вся служебная информация остается открытой. Данный способ позволяет избежать проблем, связанных с шифрованием служебной информации, но при этом возникают другие проблемы. В частности, злоумышленник, имеющий доступ к каналам связи компьютерной сети, получает возможность анализировать информацию о структуре обмена сообщениями, например, об отправителе и получателе, о времени и условиях передачи данных, а также об объеме передаваемых данных.

Четвертую группу средств защиты составляют системы аутентификации электронных данных .

При обмене электронными данными по сетям связи возникает проблема аутентификации автора документа и самого документа, т.е. установление подлинности автора и проверка отсутствия изменений в полученном документе.

Для аутентификации электронных данных применяют код аутентификации сообщения (имитовставку) или электронную цифровую подпись. При формировании кода аутентификации сообщения и электронной цифровой подписи используются разные типы систем шифрования.

Код аутентификации сообщения МАС (Message Authentication Code) формируют с помощью симметричных систем шифрования данных. Проверка целостности принятого сообщения осуществляется путем проверки кода MAC получателем сообщения.

В отечественном стандарте симметричного шифрования данных (ГОСТ 28147-89) предусмотрен режим выработки имитовставки, обеспечивающий имитозащиту , т.е. защиту системы шифрованной связи от навязывания ложных данных.

Имитовставка вырабатывается из открытых данных посредством специального преобразования шифрования с использованием секретного ключа и передается по каналу связи в конце зашифрованных данных. Имитовставка проверяется получателем сообщения, владеющим секретным ключом, путем повторения процедуры, выполненной ранее отправителем, над полученными открытыми данными.

Электронная цифровая подпись (ЭЦП) представляет собой относительно небольшое количество дополнительной аутентифицирующей цифровой информации, передаваемой вместе с подписываемым текстом.

Для реализации ЭЦП используются принципы асимметричного шифрования. Система ЭЦП включает процедуру формирования цифровой подписи отправителем с использованием секретного ключа отправителя и процедуру проверки подписи получателем с использованием открытого ключа отправителя.

Пятую группу средств, обеспечивающих повышенный уровень защиты, образуют средства управления ключевой информацией . Под ключевой информацией понимается совокупность всех используемых в компьютерной системе или сети криптографических ключей.

Безопасность любого криптографического алгоритма определяется используемыми криптографическими ключами. В случае ненадежного управления ключами злоумышленник может завладеть ключевой информацией и получить полный доступ ко всей информации в компьютерной системе или сети.

Основным классификационным признаком средств управления ключевой информацией является вид функции управления ключами. Различают следующие основные виды функций управления ключами: генерация ключей, хранение ключей и распределение ключей.

Способы генерации ключей различаются для симметричных и асимметричных криптосистем. Для генерации ключей симметричных криптосистем используются аппаратные и программные средства генерации случайных чисел, в частности, схемы с применением блочного симметричного алгоритма шифрования. Генерация ключей для асимметричных криптосистем представляет существенно более сложную задачу в связи с необходимостью получения ключей с определенными математическими свойствами.

Функция хранения ключей предполагает организацию безопасного хранения, учета и удаления ключей. Для обеспечения безопасного хранения и передачи ключей применяют их шифрование с помощью других ключей. Такой подход приводит к концепции иерархии ключей . В иерархию ключей обычно входят главный ключ (мастер-ключ), ключ шифрования ключей и ключ шифрования данных. Следует отметить, что генерация и хранение мастер-ключей являются критическими вопросами криптографической защиты.

Распределение ключей является самым ответственным процессом в управлении ключами. Этот процесс должен гарантировать скрытность распределяемых ключей, а также оперативность и точность их распределения. Различают два основных способа распределения ключей между пользователями компьютерной сети:

1) применение одного или нескольких центров распределения ключей;

2) прямой обмен сеансовыми ключами между пользователями.

Протокол Kerberos

Протоколы аутентификации:

3. Аутентификация с помощью открытого ключа

Описание DSA

p = простое число длинной L битов, где L принимает значение, кратное 64, в диапазоне от 512 до 1024.

q= 160-битовой простое число - множитель p-1

g = , где h - любое число, меньшее p-1, для которого больше 1

x = число, меньшее q

Используется однонаправленная хэш-функция: Н(m).

Первые три параметра, p, q, g, открыты и могут быть общими для пользователей сети. Закрытым ключом является х, а открытым - у. Чтобы подписать сообщение, m:

1. А генерирует случайное число k, меньше q

2. А генерирует

Его подписью служат параметры r и s, он посылает их В

3. В проверяет подпись, вычисляя

Если v=r, то подпись правильна.

Резюме

Система стандартов IPSec вобрала в себя прогрессивные методики и достижения в области сетевой безопасности. Система IPSec прочно занимает лидирующие позиции в наборе стандартов для создания VPN. Этому способствует ее открытое построение, способное включать все новые достижения в области криптографии. IPsec позволяет защитить сеть от большинства сетевых атак, «сбрасывая» чужие пакеты еще до того, как они достигнут уровня IP на принимающем компьютере. В защищаемый компьютер или сеть могут войти только пакеты от зарегистрированных партнеров по взаимодействию.

IPsec обеспечивает:

• аутентификацию - доказательство отправки пакетов вашим партнером по взаимодействию, то есть обладателем разделяемого секрета;
• целостность - невозможность изменения данных в пакете;
• конфиденциальность - невозможность раскрытия передаваемых данных;
• надежное управление ключами - протокол IKE вычисляет разделяемый секрет, известный только получателю и отправителю пакета;
• туннелирование - полную маскировку топологии локальной сети предприятия

Работа в рамках стандартов IPSec обеспечивает полную защиту информационного потока данных от отправителя до получателя, закрывая трафик для наблюдателей на промежуточных узлах сети. VPN-решения на основе стека протоколов IPSec обеспечивают построение виртуальных защищенных сетей, их безопасную эксплуатацию и интеграцию с открытыми коммуникационными системами.

Защита на прикладном уровне

Протокол SSL

Протокол SSL (Secure Socket Layer - уровень защищенных сокетов), разработанный Netscape Communications при участии RSA Data Security, предназначен для реализации защищенного обмена информацией в клиент/серверных приложениях. На практике SSL широко реализуется только совместно с протоколом прикладного уровня HHTP.

Функции безопасности, предоставляемые протоколом SSL:

• шифрование данных с целью предотвратить раскрытие конфиденциальных данных во время передачи;
• подписывание данных с целью предотвратить раскрытие конфиденциальных данных во время передачи;
• аутентификация клиента и сервера.

Протокол SSL использует криптографические методы защиты информации для обеспечения безопасности информационного обмена. Данный протокол выполняет взаимную аутентификацию, обеспечивает конфиденциальность и аутентичность передаваемых данных. Ядро протокола SSL - технология комплексного использования симметричных и асимметричных криптосистем. Взаимная аутентификация сторон выполняется при помощи обмена цифровыми сертификатами открытых ключей клиента и сервера, заверенными цифровой подписью специальных сертификационных центров. Конфиденциальность обеспечивается шифрованием передаваемых данных с использованием симметричных сессионных ключей, которыми стороны обмениваются при установлении соединения. Подлинность и целостность информации обеспечиваются за счет формирования и проверки цифровой подписи. В качестве алгоритмов асимметричного шифрования применяются алгоритм RSA и алгоритм Диффи-Хеллмана.

Рисунок 9 Криптозащищенные туннели, сформированные на основе протокола SSL

Согласно протоколу SSL криптозащищенные туннели создаются между конечными точками виртуальной сети. Клиент и сервер функционируют на компьютерах в конечных точках туннеля (рис. 9)

Протокол диалога SSL имеет два основных этапа формирования и поддержки защищаемого соединения:

• установление SSL-сессии;
• защищенное взаимодействие.

Первый этап отрабатывается перед непосредственной защитой информационного обмена и выполняется по протоколу начального приветствия (Handshake Protocol), входящему в состав протокола SSL. При установлении повторного соединения, возможно сформировать новые сеансовые ключи на основе старого общего секрета.

В процессе установления SSL - сессии решаются следующие задачи:

• аутентификация сторон;
• согласование криптографических алгоритмов и алгоритмов сжатия, которые будут использоваться при защищенном информационном обмене;
• формирование общего секретного мастер-ключа;
• генерация на основе сформированного мастер-ключа общих секретных сеансовых ключей для криптозащиты информационного обмена.

Рисунок 10 Процесс аутентификации клиента сервером

В протоколе SSL предусмотрено два типа аутентификации:

• аутентификация сервера клиентом;
• аутентификация клиента сервером.

Клиентское/серверное ПО, поддерживающее SSL, может с помощью стандартных приемов криптографии с открытым ключом проверить, что сертификат сервера/клиента и открытый ключ действительны и были выданы источником сертификатов из списка доверенных источников. Пример процесса аутентификации клиента сервером представлен на рисунке 10.

Схема применения протокола

До передачи сообщение по линии передачи данных, сообщение проходит следующие этапы обработки:

1.Сообщение фрагментируется на блоки, пригодные для обработки;

2.Данные сжимаются (опционально);

3.Генерируется MAC ключ ;

4.Данные зашифровываются с помощью ключа ;

1.Используя ключ , данные расшифровываются;

2.Проверяется MAC ключ ;

3.Происходит декомпрессия данных (если использовалось сжатие);

4.Сообщение собирается из блоков и получатель читает сообщение.

Аутентичное распределение ключей

A , Клиент	CA Удостоверяющий центр	B , Сервер
Генерация пары ключей цифровой подписи: . Передача в УЦ	- симметричная схема шифрования; - схема открытого шифрования; - схема ЦП; - любые функции (лучше ОНФ)	Генерация пары ключей схемы открытого шифрования: . Передача в УЦ
K - случайный сеансовый ключ.
		Если , то K принимается как аутентичный общий секретный ключ

Рабочий этап

A		B
	Симметричная схема шифрования
. . .	и т.д.	. . .

Атаки на протокол SSL

Как и другие протоколы, SSL подвержен атакам, связанным с не доверенной программной средой, внедрение программ-закладок и др.:

• Атака отклика. Заключается в записи злоумышленником успешной коммуникационной сессии между клиентом и сервером. Позднее, он устанавливает соединение с сервером, используя записанные сообщения клиента. Но при помощи уникального идентификатора соединения "nonce" SSL отбивает эту атаку. Коды этих идентификаторов имеют длину 128 бит, в связи с чем злоумышленнику необходимо записать 2^64 идентификаторов, чтобы вероятность угадывания была 50%. Количество необходимых записей и низкую вероятность угадывания делают эту атаку бессмысленной.
• Атака протокола рукопожатия. Злоумышленник может попытаться повлиять на процесс обмена рукопожатиями для того, чтобы стороны выбрали разные алгоритмы шифрования. Из-за того, что многие реализации поддерживают экспортированное шифрование, а некоторые даже 0-шифрование или MAC-алгоритм, эти атаки представляют большой интерес. Для реализации такой атаки злоумышленнику необходимо подменить одно или более сообщений рукопожатия. Если это происходит, то клиент и сервер вычислят различные значения хэшей сообщения рукопожатия. В результате чего стороны не примут друг от друга сообщения "finished". Без знания секрета злоумышленник не сможет исправить сообщение "finished", поэтому атака может быть обнаружена.
• Раскрытие шифров. SSL зависит от нескольких криптографических технологий. Шифрование с общедоступным ключом RSA используется для пересылки ключей сессии и аутентификации клиента/сервера. В качестве шифра сессии применяются различные криптографические алгоритмы. Если осуществлена успешная атака на эти алгоритмы, SSL не может уже считаться безопасным. Атаки против определенных коммуникационных сессий могут производиться путем записи сессии, и затем предпринимается попытка подобрать ключ сессии или ключ RSA. В случае успеха открывается возможность прочесть переданную информацию.
• Злоумышленник посередине. Man-in-the-Middle атака предполагает наличие трех сторон: клиента, сервера и злоумышленника. Злоумышленник, находясь между ними, может перехватывать обмен сообщениями между клиентом и сервером. Атака является эффективной только если для обмена ключами применяется алгоритм Диффи-Хэлмана, так как целостность принимаемой информации и ее источник проверить невозможно. В случае SSL такая атака невозможна из-за использования сервером сертификатов, заверенных центром сертификации.

Протокол TLS

Цель создания и преимущества

Цель создания TLS - повышение защиты SSL и более точное и полное определение протокола:

• Более надежный алгоритм MAC
• Более детальные предупреждения
• Более четкие определения спецификаций "серой области"

TLS предоставляет следующие усовершенствованные способы защиты:

• Хэширование ключей для идентификации с помощью сообщений - TLS применяет в коде идентификации сообщения (HMAC) хэширование, предотвращающее от изменения записи при передаче по незащищенной сети, например в Internet. SSL версии 3.0 также поддерживает идентификацию сообщений с помощью ключей, но HMAC считается более надежным, чем функция MAC, применяемая в SSL версии 3.0.
• Улучшенная псевдослучайная функция (PRF) С помощью PRF создаются данные ключа. В TLS функция PRF определена с помощью HMAC. PRF применяет два алгоритма хэширования, обеспечивающих ее защиту. Если один из алгоритмов будет взломан, данные будут защищены вторым алгоритмом.
• Улучшенная проверка сообщения "Готово" - Протоколы TLS версии 1.0 и SSL версии 3.0 отправляют обеим конечным системам сообщение "Готово", означающее, что доставленное сообщение не было изменено. Однако в TLS эта проверка основана на значениях PRF и HMAC, что обеспечивает более высокий уровень защиты по сравнению с SSL версии 3.0.
• Согласованная обработка сертификатов - В отличие от SSL версии 3.0, TLS пытается указать тип сертификата, который может применяться различными реализациями TLS.
• Особые предупреждающие сообщения - TLS предоставляет более точные и полные предупреждения о неполадках, обнаруженных одной из конечных систем. TLS также содержит информацию о том, когда какие сообщения с предупреждениями следует отправлять.

Протокол SSH

Протокол SSH (Secure Shell-оболочка безопасности) - это набор протоколов аутентификации с открытым ключом, позволяющий пользователю на стороне клиента безопасно регистрироваться на удалённом сервере.

Главная идея протокола заключается в том, что пользователь на стороне клиента, должен загрузить с удаленного сервера открытый ключ и установить с его помощью защищённый канал, используя криптографический мандат. Криптографическим мандатом пользователя является его пароль: его можно зашифровать с помощью полученного открытого ключа и передать на сервер.

Все сообщения шифруются с помощью IDEA .

Архитектура протокола SSH

SSH выполняется между двумя ненадёжными компьютерами, работающими в незащищенной сети(клиент - сервер).

Набор протоколов SSH состоит из трех компонентов:

• Протокол транспортного уровня SSH (SSH Transport Layer Protocol), обеспечивает аутентификацию сервера. Для этого используется открытый ключ. Исходной информацией для этого протокола как со стороны сервера, так и со стороны клиента, является пара открытых ключей - "ключи головного компьютера". Итогом протоколом является взаимно аутентифицированный защищённый канал, который гарантирует секретность и целостность данных.

• Протокол аутентификации пользователя SSH (SSH User Authentication Protocol). Выполняется по каналу односторонней аутентификации, установленному протоколом транспортного уровня SSH. Для выполнения аутентификации от клиента к серверу, поддерживаются различные протоколы односторонней аутентификации. Эти протоколы могут применять либо открытый ключ, либо пароль. Например, они могут быть созданы на основе протокола аутентификации с помощью простого пароля. Результатом протокола является взаимно аутентифицированный защищённый канал между сервером и пользователем. Применяются следующие методы:

publickey - клиент высылается ЭЦП , сервер проверяет доверие открытому ключу клиента по имеющейся на сервере копии ключа, затем проверяет аутентичность клиента по Sc.

password - клиент подтверждает свою аутентичность паролем.

hostbased - аналогично publickey, только используется пара ключей для клиентского хоста; подтвердив аутентичность хоста, сервер доверяет имени пользователя.

• Протокол связи SSH (SSH Connection Protocol) выполняется по взаимно аутентифицированному защищённому каналу, установленному предыдущими протоколами. Протокол обеспечивает работу защищённого канала при этом разделяя его на несколько защищённых логических каналов.

Протокол распределения ключами

Протокол включает в себя 3 этапа. Первый этап - "Hello" phase, где первый идентификатор это строка, I, отправляется, чтобы начать протокол, за которым следует список поддерживаемых алгоритмов - X.

На 2-й стадии стороны согласуют секретный ключ, s. Для этого применяется алгоритм Диффи-Хеллмана . Сервер подтверждает свою идентичность, отправляя клиенты свой открытый ключ, , верифицированный цифровой подписью, , и подпись дайджеста, h. В качестве идентификатора sid устанавливается значение h.

На стадии 3 секретный ключ, идентификатор сессии и дайджест используются для создании 6 "apllication keys", вычисленных с помощью .

Резюме

К преимуществам протокола относится:

• возможность действий на сквозной основе (end - to - end) с осуществляющими стеками TCP/IP, существующими интерфейсами прикладного программирования;
• повышенная эффективность по сравнению с медленными каналами;
• отсутствие каких-либо проблем с фрагментацией, определением максимального объёма блоков, передаваемых по данному маршруту;
• сочетание компрессии с шифрованием.

В этой статье обсуждаются принципы создания шифрованных каналов данных внутри сети Интернет. Рассматриваются виды алгоритмов шифрования, алгоритмы цифровой подписи данных и некоторые атаки на шифрованные каналы данных.

Часть 1. Алгоритмы шифрования информации

В современном мире для шифрования информации используются два вида алгоритмов - симметричные и алгоритмы с открытым ключом. Обычно они используются вместе, поэтому стоит сказать несколько слов об обоих видах алгоритмов. В этой статье не будет обсуждаться внутреннее устройство алгоритмов: это совершенно не нужно для понимания принципов их работы, и оно доступно в открытом виде в сети Интернет.

1.1. Симметричные алгоритмы

Одни из самых распространенных алгоритмов шифрования данных в современном мире - симметричные. Такое название они получили из-за того, что они используют один и тот же ключ как для шифрования, так и для дешифрования информации. Ключом является произвольный набор информации, известный как передающему, так и получающему шифрованную информацию.

Все эти алгоритмы являются потоковыми, то есть с помощью одного ключа Вы можете зашифровать сообщение произвольной длины не боясь, что его расшифрует кто-то посторонний (если, конечно, у него нет ключа, с помощью которого он смог бы это сделать).

Разумеется, устойчивость к взлому подбором для таких алгоритмов зависит от длины ключа. В современном мире наиболее часто встречающимися являются ключи длиной 128 бит (16 байт). Такие ключи гарантируют сохранность зашифрованной информации в течение нескольких лет (разумеется, если не произойдет какого-нибудь технологического рывка, при котором появятся сверхбыстрые компьютеры, подбирающие ключ).

В качестве примеров алгоритмов с симметричным ключом можно привести AES, DES и BlowFish.

1.2. Алгоритмы с открытым ключом

В отличие от симметричных алгоритмов, алгоритмы с открытым ключом имеют два ключа - открытый и закрытый. Причем зная закрытый ключ можно получить открытый, а зная открытый ключ, закрытый получить никак нельзя (по крайней мере, за разумный срок в несколько лет).

Ключи называются «открытый» и «закрытый» из-за их применения. Закрытый ключ, известен только одной стороне, в то время как открытый ключ доступен вообще всему миру.

Информация, зашифрованная с помощью открытого ключа, может быть расшифрована только закрытым ключом. Информация же, зашифрованная с помощью закрытого ключа, может быть расшифрована открытым ключом (и, как следствие, закрытым тоже, так как открытый ключ может быть получен из закрытого).

Алгоритмы шифрования с открытым ключом требуют достаточно больших вычислительных мощностей. Более того, шифрование требует, чтобы всё сообщение шифровалось сразу (и чем больше сообщение, тем больше нужно вычислять), что делает такие алгоритмы непригодными для шифрования больших сообщений.

Асимметрия ключей делает алгоритмы с открытым ключом пригодными для использования в двух целях: шифрование и цифровая подпись. При шифровании информация шифруется с помощью открытого ключа (и поэтому будет доступна для расшифровки только стороне, владеющей закрытым ключом). При цифровой подписи информация шифруется наоборот закрытым ключом. В этом случае любой, знающий открытый ключ, может проверить действительность подписи (то есть расшифровать и сравнить с оригиналом).

Длина ключей алгоритмов с открытым ключом гораздо больше, чем длина ключей симметричных алгоритмов. В современном мире наиболее часто встречаются ключи длиной в 1024 бита и 2048 бит (128 и 256 байт, соответственно).

В качестве примеров алгоритмов с открытым ключом, можно привести DSA и RSA.

Часть 2. Обеспечение шифрованного канала

В современном интернете для обеспечения безопасного шифрования при передаче информации используется комбинация алгоритмов с открытым ключом и симметричных. Расмотрим пример. Пусть сторона А собирается передать некоторую информацию стороне Б в зашифрованном виде. Тогда между сторонами происходит приблизительно такое общение:

1. Сторона А подключается к стороне Б;
2. Сторона Б создает пару ключей (открытый и закрытый) и передает стороне А открытый ключ в незашифрованном виде (открытый ключ доступен всему миру);
3. Сторона А создает симметричный ключ, шифрует его с помощью открытого ключа стороны Б и передает его стороне Б в зашифрованном виде (и, как Вы помните, информация, зашифрованная открытым ключом, может быть расшифрована только закрытым, который по сети не передавался);
4. Теперь у обе стороны знают симметричный ключ и могут обмениваться зашифрованной информацией.

Часть 3. Аутентификация

Пример инициализации шифрованного канала выглядит замечательно, но, к сожалению, он не работает. Дело в том, что злоумышленник, который хочет получить доступ к передаваемой информации, может перехватить соединение (на самом первом этапе примера) и «притвориться» стороной Б. То есть он может сам создать пару ключей и инициализировать соединение со стороной А. Более того, он даже может не знать о том, какая информация передается по каналу.

Пусть так же, как в нашем примере, сторона А собирается передать информацию стороне Б, но соединение перехватывает злоумышленник З. Тогда общение может происходить приблизительно так:

1. Сторона А пытается подключиться к Б, но соединение перехватывает З и А подключается к З;
2. Сторона З создает пару ключей, передает открытый ключ А и инициализирует шифрованный канал к стороне А;
3. Сторона З создает второе шифрованное соединение к стороне Б с помощью другого набора ключей;
4. Когда одна из сторон А или Б передает информацию, З расшифровывает ее, зашифровывает другими ключами и передает второй стороне. В результате А и Б считают, что общаются по шифрованному каналу, но на самом деле злоумышленник имеет доступ к информации.

3.1. Третья сторона

Для того, чтобы избежать описанной атаки «человек посередине», стороне А всего лишь достаточно удостовериться в том, сторона Б - это действительно сторона Б, а не злоумышленник, который пытается выдать себя за сторону Б, то есть аутентифицировать сторону Б.

Один из самых простых способов аутентифицировать сторону, это убедиться в том, что сторона владеет закрытым ключом. Для этого сторона А передает стороне Б какое-нибудь короткое сообщение, зашифрованное известным стороне А заранее открытым ключом, сторона Б расшифровывает это сообщение закрытым ключом и передает стороне А, подтверждая, что она владеет этим ключом.

Минус такого способа аутентификации в том, что сторона А должна знать открытый ключ стороны Б заранее, что просто невозможно обеспечить, например, для передачи зашифрованной информации между человеком и сайтом, на который человек пришел впервые. Именно здесь вступают в силу «третьи стороны».

Алгоритм с третьей стороной основывается на так называемых сертификатах. Сертификат - это открытый ключ сервера, который подписан центром сертификации. При получении сертификата, центр сертификации удостоверяется (какими-то методами), что владелец закрытого ключа действительно тот, за кого себя выдает и подписывает его открытый ключ своим закрытым ключом. Сторона А, которая доверяет центру сертификации, проверяет цифровую подпись и убеждается в том, что сторона Б владеет закрытым ключом, соответствующим подписанному открытому ключу.

Часть 4. Проигрывание данных

Казалось бы, в схеме с аутентификацией есть всё, чтобы злоумышленник не получил доступа к зашифрованной информации. Часто, однако, злоумышленнику не нужна информация в открытом виде, чтобы устроить атаку на сервис. Самый простой способ атаковать сервис не зная данных - записать общение сторон в зашифрованном виде, а затем изобразить из себя сторону А, проигрывая зашифрованные данные. Очень часто такая атака (особенно проведенная во много потоков) может вызвать отказ в обслуживании.

Для того, чтобы избежать такой атаки, симметричный ключ для шифрования данных должен выбираться не клиентом А, а сервером Б случайным образом. В этом случае проигранные данные будут зашифрованы неверным ключом и расценены сервером как мусорные, а не как реальные данные от клиента.

Часть 5. Итоговый протокол и замечания

Попытаемся подытожить протокол создания шифрованного канала. Важно отметить, что реальные каналы имеют гораздо больше тонкостей, поэтому следует использовать готовые библиотеки работы с шифрованными каналами вместо того, чтобы писать свои решения. Тем не менее, общие принципы организации канала в итоговом примере верны.

Как и раньше, сторона А - это подключающийся к серверу Б клиент.

1. Клиент А соединяется с сервером Б;
2. Сервер Б посылает клиенту А подписанный центром сертификации открытый ключ;
3. Клиент А проверяет подпись;
4. Клиент А создает симметричный ключ, шифрует его с помощью открытого ключа сервера Б и отправляет серверу Б;
5. Сервер Б расшифровывает этот симметричный ключ своим закрытым ключом, создает новый сеансовый симметричный ключ и шифрует его с помощью ключа, полученного от клиента А;
6. Полученный шифрованный ключ отсылается клиенту А, с этого момента устанавливается шифрованный канал с помощью симметричного ключа, созданного сервером Б.

. Перепечатка в интернет-изданиях разрешается только с указанием автора и прямой ссылки на оригинальную статью. Перепечатка в печатных изданиях допускается только с разрешения редакции.