Зачем вообще защищать данные при передаче?

Привет, Хабр!

Меня зовут Федор и я занимаюсь киберкриминалистикой. Не только на работе (в RTM Group), но и на досуге. Мне нравится исследовать, почему и как кого-то взломали, а еще думать, как сделать так, чтобы этого не происходило. В связи с COVIDом и прочими событиями гораздо больше важных данных все стали пересылать посредством электронной почты и мессенджеров. Соответственно, выросло и количество случаев кражи таких данных. И сегодня мы разберемся, как защищать важную информацию при передаче.

Понятно, что в мессенджерах, соцсетях и электронной почте есть уже необходимые инструменты ИБ. Но как быть с конфиденциальной корпоративной информацией? Ведь всегда существует риск утери устройства, перехвата пароля и другие векторы атак. Ниже мы опишем способы защиты данных при передаче, которые собрали за многолетнюю практику проведения аудитов ИБ, и покажем, какие из них более надежные, а какие – более быстрые. Сразу скажем, что излишняя паранойя в этом деле наверняка будет тормозить бизнес-процессы, поэтому предаваться ей не стоит, а лучше выбрать сбалансированный вариант самостоятельно.

1. Съемные носители и прочая классика

Первое, что может прийти в голову при необходимости обменяться конфиденциальной информацией, исключив риск компрометации, – обмен файлами через USB-накопитель, внешний жесткий диск, CD/DVD диск, дискету (привет, олд скул!) Но для этого нужно встречаться контрагентам (отправка по почте или курьером – явный риск). Это неудобно, поэтому способ приемлем для разового использования (частный случай нахождения аудитора и аудируемого в шаговой доступности не рассматриваем). А ведь информацию даже в рамках одного аудита приходится передавать часто.

Интересен вариант с CD/DVD дисками: после копирования информации их можно просто сломать и выкинуть – не жалко. Правда следует отметить, что привод компакт-дисков на офисных компьютерах теперь встретишь не часто.

Плюсы и минусы съемных носителей

Плюсы: стороны могут непосредственно идентифицировать друг друга, информация гарантировано попадает только на авторизованный компьютер.

Минусы: требует личного участия сторон.

2. Запароленные архивы и прочие облака

Использовать для передачи информации шифрование — очень хорошая идея. Криптография для этого и предназначена, ведь она преобразовывает осмысленное в бессмысленное и обратно.

Что делаем? Собираем папку с файлами, архивируем ее с паролем. Что у нас обычно под рукой? Правильно, и 7-zip. Паролить архивы умеют все, а кто еще нет – смотрим картинки ниже. Опция Lock archive исключит изменение архива.

А вот вопрос с криптостойкостью стоит рассмотреть подробнее. Справка Winrar сообщает: «archives are encrypted with AES

Хорошо это или плохо? Passware Kit Forensic 2022 v2 (64-bit) на офисном Core i5-10400F 2.90 GHz оценивает брутфорс пароля из 10 цифр для RAR 4 в 6 месяцев, для RAR 5 – в 3 года, для 7-zip – в 1 год и 10 месяцев.

Неплохо… и только цифры! Использование грамотного пароля (не из словаря и из разных групп символов) информацию вполне обезопасит.

Такой зашифрованный архив уже можно передавать по открытым каналам, например, отправив по электронной почте или разместив на общедоступном ресурсе (облаке), или на своем FTP-сервере. И все бы хорошо, но возникает вопрос: «Как передать пароль?» Любой механизм (кроме «с глазу на глаз») рискован, но есть очевидно провальные: разместить на том же ресурсе, в том же или следующем письме/сообщении и т.п. Компромиссное решение состоит в передаче пароля по иному каналу и с другого устройства.

Хороший пример: сообщить пароль при личной встрече. Теперь его можно использовать для последующей переписки, что дает преимущество перед передачей нешифрованных файлов на носителе. Также можно договориться о правиле генерации паролей на конкретную дату.

Неплохой пример: архив переслать по емайл, пароль сообщить голосовым сообщением в мессенджере, которое потом удалить.

Плохой пример: указать пароль в том же письме, где ссылка на облако.

Плюсы и минусы архивации

Плюсы: можно передавать по открытым каналам

Минусы: проблема с передачей пароля

А кстати, если уж заговорили про облака, там ведь тоже можно установить пароль. Да, но есть нюанс! Это может быть пароль на доступ к ресурсу, где хранятся данные, а не к самим данным. Другими словами, со стороны облака или FTP-сервера эта информация будет открыта. Доверять ли операторам облачных хранилищ или FTP-серверов, каждый решает сам, но в случае утечки данных такой способ передачи явно расширит круг подозреваемых…

К тому же далеко не все распространенные облачные хранилища позволяют закрывать доступ паролем (icloud.com, drive.google.com, cloud.mail.ru) – у некоторых функция доступна только для определенных тарифов.

Плюсы: удобство доступа

Минусы: проблема с передачей пароля, доверия к хранилищам

Очевидное невероятное с использованием протокола Диффи-Хеллмана

Ну и нужно отметить, что проблема генерации секретного ключа по открытым каналам давно уже решена У. Диффи, М. Хеллманом и Р. Мерклом (U.S. Patent 4200770 Apr. 29, 1980). И это протокол Диффи-Хеллмана, который оперирует возведением в степень и нахождением остатка от деления. За несколько итераций пересылки друг другу больших чисел лица, успешно освоившие школьный курс математики, вполне могут сформировать пароль, известный только им. Информации много, в Википедии есть примерjavascript с помощью уже знакомого нам AES и незнакомого RSA (см.ниже).

Ключ шифрования генерируется на основе пароля, поэтому для восстановления доступа к данным, в случае его утери, может помочь только предварительно сохраненный ключ восстановления.

Сервис неоднократно подвергался критике из-за используемых технологий обеспечения безопасности

или

Важное про гибридную криптографию

RSA (Rivest-Shamir-Adleman) – один из алгоритмов асимметричной криптографии. Это революционное достижение криптографии 1970-х. Суть в генерации пары ключей (открытый – известен всем, закрытый – только владельцу). Ключи друг из друга вычислить нельзя, хотя они математически связаны и растут из одного корня. Шифруем открытым ключом — расшифровать можно только закрытым. Шифруем закрытым – открытым проверяем, кто зашифровал. Вкупе с контролем целостности получаем электронную подпись.

Может возникнуть резонный вопрос, почему появление такой схемы не привело к отмиранию традиционной симметричной криптографии. Во-первых, привязываться к двум ключам не всегда удобно и не всегда нужно. Во-вторых, для обеспечения криптостойкости на уровне симметричных алгоритмов, асимметричным требуется гораздо более длинный ключ (напримерwww.seafile.com).

Seafile имеет простой веб-интерфейс, поддерживает русский язык, можно заменить логотип и фон. Есть клиентcкие приложения под Windows, Mac, Linux. В Google Play и AppStore присутствуют соответствующие мобильные приложения Seafile. Главное – гибкая настройка доступности материалов и журналирования.

Установка клиента делает работу с хранилищем похожим на работу с Git в части синхронизации с сервером и хранения истории изменений (возможность загрузки любой версии файла).

Корневые папки называются библиотеками, к ним можно применить шифрование и разрешить доступ на чтение/запись или только чтение.

Есть нюансы! Шифрованную библиотеку можно сделать доступной только зарегистрированным пользователям (группам пользователей). Библиотека без шифрования позволяет организовать общий доступ для пользователей (групп пользователей), сформировать ссылку на доступ или загрузку, защитив ее паролем и сроком действия.

На момент написания статьи документацияhttps://demo.seafile.com/demo. Также можно зарегистрироваться на cloud.seafile.com (у меня получилось только в качестве организации), получить 1 Гб в облаке и потестировать функционал.

Плюсы и минусы собственного шифрованного облачного хранилища

Плюсы:

• Объем ограничен собственным желанием;

• Есть клиенты под распространенные ОС;

• Ограничения на размер файла регулируются лишь технологиями;

• Безопасность и конфиденциальность под контролем.

Минусы:

• Нужно покупать сервер с дисками или хранилище;

• Требует затрат на обслуживание, железо, электричество.

4. Шифрование файлов ГОСТ и прост) (Kleopatra, КриптоАрм)

Идеальным с точки зрения безопасности, аутентификации и контроля целостности информационного обмена является решение на основе закрытого и открытого ключей.

Как осуществляется асимметричное шифрование, было рассмотрено выше. Но проверка личности абонента не менее важна! Здесь в игру вступают цифровые сертификаты. Их можно рассматривать как цифровой паспорт – логический контейнер, который содержит открытый ключ пользователя, его идентификационные данные и служебную информацию. Может возникнуть сомнение, как доверять сертификату. Чтобы разрешить его, есть два пути.

Наиболее широкое распространение получили системы PGP и PKI. В системе PKI подлинность валидируется в основном по вертикальной (иерархической) составляющей, когда сертификат подтверждается кем-то, имеющим более высокий статус. В системе PGP основной является горизонтальная составляющая. Образно можно представить, что в PKI доверие распространяется в виде дерева, а в PGP — в виде сети. Скорость шифрования на офисном компьютере для данного типа программ порядка 20-30 МБайт/с.

Децентрализованная сертификация

В 1991 году Ф. Циммерман написал программу Pretty Good Privacy (PGP), которая использовала шифрование с открытым ключом, и опубликовал её в Интернете для свободного доступа.

Несмотря на недостаток финансирования, отсутствие какого-либо оплачиваемого персонала, рекламной кампании и так далее, PGP стало наиболее широко используемым в мире программным обеспечением для шифрования и электронной подписи.

Первая версия системы называлась Сеть доверия

Диалог передачи файлов допускает множественный выбор. По умолчанию файлы собираются в tar-архив, но можно шифровать по отдельности. Главное здесь – выбор адресата (сам, другие пользователи Сети доверия).

Открытие файла возможно закрытым ключом адресата. Со стороны пользователя это ввод пароля.

Также возможно зашифровать файлы для неопределенного круга лиц (красная рамка). И тогда можно будет открывать их либо личным паролем (закрытым ключом), если сертификат указан в списке получателей, либо общим для всех паролем. Сомнительная функция… Видимо, идея в том, что обычное симметричное шифрование подкрепляется дополнительной информацией о подписанте. Однако, если сертификат подписанта не импортирован, никакой информации получить не удастся.

Папку можно зашифровать в Kleopatra через пункт меню «Файл/Подписать и/или зашифровать папку» и контекстное меню проводника с установленным GpgEX. Папку с подпапками придется предварительно заархивировать.

К недостаткам Gpg4win можно отнести отсутствие сертификатов ФСБ России, но для целей передачи корпоративных материалов это ПО вполне подходит.

Плюсы и минусы использования Сети доверия

Плюсы

• ПО в свободном доступе;

• Обмен ведется автономно.

Минусы

• Необходимо обменяться сертификатами открытых ключей.

PKI (Public Key Infrastructure, инфраструктура открытых ключей)

Сертификат легитимен, если выдан легитимным органом — центром сертификации (удостоверяющим центром). Это организация, чья честность неоспорима, а открытый ключ широко известен. Задача центра сертификации — подтверждать, что лицо является тем, за кого себя выдает и сопоставлять ему ключи шифрованияhttps://cryptopro.ru/products), проверяет цепочку сертификатов, по пинкоду извлекает из ключевого носителя закрытый ключ пользователя.

Чтобы обеспечить шифрование или подпись материалов, необходим клиент, например, КриптоАРМ или КриптоАРМ ГОСТ (https://cryptoarm.ru/). Асимметричное шифрование предполагает расшифрование открытым ключом пользователя. В этом случае можно говорить не о конфиденциальности, а лишь о целостности и об авторстве материалов. Если нужно зашифровать что-либо для конкретного абонента, то необходимо предварительно импортировать его сертификат.

Основное преимущество работы с КриптоПро – легитимность. Обмен соответствует Федеральному закону от 6.04.2011 №63‑ФЗ «Об электронной подписи» и Федеральному закону от 27 июля 2006 г. N 152-ФЗ «О персональных данных».

Плюсы и минусы использования централизованной сертификации

Плюсы:

• Соответствие обмена законодательству РФ;

• Надежность и аутентичность обмена.

Минусы:

• Обе стороны должны поддерживать инфраструктуру открытых ключей с единым корневым центром сертификации.

5. Как делать не надо) (отправлять по email, в вотсап, ЯД и т.д.)

Оценка скорости работы способов защиты данных

Для оценки скорости работы криптоприложений был создан типовой набор материалов, направляемых на аудит. 543 файла форматов .doc, .docx, .xlxs, .pdf, .txt в папке с трехуровневой структурой общим размером 440 МБ.

Все программы использовались с дефолтными настройками. Оценка скорости производилась на офисном компьютере, с ручным хронометражем, поэтому имеет ориентирующее значение. Тестировать веб-приложения в данном контексте нецелесообразно, т.к. основное влияние будет оказывать не алгоритм шифрования, а скорость соединения.

Cleopatra не может принимать на вход папку со сложной структурой, поэтому для нее файлы были помещены в архив размером 402 МБ. Для чистоты эксперимента КриптоАРМ тоже протестирован с этим архивом.

Результат представлен в таблице:

Из таблицы видно, что временные характеристики приложений соизмеримы, и делать акцент на быстродействии приложений при выборе варианта бессмысленно.

Исключение – пофайловое шифрование КриптоАРМ с сохранением структуры каталогов, но использование эта функции в рамках темы статьи маловероятно.

Некий общий вывод

Криптостойкость любого из предложенных решений с использованием шифрования соответствует задачам обмена конфиденциального характера по открытым каналам передачи информации.

Плюсы и минусы каждой схемы изложены. Каждый может выбрать оптимальный вариант. Потребительские свойства каждого метода сведены в таблицу ниже. Оценки субъективны, условны и носят информирующий характер. RTM Group использует все описанные методы, подстраиваясь под заказчика, если это не нарушает конфиденциальность информации.

В последнее время все больше клиентов (особенно, субъекты КИИ) выбирает шифрованное хранилище RTM Group на решении Seafile, т.к. это делает обмен материалами прозрачным (сохраняющим историю) и конфиденциальным.

Наш опыт показывает, что единственный минус такого подхода в том, что на стороне заказчика не всегда возможно установить клиентскую составляющую Seafile, вследствие чего материалы у него не шифруются. Мы считаем это допустимым, т.к. взаимодействие заказчика с хранилищем Seafile происходит по протоколу HTTPS.

---

¹ Advanced Encryption Standard, также Rijndael — симметричный алгоритм блочного шифрования, принятый в качестве стандарта шифрования правительством США в 2002 г.

² password-based key derivation function (функция формирования ключа из пароля)

³ https://ru.wikipedia.org/wiki/ПротоколДиффи—Хеллмана

⁴ https://habr.com/ru/post/168025/, https://xakep.ru/2022/06/22/mega-e2e/

⁵ https://habr.com/ru/post/422553/

⁶ https://ru.wikipedia.org/wiki/Уровень_криптостойкости

⁷ https://mega-awry.io/

⁸ Electronic Codebook (ECB). В ГОСТ 28147—89 этот режим называется режимом простой замены

⁹ https://manual.seafile.com/security/security_features/

¹⁰ https://wiki.merionet.ru/servernye-resheniya/112/chto-takoe-autentifikaciya-na-osnove-tokena/

¹¹ https://en.wikipedia.org/wiki/Web_of_trust

¹² https://www.gpg4win.org/

¹³ https://www.gpgfrontend.pub

¹⁴ https://ru.wikipedia.org/wiki/Triple_DES

¹⁵ https://habr.com/ru/post/655135/