Методы анонимности в сети. Часть 1. Просто о сложном

«Бывают наивны, как малые дети,
Те, кто верит в анонимность в интернете».
М. Сандомирский

Привет, хабраюзеры!

Эту статью меня заставили написать различные «обзоры» схем анонимности, появившиеся недавно в Интернете. Здесь я, упрощая многие технические моменты, расскажу о различных методах и способах обеспечения анонимности в Сети. Если тема найдет отклик, в следующих статьях цикла я перейду к более интересным техническим деталям.
Чтобы было проще, разделим анонимность в Интеренте на два направления:
«Социальная анонимность» — это то, что человек сам осознанно или неосознанно рассказывает о себе в Сети.
«Техническая анонимность» — когда утечка деанонимизирующих данных связана с используемыми техническими средствами и приложениями.

Мы сконцентрируемся именно на Технической анонимности.
Все части здесь:
Часть 1:
Часть 2:
Часть 3:
Часть 4:
Прокси-серверы

Глобально, когда говорят прокси-сервер, то имеют в виду что-то, выступающее посредником между клиентом и адресатом.
В разрезе же обеспечения анонимности прокси-серверы бывают:
HTTP-(веб)-прокси-серверы. Такие серверы пропускают через себя только HTTP-траффик, по умолчанию добавляя в передаваемый траффик данные о применении прокси;
SOCKS-прокси-серверы. В отличие от HTTP-прокси-серверов, SOCKS передаёт всю информацию, ничего не добавляя от себя. Протокол SOCKS находится на сеансовом уровне модели OSI, этим достигается независимость от высокоуровневых протоколов: HTTP, FTP, РОРЗ и др., что и позволяет SOCKS пропускать через себя весь траффик, а не только HTTP;
отдельно стоит упомянуть CGI-прокси или «анонимайзеры», которые по сути представляют собой web-сервер с формой, где клиент вводит адрес нужного сайта. После чего открывается страница запрошенного ресурса, но в адресной строке браузера виден адрес CGI-прокси. CGI-прокси, как и любой web-сервер может использовать https для защиты канала связи между собой и клиентом.

Схему работы прокси-серверов вы видите на картинке, тут всё просто:

Плюсы прокси-серверов:
прокси дешевы, в сети можно найти много бесплатных прокси.

Минусы прокси-серверов:
надо доверять прокси-серверу;
для http-прокси надо фильтровать HTTP-заголовки: «HTTP_X_FORWARDED_FOR: client, ip1...», HTTP_VIA, HTTP_FORWARDED и др.;
протоколы прокси (http, SOCKSx) НЕ поддерживают шифрование между HTTP/SOCKS/Elite/Anonymous-прокси и клиентом. А SSL-прокси означает лишь то, что клиент может работать с https-ресурсами;
цепочки прокси неэффективны: Привет Proxy1, отправишь моё сообщение:«forward to Proxy3; forward to Proxy4; forward to encrypted.google.com/c8e8df895c2cae-что-нибудь-ещё-здесь-зашифрованное-166baf для Proxy2?» Спасибо!;
необходимость настройки прокси-сервера для каждого приложения либо использование отдельных программ-соксификаторов, например, Proxifier.

VPN/SSH

Я буду говорить о VPN, подразумевая также и SSH-туннели. Так как, несмотря на некоторые различия, основной принцип у них одинаков.
Схема работы VPN показана на картинке:

В настоящее время коммерческими провайдерами предлагаются следующие протоколы VPN:
PPTP – используется наиболее широко, быстрый, легко настраивается, однако считается «наименее защищённым» по сравнению с остальными;
L2TP + IPSec. L2TP обеспечивает транспорт, а IPSec отвечает за шифрование. Данная связка имеет более сильное шифрование, чем PPTP, устойчива к уязвимостям PPTP, обеспечивает также целостность сообщений и аутентификацию сторон;
OpenVPN – безопасный, открытый, а следовательно, распространённый, позволяет обходить многие блокировки, но требует отдельного программного клиента;
SSTP – такой же безопасный, как и OpenVPN, отдельного клиента не требует, однако сильно ограничен в платформах: Vista SP1, Win7, Win8.

Практически все коммерческие VPN-провайдеры предлагаю выбор из двух протоколов: OpenVPN и PPTP. Реже предлагается протокол L2TP+IPSec. И совсем единицы предлагают протокол SSTP.
Отдельно стоит отметить сервисы, предоставляющие «DoubleVPN», когда перед тем, как выйти в Интернет, траффик проходит 2 разных VPN-сервера в разных странах, или даже «QuadVPN», когда используется 4 сервера, которые пользователь может выбрать сам и расположить в произвольном порядке.
Любопытное исследование, касающееся анонимности и надёжности коммерческих VPN-серверов, было проведено ресурсом torrentfreak.com: torrentfreak.com/vpn-services-that-take-your-anonymity-seriously-2013-edition-130302
VPN-провайдерам были заданы вопросы:
Храните ли вы журналы, позволяющие вам или третьим лицам сопоставить ip-адрес или временную отметку с вашим клиентом? Если да, то какие данные вы храните?
Под какой юрисдикцией работает ваша компания, и при каких обстоятельствах вы раскроете данные третьей стороне?
В случае, если вы получите DMCA-уведомление или его европейский аналог, что вы с ним сделаете?
С какими платежными системами Вы работаете, и как они связаны с учетными записями пользователей?

Резюмируя, стоит отметить, что большинство VPN-провайдеров в своих ответах единодушны: «Журналы не хранятся, а если и хранятся, то очень недолго, по ним вычислить абонента нельзя. На нас очень трудно надавить и заставить выдать хоть что-то». Разумеется, других ответов от сервисов, главной целью которых является обеспечения анонимности пользователей, ожидать не приходится.

Плюсы VPN/SSH:
быстро и удобно, не надо отдельно настраивать приложения.

Минусы VPN/SSH:
нужно доверять VPN/SSH-серверу/провайдеру.

Отмечу, что большинство тематических дополнений для браузеров и «программ для анонимности» используют в своей основе именно прокси-серверы и VPN-серверы для скрытия ip-адреса клиента.

Tor. Великий и ужасный

О Tor говорилось уже много, но я попытаюсь рассказать просто
Tor — это система маршрутизаторов, в которой клиент соединяется с Интернетом через цепочку узлов. Как правило, цепочка состоит из трех узлов, каждому из них неизвестны адреса клиента и ресурса одновременно. Кроме того, Tor шифрует сообщения отдельно для каждого узла, а открытый трафик виден только выходному роутеру.
Сейчас Tor — это 10 авторитетных (управляющих) узлов, около 4200 узлов-посредников, в том числе примерно 900 выходных узлов.
На картинке упрощённая схема работы Тоr

Отмечу, что обратно траффик идет в открытом виде, на выходном узле он зашифровывается временным симметричным ключом и передается по цепочке (да-да, непосредственно сам траффик шифруется на симметричных ключах, а эти ключи шифруются уже на ассиметричных ключах).
Тоr ругают потому, что требуют от него слишком многого: безопасно передавать в сеть траффик любых приложений, защиты от глобального наблюдателя, конфиденциальности передаваемых данных и пр. Но он решает главную задачу при своей модели угроз: достаточно высокий уровень анонимности клиента при передаче только http-траффика при соблюдении всех обязательных правил:

Плюсы Tor:
высокая степень анонимности клиента при соблюдении всех правил;
простота использования (скачал Tor Browser Bundle, запустил и пользуйся).

Минусы Tor:
выходной траффик прослушивается;
низкая скорость;
наличие управляющих серверов.

На одном из форумов я нашёл опрос, касающийся Tor. Количество опрошенных не говорит о достоверности результатов, однако победивший ответ весьма правильный

Работу Tor неизменно сопровождают сомнения людей в его надежности и анонимности. Сейчас мы не будем его подробно разбирать, я обещаю сделать это в следующих статьях цикла, где подробно опишу некоторые важные детали Tor и постараюсь ответить на все вопросы.

I2P

Про I2P было сказано много слов, буду лаконичен и постараюсь объяснить все наглядно.
I2P — это анонимная сеть, работающая поверх Интернета. В ней есть свои сайты, форумы и другие сервисы. По своей архитектуре она полностью децентрализована, также в I2P нигде не используются ip-адреса.
В I2P есть два главных понятия:
«туннель» – это временный однонаправленный путь через некоторый список узлов. Туннели бывают входящие и исходящие;
«сетевая база NetDb», которая в той или иной мере распределена по всем клиентам I2P. Её цель – хранение информации о том, как клиенту соединиться с определенным адресатом.

База NetDb хранит в себе:
RouterInfos – контактные данные роутеров (клиентов), используются для построения туннелей (упрощая, они представляют собой криптографические идентификаторы каждого узла);
LeaseSets – контактные данные адресатов, используются для связи исходящих и входящих туннелей.

На начало 2013 года I2P включала в себя 25.000 роутеров и 3.000 LeaseSets.
Расскажу про алгоритм взаимодействия узлов:
Шаг первый. Узел «Kate» строит исходящие туннели. Она обращается к NetDb за данными о роутерах и строит туннель с их участием.

Шаг второй. «Boris

жду)))
1. Том, как с технической точки зрения работают Tor, I2P и о разнице между SOCKS 4, 4a, 5 с точки зрения анонимности.
2. Плюсах и минусах комбинирования Tor и VPN и о других, менее популярных, и даже экзотических схемах анонимности.
3. Конкретных утечках деанонимизирующих данных.