Электронная подпись. Протоколы SSH, SSL

Протокол безопасного доступа SSH

Администрирование сетей обычно производится с консоли. Это удобный и наиболее безопасный метод. Но время от времени возникают ситуации, когда администратор вынужден выполнять те или иные системные операции с удаленного терминала. Если терминальный обмен не зашифрован, он может быть перехвачен с помощью любой машины (например, используя программу tcpdump или sniffer), подключенной к тому же логическому сегменту или, в более общем случае, к тому же каналу. Именно по этой причине целесообразно выделять почтовый сервер, DNS, сервер новостей и маршрутизаторы в отдельный сетевой сегмент, к которому не подключены "посторонние" машины. Чтобы предотвратить перехват сессии авторизации и последующей работы оператора, в Финляндии разработана специальная программа "безопасная оболочка" SSH (Secure Shell). Эта общедоступная программа пригодна для любых удаленных сессий, включая те, которые используют протокол HTTP. SSH применяет для шифрования как открытый ключ, так и симметричные схемы. При этом производится аутентификация ЭВМ и формирование коммуникационного канала с шифрованием передаваемых данных. В отличие от SSL здесь не требуется приобретать сертификат сервера или клиента для обеспечения высокой степени безопасности. Благодаря тому, что программа разработана в Европе, пользователь даже за пределами США получает высокий уровень защиты (нет экспортных лицензионных ограничений). SSH заменяет для приложений, где требуется безопасность, такие программы, как telnet, rlogin, rsh и rcp. Эта программа шифрует также и сессии X Windows для ЭВМ, на которых установлена. Привлекательность программы заключается в том, что помимо перечисленных возможностей она применима для шифрования практически любой TCP/IP сессии, например, FTP или http. Это реализуется путем запуска специальной прокси-программы на вашей локальной ЭВМ. Прокси-программа шифрует запрос и организует туннель до нужного сервера. Это позволяет использовать редактор HTML, графический WEB-броузер и другие программные продукты, которые сами по себе не поддерживают криптографической защиты. Шифрованная связь поддерживается с WEB-сервером, который не имеет соответствующего сертификата. В стандартный набор входит и программа безопасного удаленного копирования файлов SCP, заменяющая FTP. SSH по умолчанию использует порт 22.

Для формирования SSH -прокси на удаленном WEB-сервере сначала нужно зарезервировать не используемый порт на локальной машине, например, 5678. После этого следует использовать программу SSH для того, чтобы установить связь, например, с каким-то WEB-сервером. При этом для создания прокси следует применить опцию –L:

SSH –L5678:www.pod.potol.com:80 www.pod.potol.com

Аргумент, следующий после флага опции -L имеет формат:

<локальный порт>:<удаленная ЭВМ>:<удаленный порт>.

Таким образом, мы требуем, чтобы прокси прослушивала локальный порт 5678 и переадресовывала весь обмен в зашифрованном виде в порт 80 узла www.pod.potol.com. После выполнения данной команды следует, например, запустить WEB-броузер на вашей ЭВМ и потребовать установления связи с http://localhost:5678/. Практически будет установлена связь с http://www.pod.potol.com, но весь диалог в этом варианте уже будет зашифрован. По завершении работы с броузером следует выполнить команду logout на удаленной ЭВМ. Общедоступную версию SSH можно найти по адресу: http://www.cs.hut.fi/ssh.

В последнее время остро встала проблема надежной аутентификации пользователей в сети. Здесь приходится искать компромисс между однозначным распознаванием пользователя и требованиями конфиденциальности.

Протокол SSL. Безопасный уровень соединителей

Протокол SSL спроектирован для обеспечения конфиденциальности обмена между двумя прикладными процессами клиента и сервера (см. http://www.netscape.com). Он предоставляет возможность аутентификации сервера и, опционно, клиента. SSL требует применения надежного транспортного протокола (например, TCP).

Преимуществом SSL является то, что он независим от прикладного протокола. Протоколы приложения, такие как HTTP, FTP, TELNET и т.д. могут работать поверх протокола SSL совершенно прозрачно. Протокол SSL может согласовывать алгоритм шифрования и ключ сессии, а также аутентифицировать сервер до того как приложение примет или передаст первый байт данных.

Все протокольные прикладные данные в SSL передаются зашифрованными с гарантией конфиденциальности.

Протокол SSL предоставляет "безопасный канал", который имеет три основные свойства.

• Канал является частным. Шифрование используется для всех сообщений после простого диалога, который служит для определения секретного ключа.
• Канал аутентифицирован. Серверная сторона диалога всегда аутентифицируется, в то время как клиентская — аутентифицируется опционно.
• Канал надежен. Транспортировка сообщений включает в себя проверку целостности (с привлечением MAC – Message Authentication Code).

Спецификация протокола записей SSL Формат заголовка записи SSL

В SSL все данные пересылаются в виде рекордов (записей), объектов, которые состоят из заголовка и некоторого количества данных. Каждый заголовок рекорда содержит два или три байта кода длины. Если старший бит в первом байте кода длины рекорда равен 1, тогда рекорд не имеет заполнителя и полная длина заголовка равна 2 байтам, в противном случае рекорд содержит заполнитель и полная длина заголовка равна 3 байтам. Передача всегда начинается с заголовка.

Заметим, что в случае длинного заголовка (3 байта), второй по старшинству бит первого байта имеет специальное значение. Когда он равен нулю, посылаемый рекорд является информационным. При равенстве 1, посылаемый рекорд является security escape (в настоящее время не определено ни одного значения security escapes ; это зарезервировано для будущих версий протокола).

Код длины рекорда не включает в себя число байт заголовка (2 или 3). Для 2-байтового заголовка его длина вычисляется следующим образом (используется Си-подобная нотация):

RECORD-LENGTH = ((byte[0] & 0x7F << 8)) | byte[1];

где byte[0] представляет собой первый полученный байт, а byte[1] — второй полученный байт. Когда используется 3-байтовый заголовок, длина рекорда вычисляется следующим образом:

RECORD-LENGTH = ((byte[0] & 0x3F) << 8)) | byte[1];
IS-ESCAPE = (byte[0] & 0x40) != 0;
PADDING = byte[2];

Заголовок рекорда определяет значение, называемое PADDING. Значение PADDING специфицирует число байтов, добавленных отправителем к исходному рекорду. Данные заполнителя используются для того, чтобы сделать длину рекорда кратной размеру блока шифра, если применен блочный шифр.

Отправитель "заполненного" рекорда добавляет заполнитель после имеющихся данных, а затем шифрует все это, благо длина этого массива кратна размеру блока используемого шифра. Содержимое заполнителя не играет роли. Так как объем передаваемых данных известен, заголовок сообщения может быть корректно сформирован с учетом объема субполя PADDING.

Получатель этого рекорда дешифрует все поле данных и получает исходную информацию. После этого производится вычисление истинного значения RECORD-LENGTH (с учетом наличия опционного PADDING ), при этом заполнитель из поля данные удаляется.