Как происходит шифрование данных в 6 популярных приложениях для обмена сообщениями. И стоит ли этому верить.
О появлении мессенджеров и вопросе конфиденциальности
В былые времена главным средством связи в интернете была электронная почта (достаточно вспомнить эпическую переписку Линуса Торвальдса и Эндрю Таненбаума, и не факт, что кто-то взломал почту одного из них, Линус сам опубликовал переписку в своей книге “Just for Fun”), ни о каком шифровании никто особо не задумывался.
Но это не мешало отдельным индивидуумам производить шифрование/расшифрование писем на локальном компе, зная при этом общий ключ. Но это не было широко распространено, мало кто был в этом заинтересован. Были же времена.
В первой половине 90-х в качестве средств общения большую популярность получили чаты (chat-room). Следует заметить, что их популярность была высокой даже до середины первого десятилетия 21-го века. Уверен, все читатели ресурса знают, а кто-то может помнит чаты, поэтому я не буду на них останавливаться.
ICQ
В 1996-м году появилась ICQ. Она была разработана израильской компанией Mirabilis. Она не была первой и единственной системой мгновенного обмена сообщениями, но благодаря своим достоинствам стала самой популярной, например, в то время разработчики IM-приложений выбирали монетизацию путем их продажи, а ICQ была бесплатной. В то время о шифровании не было и речи.
Для передачи данных использовался проприетарный протокол OSCAR. Два года спустя, Mirabilis была куплена американской компанией AOL и до 2010-го года вместе с мессенджером принадлежала ей. А, в указанном году, права на ICQ были проданы Mail.Ru Group.
После появления ICQ, как грибы после дождя стали появляться конкурирующие системы мгновенного обмена сообщениями. За время жизни ICQ, появилось многочисленное количество, как официальных модификаций, так и неофициальных клиентов, примерами тому служат QIP, Miranda и многие другие. Среди конкурирующих программ, стремящихся потеснить ICQ в 1999-м году вышел MSN Messenger от Microsoft.
Последний стремился стать заменой ICQ-клиенту, используя его протокол, но не получилось, AOL пресекали попытки путем изменения протокола.
Ни о каком шифровании в официальном мессенджере ICQ на то время не могло быть и речи, поскольку в условиях использования оговаривалась возможность использования любых передаваемых между собеседниками данных третьей стороной (компанией AOL) в любых целях. В то же время, альтернативные клиенты могли реализовывать эту возможность.
Это был ХХ век.
О необходимости шифрования данных
Изначально необходимость шифрования появилась не для того, чтобы защитить свои секреты от “большого брата”, а, чтобы защититься от хакеров, перехвата и модификации данных. Пользователи передают не только: “Привет, как дела?” вместе с фотографиями котиков, но, порой, весьма ценную и секретную информацию: сканы личных документов, билеты на самолеты, исходные коды и/или дистрибутивы новых программ/игр/приложений и множество другой конфиденциальной информации.
И юзерам не хотелось бы, чтобы их данные кто-то мог беспрепятственно перехватить и прочитать (особенно жалко исходные коды).
Но подавляющее большинство пользователей по прежнему находились в младенческом неведении, думая: “мои данные никому не нужны” и предполагая, что находятся в безопасности. Но, тут, словно гром среди ясного неба (в 2013-м году) появился Эдвард Сноуден и всех сдал. Короче, он рассказал о том, что спец. службы следят за каждым сообщением, за каждым телефонным звонком, за каждой покупкой в интернет-магазине.
Юзеры, до этого чувствовавшие себя защищенными, оказались на ладони “большого брата”, который способен заглянуть в любые интимные дела. Отсюда началась гонка за шифрованием, точнее продолжилась с новым – удвоенным рвением.
О шифровании
Подавляющее большинство специалистов по информационной безопасности признают сквозное (end-to-end) шифрование наиболее стойким методом защиты информации. Поэтому разработчики систем IM реализуют его в своих продуктах. Кто-то уже реализовал, кто-то на пути к этому. Но со временем оно будет у всех, даже у гигантов индустрии, которые сами не прочь залезть в пользовательские данные.
При end-to-end шифровании ключи, используемые для шифровки и расшифровки информации, генерируются и сохраняются только на конечных узлах переписки, то есть, у ее участников. Серверная сторона не принимает никакого участия в создании ключей, а, следовательно, не имеет к ним доступа, в результате чего, видит только закодированные данные, передаваемые между участниками. Только последние могут раскодировать и прочитать информацию.
Как работает метод сквозного шифрования? Во время начала сеанса связи, на устройстве каждого собеседника генерируются по 2 ключа: открытый и закрытый. Последний используется для расшифровки данных, этот ключ не покидает пределы локального устройства.
Открытый ключ по открытому каналу связи передается собеседнику (одному или всем, в случае, если их несколько). С помощью открытого ключа собеседник может только зашифровать данные, а расшифровать их может только обладатель соответствующего закрытого ключа. Поэтому, не важно, кто перехватит открытый ключ. В результате этого, он сможет только передавать свои зашифрованные данные.
Сгенерировав по паре ключей, собеседники обмениваются открытыми ключами, после чего начинается защищенное общение.
Текст, видео, аудио, файлы после шифровки у отправителя попадают на сервер, где хранятся, пока получатель не будет в состоянии получить данные. После этого, в зависимости от стратегии компании – обладателя сервера, данные либо уничтожаются, либо сохраняются еще на какой-то срок.
Как мы видим: end-to-end шифрование – это хорошо. Для современных средств ИКТ шифрование / расшифровка не будет непосильной задачей, даже не будет сложной задачей. В то же время, если в разговоре участвуют несколько собеседников, тогда, отправляя сообщение, для каждого надо его зашифровать, поэтому от возрастания количества собеседников в равной степени возрастает нагрузка на девайс. Для этого разработчики оптимизируют средства организации групповых разговоров.
Сама идея end-to-end не нова. В 1991-м году Филом Зиммерманом было разработано программное обеспечение для шифрования сообщений и других данных PGP (Pretty Good Privacy). В последующие годы алгоритм и соответствующее ПО усовершенствовались и приобрели дополнительные механизмы.
В 1997-м году компания PGP Inc. предложила инициативу OpenPGP, а в 1999-м участниками движения свободного программного обеспечения на основе открытого стандарта была создана свободная реализация PGP – GnuPG.
Это все к тому, что, так как взлом PGP еще не был зафиксирован, на основе открытой реализации PGP (исходные коды ведь имеются) можно создавать механизмы шифрования, чем, скорее всего, и занимаются разработчики мессенджеров. Не писать ведь с нуля.
Шифрование в средствах IM
В 21-м веке появилось еще больше мессенджеров, мы обратим внимание только на самые популярные – выдержавшие конкурентную борьбу.
Но сначала, об ICQ. Как было сказано выше, в этом приложении данные передаются по протоку OSCAR (текстовые сообщения). В 2008-м году он стал открытым, но по прежнему не свободным. Открытие протокола сделало возможным проведение аудита независимыми исследователями, что является важным пунктом в общем доверии к безопасности сетевых приложений. Многие альтернативные клиенты, в том числе: Miranda, QiP уже довольно давно поддерживают шифрование на основе PGP.
Однако, только весной этого года аська вдобавок к тексту получила end-to-end шифрование по двум фронтам: аудио и видео. Как мы знаем, данный тип шифрования позволяет избежать чтения данных третьим лицом (Mail.ru), но в то же время мы помним: в условиях использования оговаривалась возможность использования любых передаваемых данных.
Skype. Самый используемый
Был создан в 2003-м году люксембургской компанией Skype Limited (преимущественно, эстонскими программистами). До сих пор очень популярный мессенджер, очевидно, по инерции. В 2011 компания Skype Limited была куплена Microsoft’ом. Ранее, последняя хотела купить ICQ, но не получилось, второй шанс с другим мессенджером она не упустила. Skype имеет порты под все распространенные девайсы и операционные системы.
Сначала в Skype использовался оригинальный проприетарный протокол, на который жаловались все спец. службы из-за невозможности взломать его. Но, после покупки Microsoft’ом, прежний протокол был признан устаревшим и заменен MSNP 24-й версии. Для внешних атак протокол является стойким, поскольку используется алгоритм шифрования AES-256. В то же время, если в разговоре участвует собеседник с обычного стационарного или мобильного телефона, тогда его данные не шифруются.
Однако, Microsoft идет спец. службам на уступки, предоставляя запрошенные данные. Следовательно, хотя данные передаются между участниками разговора в зашифрованном виде, на сервере их можно распаковать и прочесть.
После 2003-го года никто, по большому счету, несколько лет мессенджерами не занимался, это было не выгодно, Skype почти каждый год приносил убытки.
WhatsApp. Самый популярный мобильный мессенджер
Так продолжалось до 2009-го года, пока не появился WhatsApp. Первое и весьма продолжительное время (до начала текущего года), приложение было платным. Кроме того, шифрование отсутствовало. Для передачи данных используется открытый и свободный протокол XMPP, основанный на XML, он предполагает передачу не только текстовых сообщений, на так же аудио, видео, двоичных/текстовых файлов.
Работа над безопасностью мессенджера началась в 2012-м году шифрованием текстовых сообщений. Но только весной текущего года было внедрено end-to-end шифрование не только текста, но и голосовых и видео сообщений. Соответственно, после этого серверная сторона потеряла возможность читать пользовательскую информацию.
Благодаря своей бешеной популярности, в 2014-м году сервис WhatsApp был приобретен Facebook’ом. Отчего произошли изменения в плане оплаты.
Viber. Самый популярный мессенджер в России
Затем, в 2010-м году, появился Viber – средство IM и VoIP-телефонии. Но только весной этого года передача любых данных стала зашифрованной. Безусловно, разработчики реализовали сквозное шифрование.
iMessage. Полная безопасность под вопросом
Разработан в 2011-м году. Первый этап шифрования выглядит стойким: сообщение шифруется комбинацией 1280-битного открытого RSA ключа и 128-битным алгоритмом AES. А, подпись осуществляется на основе алгоритма ECDSA (Elliptic Curve Digital Signature Algorithm). Собеседники меняются ключами для создания шифровок. На первый взгляд, все круто.
Как заявляют разработчики, в последних версиях мессенджера используется сквозное шифрование, невозможность сотрудников компании прочитать сообщения находится под вопросом. Как было сказано в разделе “О шифровании”: при отправке данные в зашифрованном виде сохраняются на сервере компании, владеющей этим сервером.
На первый взгляд, ситуация стандартная, но приватный ключ пользователя, остающийся на устройстве, имеет связь с пользовательским паролем. Последний, в свою очередь, имеется у Apple. Каким еще образом происходит восстановление паролей при потере устройства? Из этого вытекает возможность восстановления ключа и расшифровки сообщений.
Telegram. Легендарное шифрование MTProto
Появился в 2013-м году, благодаря тандему братьев Дуровых. Один из последних неустанно распространяет сведения о сверх безопасность своего детища. Поэтому по поводу безопасности Telegram поднято много дебатов. Абсолютная безопасность весьма спорный вопрос.
Перед отправкой данных с помощью транспортного протокола (http, tcp, udp), их шифрованием занимается протокол MTProto – совместная разработка братьев. Он состоит из трех независимых компонентов: компонент высокого уровня, криптографический слой, компонент доставки. Первый – определяет метод, с помощью которого запросы и ответы API конвертируются в двоичный код.
Второй – определяет метод, который шифрует сообщения перед отправкой, и последний – служит для определения способа передачи сообщений (тип транспортного протокола). Во время подготовки пакета, сверху сообщения добавляется внешний заголовок, он представляет собой 64-битный идентификатор ключа, который уникально определяет ключи авторизации пользователя и сервера.
Вместе они представляют 256-битный ключ и столько же разрядный вектор инициализации. Последний используется для шифрования сообщения посредством алгоритма AES-256. В шифруемое сообщение включаются: сессия, ID сообщения, порядковый номер сообщения, соль сервера. Эти данные, в свою очередь, оказывают влияние на ключ сообщения.
Таким образом, осуществляется шифрование сообщения. У Telegram есть возможность использовать сквозное шифрование или позволить серверу видеть данные. Во-первых, второй режим служит, чтобы не привлекать лишнего внимания спец. служб, он включен по умолчанию.
Первый – защищенный режим именуется секретным чатом (Secret room) и работает по всем законам end-to-end шифрования. Пользователь сам по желанию может включить этот режим.
Тем не менее, в обоих случаях, определенное время сообщения хранятся на сервере. В первом случае, их невозможно прочесть, а во втором – можно. Продолжительностью этого времени управляет пользователь.
Итоги
На сегодняшний день в плане безопасности, все многообразие современных мессенджеров мы можем представить двумя категориями: мессенджеры, реализующие полное end-to-end шифрование и вторая категория, это системы для обмена сообщениями, которые только пытаются быть похожими на первую категорию, хотя они шифруют отправляемые данные, на сервере эти данные можно легко прочесть.
Утверждает, что все зашифрованные мессенджеры уязвимы, и в особенности, Whatsapp. Материал наделал много шума, однако так ли все печально на самом деле? Компания-эксперт в области интернет-безопасности Open Whisper Systems утверждает, что ничего нового в The Guardian написано не было и на Вотсап “наехали” напрасно.
Прошлой весной Whatsapp выпустил крупнейшее обновление в своей истории — добавилась функция принудительного конечного шифрования, которая по сути означает, что никто, включая Whatsapp, не может прочитать вашу переписку. Вчерашнее расследование The Guardian представляет мнение эксперта, который заявляет, что Whatsapp умышленно оставил “черный ход” (backdoor) в своем коде для возможного перехвата сообщений спецслужбами и другими заинтересованными лицами. Сами же разработчики Whatsapp утверждают, что это совсем не так, и что потенциально небезопасное поведение их приложения — ни что иное как облегчение жизни своим многочисленным пользователям.
Безопасность переписки Whatsapp была разработана с помощью компании Open Whisper Systems, той самой, которая разработала самый безопасный мессенджер в мире — Signal, и в своем блоге компания подробно описывает как все работает. В Вотсап внедрен Signаl-протокол (а еще он внедрен в недавний Google Allo), который выдает каждому пользователю два ключа безопасности: публичный ключ, по которому его могут идентифицировать другие пользователи и личный приватный ключ, который будет закреплен на устройстве. Поскольку люди частенько меняют свои телефоны и перестанавливают приложения, связка ключей безопасности будет меняться соответственно этому. Пользователи могут убедиться в приватности своего общения внутри Whatsapp, проверяя код безопасности на каждом устройстве, участвующем в разговоре — если коды совпадают, это будет означать что перехват сообщений между собеседниками отсутствует (такой тип атаки называется man-in-the-middle, MITM).
Материал the Guardian основан на расследовании Тобиаса Белтера (Tobias Belter) . Он утверждает, что сервер Whatsapp можно взломать по запросам третьих лиц. То есть Вотсап может сгенерировать новый ключ безопасности и выдать его этим самым третьим лицам пока пользователи не заметят, что что-то произошло. В мессенджере Signal app любая подмена ключа безопасности результирует в невозможность отправки сообщения и в предупреждение безопасности, причем все это происходит до того, как пользователь соберется переправить сообщение заново и самостоятельно. В Whatsapp же пользователь получает уведомление о смене ключа, при этом сообщение будет автоматически перекодировано под новый ключ и отправлено адресату. То есть вы только потом сможете выяснить, действительно ли совпадает новый ключ с вашим адресатом. При том, что такую настройку о предупреждении в вашем Whatsapp еще необходимо включить вручную:
Подобное поведение Whatsapp в компании Open Whisper Systems объясняют идеологической простотой использования мессенджера. А еще, сервера Whatsapp не знают, кто включил настройку о предупреждении, а кто нет — поэтому попытка взлома может быть быстро обнаружена. Во всяком случае, “адвокаты” Whatsapp настаивают на том, что такую политику безопасности можно называть как угодно, но это не уязвимость и не backdoor. Это “особенность”.
Многие западные эксперты по безопасности соглашаются с выводами Open Whisper Systems:
It’s ridiculous that this is presented as a backdoor. If you don’t verify keys, authenticity of keys is not guaranteed. Well known fact.
Frederic Jacobs (@FredericJacobs)
Защита личных данных от доступа к ним третьих лиц – это именно то, что ищут пользователи в современных мессенджерах. По этой причине используемое в Ватсап шифрование является показателем того, что разработчики заботятся о своих клиентах и препятствуют утечке информации с чатов. Давайте подробнее разберемся в принципе работы этой технологии.
Навигация:
Что такое сквозное шифрование
Многие пользователи до сих пор задаются резонным вопросом: «Сквозное шифрование WhatsApp – что это такое? ». Начнём с того, что работает оно путём использования технологии end-to-end encryption, то есть, обмен данными происходит между отправителем и адресатом без проверки сообщений кем бы то ни было, включая даже самих разработчиков. Это относится ко всем типам информации, включая:
Появилась технология как необходимая мера борьбы с кибертеррористами и правительственными службами, которые не раз скомпрометировали себя на получении данных с личных переписок
Как убрать шифрование в WhatsApp
Стоит отметить, что снять сквозное шифрование в Вацапе невозможно. После его введения, создатели мессенджера оставили лишь возможность просмотреть уникальный код шифра, доступный для участников диалога. Сделать это можно следующим образом:
После чего появится комбинация из чисел и QR-код, который должен совпадать с таковым у вашего контакта.
В заключение следует отметить, что подобные нововведения необходимы для сохранения личных переписок и пересылаемых файлов, поэтому необходимости в его отключение попросту нет.
Вопрос защиты передаваемых данных в сети как нельзя актуален во время повсеместного проникновения Интернета во все сферы жизни человека. Многие злоумышленники могут воспользоваться конфиденциальной информацией в своих целях для совершения правонарушений. Современные мессенджеры и сервисы применяют шифрование сообщений и данных, которые сможет прочесть только адресат.
Немного истории
Первые намёки на шифрование появились ещё в древности. Тайную запись начали применять для сокрытия текстов, указов, переписок и рецептов. Конечно, тогда технология шифрования была много проще — буквы алфавита менялись на цифры, другие символы или же пропускались вовсе. Адресат знал обозначения всех символов и мог прочитать послание.
Активное развитие шифрование приобрело во время Великой Отечественной войны. В этот неспокойный период требовалось передавать указания между подразделениями и даже странами таким образом, чтобы противник не смог узнать о предстоящих планах и действиях. Особенно в этом преуспела Германия со своей знаменитой машиной «Энигма». До каких-то пор сообщения, созданные с её помощью, расшифровать было невозможно. Однако британским криптографам все же удалось взломать шифр, и хотя Германское командование несколько раз меняло алгоритм, до конца войны англичане читали зашифрованные с помощью машины послания.
Современность
Впервые вопрос встал в США в 1972 году. В процессе анализа и разработки алгоритма стандарт шифрования DES был признан официальным в 1977 году, и стал использоваться для передачи правительственных данных.
С тех пор было издано много новых видов и способов шифрования. Обособленно стоит метод, получивший название «сквозное шифрование». Он используется для обеспечения конфиденциальности в мессенджерах.
Сквозное шифрование
Смысл такого подхода в общих словах выражается в том, что ключ для расшифровки сообщений есть только у участников переписки. Для примера можно привести алгоритм работы с каким-либо сайтом. Наверное, многие обращали внимание, посещая интернет, что в адресной строке вместо http иногда появляется https. Это означает, что между сайтом и пользователем соединение защищено с помощью шифрованного канала, например SSL. Но тут есть один нюанс — ключ для него есть на сервере. То есть, злоумышленник, получив доступ к сайту, станет обладателем и ключа.
Сквозное шифрование позволяет исключить из цепочки посредников, имеющих доступ к средству расшифровки. То есть ключ будет только у двух участников переписки.
Бытует мнение, что первым сквозное шифрование начал применять самый популярный мессенджер WhatsApp. Однако, это не так. Первым его начал использовать мессенджер Signal. Кстати, протокол метода носит одноимённое название. Который в том или ином виде используется в других средствах отправки сообщений — WhatsApp, Facebook Messenger, Viber и других.
Свойства алгоритма
Что значит сквозное шифрование? При установлении сеанса связи между двумя пользователями на их устройствах генерируется по два ключа — закрытый и открытый. Первый применяется для расшифровки сообщений, второй — для их шифрования. Закрытый ключ никогда не покидает пределов аппарата. Зато открытый отправляется в естественном виде собеседнику. Этот процесс происходит в двухстороннем режиме, то есть у обоих участников.
Такой подход к шифрованию позволяет создавать высокий уровень безопасности сообщений. С другой стороны для реализации сквозного шифрования потребуется больше ресурсов, чем в классическом виде.
Ещё один негативный момент отмечается в том, что на серверах многих мессенджеров со сквозным шифрованием сохраняется вся служебная информация — кто с кем общается, посредством каких сервисов, клиентов, геолокация, а также все сведения о маршрутизации. Хоть это и не создаёт возможности чтения конкретного сообщения, зато позволяет установить сам факт переписки между двумя пользователями.
Применение в Whatsapp
Что такое сквозное шифрование в Ватсапе? В этом мессенджере реализован алгоритм приложения Signal, которое в свою очередь основано на шифровании Double Ratchet - "Двойного Храповика". Этот термин взят из Энигмы, в которой "храповики" обеспечивали уникальность каждого ключа при шифровании данных. А "двойной" — означает, что ключ не может повториться практически никогда.
Сквозное шифрование в Ватсапе значит, что на каждом смартфоне участников беседы формируются свои ключи и расшифровать полученные от других собеседников послания можно только с их помощью.
Развитие технологии шифрования
На сегодняшний день не было зафиксировано случаев массового взлома переписок пользователей. Хотя во многих мессенджерах и удалось реализовать подмену абонента, все же прочитать секретные чаты было невозможным. Поэтому сохранение конфиденциальности при переписке в различных сервисах все же работает.
В заключение
В статье было подробно рассмотрено, что значит "защищено сквозным шифрованием". Также были описаны алгоритмы безопасности, методы передачи ключей и история первых криптографических изысканий. Сегодня рынок программного обеспечения готов предложить пользователям огромный выбор различных мессенджеров и сервисов для обмена сообщениями.
Какие-то из них шифруют свои каналы, какие-то нет. Широкую популярность набирает мессенджер "Телеграм", обещающий самую максимальную безопасность и защищенность, и который уже успел обрасти небольшими скандалами и интригами. При этом он использует особый режим сквозного шифрования, основанный на протоколе MTProto. Насколько он эффективен - покажет время.
В описании к мессенджеру WhatsApp указано, что он работает по принципу сквозного шифрования. Эта черта считается одним из главных достоинств программы. Но далеко не всем пользователям понятно, что стоит за таким названием. Для многих людей будет логичным вопрос: «Что это - сквозное шифрование WhatsApp?».
Особенности
В классических мессенджерах следующая схема переписки между пользователями: сообщение отправляется с первого устройства на сервера разработчика, а оттуда оно доставляется до адресата. В современных приложениях, к которым относится в Ватсап , она немного изменена.
Теперь сообщение еще до отправки шифруется на смартфоне. На сервер оно приходит не в виде набранного текста, а в форме хаотичных для человека символов. Оттуда сообщение перенаправляется на смартфон или планшет адресата, где дешифруется. Ключом шифрования называется какая-то последовательность символов, определяющая «азбуку» шифра. Это некая форма алфавита. Но в случае Вацапа, ключ уникальный для каждого устройства. Вернее, их два: первый отвечает за преобразование текста при отправке, второй - при получении.
Взломать такую систему возможно только в случае знания этого ключа шифрования WhatsApp. А он записан непосредственно на устройстве пользователя. Такова современная защита в мессенджере.
Настройка сквозного шифрования
Разработчиками WhatsApp не предусмотрено отключение сквозного шифрования. Это упомянуто даже на официальном сайте приложения. Такое решение вполне логично, ведь для пользователей всегда была важна сохранность и безопасность личной информации. А если деактивировать эту функцию, то и защищенность уйдет.
Однако стоит упомянуть, что не все так категорично. Если вы ищете, как убрать сквозное шифрование в Вацапе, то такой способ есть. Достаточно установить на смартфон или планшет старую версию Ватсапа, где данная функция отсутствовала.
Но в таком случае никто не сможет гарантировать, что в ваши переписки не заберутся посторонние люди. При этом нужно учитывать, что для установки старой версий программы нужно будет отключить защиту на мобильном устройстве.
В случае с Android все просто, достаточно активировать режим «Установка с неизвестных источников» в меню настроек разработчика. А вот для iOS потребуется джейлбрейк - вариант взлома - который может привести к поломке iPhone или iPad.
Внимание: на официальной странице WhatsApp отсутствует раздел, где можно найти старые версии. Это значит, что придется загружать приложение со сторонних ресурсов, на которых могут содержаться вирусы.
