Виды шифрования и защита трафика

Неважно, по каким причинам ты решил шифровать то, что пересылаешь через интернет. Это может быть забота о секретности личных данных, попытка обойти запреты того или иного государства или другие мотивы. В современном мире простым людям доступен неплохой выбор криптостойких шифрованных протоколов и программ, которые их реализуют. В этой статье мы пройдемся по всем классам таких решений (пусть многие из них и широко известны), обсудим надежность и посмотрим, какие доступны реализации.

Прокси-серверы

Прокси-серверы — самый доступный способ анонимизировать трафик: они дешевы и широко распространены. Их принцип работы очень прост: прокси — это почтальон, который доставляет конверты с письмами вместо тебя, аккуратно стирая имя отправителя, и возвращает ответ лично тебе в руки.

Изначально эта технология была призвана защищать внутренние корпоративные сети от остального интернета (сотрудники получали доступ из внутренней сети в интернет через шлюз), но стала исторически первым способом анонимизировать трафик.

Работая через прокси, компьютер все свои запросы перенаправляет через посредника (прокси-сервер), и уже посредник, представляясь твоим компьютером, запрашивает данные у сайтов. Прокси-серверы узкоспециализированы, поэтому на каждый тип интернет-соединения имеется свой тип прокси. Например, для FTP (File Transfer Protocol) есть FTP-прокси. Подробно мы разберем три типа прокси-серверов.

HTTP и HTTPS могут работать только с запросами HTTP, а вся разница между ними в том, что HTTPS шифрует передаваемые данные, а HTTP — нет. Поэтому прокси HTTP не рекомендуются к пользованию, они могут лишь менять адрес IP, а данные защитить они неспособны. Также будь осторожен с выбором самого прокси-сервера, так как некоторые не только не защитят твои данные, но и могут раскрыть личность.

INFO

Обращай внимание на тип сервера — transparent proxy или anonymous proxy. Первые не будут скрывать твою личность!

Использовать такой прокси несложно: найди в интернете или создай сервер, которому сможешь доверять, и, открыв настройки браузера (доступ к сети), введи данные.

Тип SOCKS применяется в тех приложениях, которые либо не используют HTTP и HTTPS, либо не имеют встроенной поддержки прокси-серверов. В отличие от предыдущего типа, этот априори не будет публиковать твой IP, поэтому об анонимности можно не беспокоиться. Однако SOCKS сам по себе не предоставляет никакого шифрования, это лишь транспортный протокол. Чтобы применять его, есть, например, утилита Shadowsocks.

SOCKS4 и SOCKS5 — это разные версии серверов. Убедительно рекомендую использовать пятую версию, так как она имеет много возможностей и более безопасна. Например, поддерживает использование логина и пароля, запросы DNS. А лучше даже использовать Shadowsocks — это SOCKS5 на стероидах). Тут есть и мощное шифрование, и скрытие трафика, и возможность обходить различные блокировки. Есть клиенты как для компьютера, так и для смартфона, позволяющие оставаться под защитой постоянно.

Чтобы начать использовать SOCKS в привычных программах, не нужно ничего особенного. В Firefox и µTorrent эта функция встроена и доступна в настройках. Для Google Chrome есть расширение Proxy Helper. Можно воспользоваться универсальными программами вроде SocksCap или ProxyCap.

VPN

VPN (Virtual Private Network — виртуальная частная сеть) также изначально не задумывалась как средство защиты и анонимизации трафика. Ее задачей было объединить компьютеры в единую сеть, даже если они находятся за множество километров друг от друга. Ключевой особенностью стало то, что соединения VPN всегда защищались шифрованием, так как использовались в корпорациях и позволяли подключать несколько филиалов к головному офису.

VPN имеет два режима: объединение двух локальных сетей между собой через интернет и подключение отдельного компьютера к удаленной локальной сети (удаленный доступ). Последний и послужил основой для некоммерческого, персонального варианта. Защита данных в соединении VPN предоставляется двумя техниками, которые зачастую используются вместе:

• PPP (Point-to-Point Protocol) используется для защиты на уровне канала данных, то есть на самом низком из возможных. Его задача — обеспечить стабильное соединение между двумя точками в интернете, а также предоставить шифрование и аутентификацию.
• PPTP (Point-to-Point Tunneling Protocol) является расширением и дополнением PPP. Для работы этого протокола устанавливается два соединения — основное и управляющее.

Из-за того что придуман этот протокол был в далеком 1999 году его безопасность оставляет желать лучшего. Ни один из методов шифрования, работающих с PPTP, не устойчив. Часть из них подвержена расшифровке даже в автоматическом режиме. Потому я не советую использовать PPTP. Этот протокол имеет серьезные уязвимости как в аутентификации, так и в шифровании и позволяет злоумышленнику очень быстро вскрыть канал и получить доступ к данным.

Более новый способ создания соединения — еще один протокол, построенный поверх PPP, — L2TP (Layer 2 Tunneling Protocol). Цель этого протокола — не столько защитить соединение, сколько полностью регламентировать процесс сообщения компьютеров в сети. Данный протокол, кроме создания соединений VPN, также используется, например, для подключения банкоматов к офисам банков, что служит некоторой гарантией. Хотя и стоит учесть, что собственного шифрования у L2TP нет.

L2TP не защищает сами данные, передаваемые в его рамках. Для этого обычно используется протокол IPsec (IP security). Он призван защищать содержимое пакетов IP и благодаря этому может шифровать любые виды соединений. Для VPN из двух возможных режимов используется лишь туннельный, защищающий не только данные передаваемого пакета в сети, но и его заголовки. Благодаря этому со стороны не будет видно, кто отправитель данных.

IKE и IKEv2 (Internet Key Exchange) — строгие алгоритмы шифрования и защиты данных, передаваемых по информационному каналу. Используется исключительно с IPsec, так как является его защитным слоем — именно благодаря IKE данные в соединении остаются под замком. В общем-то, эти алгоритмы и послужили основой для развития всех современных средств и утилит создания соединений VPN, но настало время поговорить о том, что и из чего выбирать.

С распространением SSL и TLS протокол PPP был расширен до SSTP (Secure Socket Tunneling Protocol) и в таком виде работает не через открытое соединение, а по SSL. Это гарантирует надежное шифрование и защиту от потери пакетов. Но стоит учитывать, что SSTP был разработан в Microsoft, а Microsoft сотрудничает с правительствами, поэтому доверять SSTP можно только с учетом этого.

OpenVPN — самое популярное решение для создания защищенного соединения. Этот протокол открыт и предоставляет самую серьезную защиту, поэтому ему можно доверять. Настройка соединения вряд ли займет больше пары минут.

SoftEther — мультиклиент для работы как с описанными выше протоколами, включая OpenVPN, так и со своим собственным, не менее безопасным, чем OpenVPN.

В таблице ниже — небольшое резюме по этим решениям.

DPI

К сожалению, все эти средства могут оказаться бесполезными, если твой провайдер начал блокировки с применением DPI (Deep Packet Inspection) — системы глубокого анализа сетевого трафика. Цель DPI — отбрасывать все, что не похоже на работу обычного человека за обычным компьютером, то есть блокировать любую подозрительную активность. А все способы анонимизации трафика априори подозрительны, поэтому программы зачастую дают сбои или в принципе отказываются работать.

Но и с этим можно бороться. Почти для каждой из описанных возможностей защищать канал связи есть надстройки, помогающие обходить зоркое око анализаторов DPI. Например, Shadowsocks имеет встроенную защиту от DPI и притворяется, что выполняет обычное подключение к удаленному серверу.

OpenVPN сам по себе легко различим, но stunnel позволяет также обойти анализ пакетов. Stunnel маскирует канал VPN под соединение SSL, которое с виду безобидно: это может быть и простой браузер, который обращается к сайту по HTTPS. Благодаря этому заблокировать такой туннель непросто. Если перестараться, можно заблокировать вообще все.

INFO

Обходить DPI также помогает tls-crypt, режим, введенный в версии OpenVPN 2.4, который шифрует трафик VPN.

Создатели Tor Browser специально работают над обходом средств анализа DPI. При подключении к сети Tor можно воспользоваться транспортом-прослойкой, которая обеспечивает беспрепятственное подключение к первому серверу защищенной сети. Этот транспорт можно либо выбрать из списка (это общедоступные серверы), либо получить персональный на официальном сайте Tor Bridges.

Лучше всего себя показывает obfs4 — это обфускатор, перемешивающий передаваемые данные так, что в сети их нельзя определить. DPI обычно пропускает такие пакеты, поскольку не может предположить, что находится внутри.

Еще есть несколько программ, которые пытаются тем или иным способом обмануть анализ пакетов, например разбивая их на мелкие части или меняя заголовки. В их числе GoodbyeDPI или Green Tunnel с простым графическим интерфейсом — они не скрывают ни IP, ни данные, но обходят блокировку.

Кардинальным решением можно считать проект Streisand, его русское описание есть на GitHub. Это палочка-выручалочка в мире безопасности данных. Эта утилита всего за несколько минут развертывает и настраивает на удаленном сервере сразу несколько сервисов для защиты данных, а также дает подробную инструкцию по ним.

Итог

Для сохранения нашей с тобой интернет-безопасности и анонимности придумано множество технологий самого разного уровня. Часть из них проверена временем, другая помогает против новейших методов цензуры. Благодаря этому мы еще можем оставаться невидимыми, нужно лишь не забывать пользоваться этой возможностью.