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Onion routing
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Zwiebel-Routing (OR) ist eine Technik für anonym Kommunikation durch a Computernetzwerk. Nachrichten werden wiederholt verschlüsselt und dann über andere gesendet NetzwerkKnoten sogenannte Zwiebel-Router. Es kann mit Peeling verglichen werden a Zwiebel: Jeder Zwiebelrouter entfernt eine Verschlüsselungsschicht, um die Navigationsanweisungen zu erkennen und sendet die Nachricht an den nächsten Router, wo sie wiederholt wird. Dadurch wird verhindert, dass Zwischenknoten im Netzwerk den Ursprung, das Ziel und den Inhalt der Nachricht herausfinden.

Onion Routing wurde von Michael G. Reed (ehemals Extreme Networks), Paul F. Syverson und David M. Goldschlag entwickelt und 1998 von der by patentiert Marine der Vereinigten Staaten.[1] Es TorNetzwerk ist die am weitesten verbreitete Technologie, die auf Onion-Routing basiert.

Chancen

Die Idee des Zwiebelroutings ist es, Privatsphäre des Absenders und Empfängers einer Nachricht, während gleichzeitig der Inhalt der Nachricht beim Durchqueren eines Netzwerks geschützt wird.

Das Onion-Routing geschieht nach dem Prinzip der Mix-Netzwerke von David Chaum: Nachrichten reisen von der Quelle zum Ziel über eine Folge von Proxys (sogenannte Zwiebel Router router), die die Nachrichten auf einem unvorhersehbaren Pfad weiterleiten. Um zu verhindern, dass eine Nachricht abgehört wird, wird sie zwischen den Routern verschlüsselt gesendet. Der Vorteil des Onion-Routings besteht darin, dass man keinem zwischengeschalteten Router vertrauen muss; selbst wenn ein Router unzuverlässig ist, kann trotzdem eine anonyme Kommunikation erreicht werden. Dies liegt daran, dass jeder Router im Netzwerk Nachrichten entgegennimmt, diese neu verschlüsselt und an einen anderen Zwiebelrouter sendet. Ein Angreifer mit der Fähigkeit, jeden Onion-Router in einem Netzwerk zu überwachen, könnte den Pfad einer Nachricht herausfinden, aber für einen Angreifer mit eingeschränkteren Fähigkeiten wird dies schwierig sein, selbst wenn er oder sie die Kontrolle über mehrere Router auf dem Pfad hat die Nachricht. die Nachricht.

Das Onion-Routing kann keine vollkommene Anonymität des Senders oder Empfängers gegenüber allen möglichen Lauschern gewährleisten. Insbesondere kann ein lokaler Lauscher feststellen, dass eine bestimmte Person eine Nachricht gesendet oder empfangen hat. Die Technik sorgt vor allem für ein starkes Maß an Unverknüpfbarkeit, die Idee, dass ein Lauscher nicht einfach sowohl den Absender als auch den Empfänger einer bestimmten Nachricht bestimmen kann. Auch innerhalb dieser Grenzen ist Onion Routing keine Garantie für die Privatsphäre, sondern ein Kontinuum, bei dem der Grad der Privatsphäre von der Anzahl der teilnehmenden Router im Vergleich zur Anzahl der kompromittierten oder bösartigen Router abhängt.

Zwiebeln

Zwiebeln verteilen

Beispiel Zwiebel.

EIN RoutingZwiebel (oder einfach Zwiebel) ist eine Datenstruktur, die durch Einhüllen einer lesbaren Nachricht in aufeinanderfolgende Verschlüsselungsschichten gebildet wird, so dass jede Schicht von einem der Zwischenrouter "entpackt" (dekodiert) werden kann. Die ursprüngliche Nachricht kann höchstens gelesen werden von:

  1. der Absender
  2. der letzte Vermittler
  3. der Empfänger

Bei einer Ende-zu-Ende-Verschlüsselung (z. SSL) angewendet wird, ist es selbst für den letzten Vermittler unmöglich, die ursprüngliche Nachricht zu lesen.

Ein Vermittler wird traditionell als a . bezeichnet Taste oder Router.

Um eine Zwiebel zu erstellen und zu geben, sind die folgenden Schritte erforderlich:

  1. Der Sender ruft Knoten aus einer Liste ab, die von einem speziellen Knoten namens . gesteuert wird VerzeichnisKnoten bereitgestellt wird (der Verkehr zwischen dem Absender und dem Verzeichnisknoten kann auch verschlüsselt oder anderweitig anonymisiert oder dezentralisiert werden). Die ausgewählten Knoten werden verwendet, um einen Pfad zu erstellen, über den die Nachricht gesendet werden kann. Die Ordnung der Knoten wird a Kette oder ein Schaltkreis erwähnt.
  2. Durch asymmetrische Verschlüsselung Unter Verwendung des öffentlichen Schlüssels jedes Knotens verschlüsselt der Absender die lesbare Nachricht in den erforderlichen Verschlüsselungsschichten. Die öffentlichen Schlüssel werden aus einer veröffentlichten Liste abgerufen oder direkt zur vorübergehenden Verwendung abgerufen,[2] und die Schichten werden in umgekehrter Reihenfolge des Weges der Nachricht vom Sender zum Empfänger angewendet. Jede Schicht enthält Informationen für den entsprechenden Knoten bezüglich des nächsten Knotens, um die Zwiebeln weiterzugeben.
  3. Wenn die Zwiebel über jeden Knoten in der Kette läuft, wird eine Verschlüsselungsschicht vom empfangenden Knoten abgezogen (unter Verwendung des privaten Schlüssels, der dem öffentlichen Schlüssel entspricht, mit dem die Schicht verschlüsselt wurde), woraufhin die teilweise abgezogene Zwiebel an den nächsten gesendet wird Knoten in der Kette.
  4. Das Letzte Knoten in der Kette löst sich die letzte Schicht und sendet die ursprüngliche Nachricht an den vorgesehenen Empfänger.

Dieser Ansatz bedeutet, dass jeder Knoten in der Kette nur zwei andere Knoten kennt:

  1. der vorherige Knoten, von dem die Zwiebel gesendet wurde
  2. der nächste Knoten, an den die Zwiebel weitergegeben werden soll.

Das Abschälen der Zwiebelschichten macht es schwierig oder unmöglich, die "Zwiebel" zu verfolgen, ohne eine große Anzahl von Knoten zu kontrollieren.

Antworten Zwiebeln

Onion Routing beinhaltet auch eine Technik, die es Empfängern ermöglicht, Antworten an den Absender zurückzusenden, ohne die Identität einer der Parteien zu gefährden. Dies ist im Konzept von a . enthalten Antwort Zwiebel, die einer normalen Zwiebel ähnlich ist, außer dass eine Antwortzwiebel den Weg vom Empfänger zurück zum Sender codiert.

Um eine Kommunikation in beide Richtungen zu ermöglichen, erzeugt ein Sender sowohl eine normale Zwiebel als auch eine Antwortzwiebel. Die Antwortzwiebel wird an den letzten Knoten der Kette übergeben, der daraus einen Rückweg zum Absender generiert. Da die Antwortzwiebel mehrfach verschlüsselt ist, liefert sie nur wenige Informationen, die den Absender gefährden könnten (ein Angreifer muss entweder alle Schichten der Public-Key-Verschlüsselung knacken oder alle Knoten in der Kette kontrollieren).

Schwache Punkte

  • Timing-Analyse: Eingehende und ausgehende Nachrichten auf einem relativ unbelasteten Knoten können verknüpft werden, indem beobachtet wird, wie nah sie in der Zeit empfangen und erneut gesendet werden. Dies kann jedoch durch Puffern und Senden verschiedener Nachrichten unter Verwendung eines Pseudo-Timing-Algorithmus überwunden werden.
  • Kreuzungsangriffe: Knoten verlassen manchmal vorübergehend das Netzwerk. Eine noch vorhandene Kette kann nicht über die weggefallenen oder neuen Knoten geroutet werden, was die Chancen auf eine erfolgreiche Analyse des Pfads erhöht.
  • Vorgänger-Angriffe: Ein kompromittierter Knoten kann eine Sitzung aufrechterhalten, wenn mehrere Kettenreformen auftreten (Ketten werden periodisch abgebaut und neu aufgebaut). Wenn dieselbe Sitzung im Laufe von genügend Reformen beobachtet wird, neigt der kompromittierte Knoten dazu, sich häufiger mit einem bestimmten Sender zu verbinden als jeder andere Knoten, was die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Verkehrsanalyse erhöht.[3]
  • Exit-Node-Sniffing: ein AusfahrtKnoten (der letzte Knoten in einer Kette) hat vollen Zugriff auf den Inhalt, der vom Sender zum Empfänger übertragen wird. Dan Egerstad, ein schwedischer Forscher, hat einen solchen Angriff genutzt, um die Passwörter von mehr als 100 E-Mail-Konten ausländischer Botschaften zu sammeln.[4] Diese Schwäche kann jedoch durch eine Ende-zu-Ende-Verschlüsselung (d. h. eine Verschlüsselung zwischen Sender und Empfänger) überwunden werden, wie z SSL.

Tor

sehen Tor (Netzwerk) für den Hauptartikel zu diesem Thema.

Am 13.08.2004, Tor (Der Zwiebelrouter) präsentiert auf dem 13. USENIX Security Symposium von Roger Dingledine, Nick Mathewson und Paul Syverson.[5][6] Tor ist ein Zwiebel-Router der zweiten Generation.

Tor ist nicht durch das ursprüngliche Patent für Zwiebel-Routing abgedeckt, da es Teleskopschaltkreise verwendet. Tor bietet perfekte Geheimhaltung und Orte Protokollreinigung außerhalb der Zwiebel-Routing-Schicht, so dass sie weit verbreitet in TCP Kommunikation. Es bietet auch geringe Latenz, Verzeichnisserver, End-to-End-Integritätsprüfung und variable Exit-Richtlinien für Router. Antwortzwiebeln wurden durch ein Rendezvous-System ersetzt, das die Nutzung versteckter Dienste und Websites ermöglicht. Die Pseudo-Top-Level-Domain.Zwiebel wird für Adressen im Tor-Netzwerk verwendet.

Der Quellcode von Tor wird unter dem . veröffentlicht BSD-Lizenz. Im April 2011 gab es ca. 2.600 öffentlich zugängliche Onion Router.[7]

Siehe auch

Literatur

  • Bruce Schneier, E-Mail-Sicherheit - ISBN 0-471-05318-X
  • André Bacard, Handbuch zum Datenschutz für Computer - ISBN 1-56609-171-3

Externer Link