Κρυφά θησαυροφυλάκια χωρίς ορατή λίστα θησαυροφυλακίων

Τα κρυφά θησαυροφυλάκια στο Vaultaire είναι ιδιότητα της διεπαφής και της δρομολόγησης κλειδιών: η εφαρμογή δεν εμφανίζει λίστα θησαυροφυλακίων σε απλό κείμενο και ανοίγει ένα θησαυροφυλάκιο μόνο αφού παραγάγει το κλειδί του από το μοτίβο. Στον δίσκο, τα αρχεία ρίζας βρίσκονται σε μια συμπληρωμένη δεξαμενή και τα αρχεία αποθήκευσης έχουν τυχαία ονόματα, αλλά ένας εξεταστής μπορεί ακόμη να εκτιμήσει πόσα θησαυροφυλάκια περιέχουν αρχεία, επομένως αυτός ο σχεδιασμός δεν κρύβει τον αριθμό των θησαυροφυλακίων από εγκληματολογική ανάλυση.

Τι σημαίνουν πραγματικά τα “κρυφά θησαυροφυλάκια”;

Οι περισσότερες εφαρμογές αρχείων λειτουργούν σαν ντουλάπια αρχείων. Ανοίγετε την εφαρμογή και βλέπετε λίστα θησαυροφυλακίων. Μπορεί να έχουν ονόματα. Μπορεί να εμφανίζουν αριθμό. Η εφαρμογή ξέρει ακριβώς πόσα θησαυροφυλάκια έχετε, και αυτές οι πληροφορίες είναι ορατές σε οποιονδήποτε ανοίξει την εφαρμογή ή εξετάσει τη συσκευή.

Το Vaultaire λειτουργεί διαφορετικά στη διεπαφή. Δεν υπάρχει οθόνη που να απαριθμεί τα ονόματα των θησαυροφυλακίων σας ή να ρωτά ποιο να ξεκλειδώσετε. Όταν σχεδιάζετε ένα μοτίβο, η εφαρμογή παράγει ένα κλειδί θησαυροφυλακίου 256 bit με PBKDF2, κατακερματίζει αυτό το κλειδί για να σχηματίσει το αναμενόμενο όνομα αρχείου ευρετηρίου και επιχειρεί επαληθευμένη αποκρυπτογράφηση αυτού του κρυπτογραφημένου ευρετηρίου. Αν το ευρετήριο υπάρχει και η ετικέτα AES-GCM επαληθευτεί, το Vaultaire ξετυλίγει το τυχαίο κύριο κλειδί και ανοίγει τα αρχεία. Διαφορετικά εμφανίζει μια κενή κατάσταση.

Αυτή η δρομολόγηση είναι μέρος της αρχιτεκτονικής αποθήκευσης, αλλά η προστασία της έχει όρια. Το Vaultaire δεν διατηρεί ένα κύριο μητρώο απλού κειμένου που αντιστοιχίζει τα θησαυροφυλάκια σε μοτίβα ή ετικέτες. Κρατά το κρυπτογραφημένο ευρετήριο κάθε θησαυροφυλακίου σε ένα σύνολο που συμπληρώνεται σε ομάδες των 64 θέσεων με τυχαία αρχεία κάλυψης. Οι σελίδες και οι αρένες όλων των θησαυροφυλακίων μοιράζονται έναν φάκελο αποθήκευσης με τυχαία ονόματα, οπότε τα ονόματα αρχείων δεν δείχνουν σε ποιο θησαυροφυλάκιο ανήκει ένα αρχείο. Οι αρένες κάλυψης κρατούν το πλήθος των αρενών σε ζώνες, αλλά κάθε θησαυροφυλάκιο που περιέχει αρχεία χρησιμοποιεί τουλάχιστον μία αρένα. Επομένως, ένας εξεταστής συστήματος αρχείων μπορεί ακόμη να εκτιμήσει πόσα θησαυροφυλάκια περιέχουν αρχεία, παρόλο που δεν μπορεί να διαβάσει τα περιεχόμενα του ευρετηρίου χωρίς κλειδί.

Αυτό δεν είναι “κρυφός φάκελος”

Ο όρος “κρυφό θησαυροφυλάκιο” ίσως σας φέρνει στο μυαλό εφαρμογές που χώνουν έναν φάκελο κάπου όπου δεν τον βλέπετε εύκολα. Ίσως ο φάκελος έχει όνομα που ξεκινά με τελεία, ώστε να μην εμφανίζεται σε πρόγραμμα περιήγησης αρχείων. Ίσως η εφαρμογή μεταμφιέζεται σε “αριθμομηχανή” για να κρύψει τον πραγματικό σκοπό της. Αυτά είναι κόλπα καμουφλάζ και όλα έχουν το ίδιο μοιραίο ελάττωμα: τα κρυφά δεδομένα βρίσκονται ακόμη εκεί, σε γνωστή θέση, και περιμένουν να βρεθούν. Αν αξιολογείτε μια τέτοια λύση, διαβάστε τον οδηγό μας για τη δημιουργία μυστικού φακέλου στο iPhone πριν της εμπιστευτείτε ευαίσθητα αρχεία.

Ένας εγκληματολόγος εξεταστής με πρόσβαση στη συσκευή σας βρίσκει εύκολα έναν κρυφό φάκελο. Τα εργαλεία συστήματος αρχείων εμφανίζουν κάθε κατάλογο. Οι αναλυτές αποθηκευτικού χώρου δείχνουν πού έχει δεσμευτεί χώρος στον δίσκο. Ακόμη και ένας φίλος με μέτριες τεχνικές γνώσεις, πέντε λεπτά και μια μηχανή αναζήτησης μπορεί να εντοπίσει τους περισσότερους “κρυφούς” φακέλους.

Το Vaultaire δεν βασίζεται σε μεταμφιεσμένο φάκελο ή σε εμφάνιση αριθμομηχανής. Μέσα στο κοντέινερ της εφαρμογής αποθηκεύει κρυπτογραφημένα ευρετήρια θησαυροφυλακίων και κρυπτογραφημένα αρχεία blob. Τα περιεχόμενα του ευρετηρίου κρύβουν πίσω από AES-256-GCM τα ονόματα αρχείων του χρήστη, τους τύπους MIME, τις ημερομηνίες, τους χάρτες αρχείων και το τυλιγμένο κύριο κλειδί. Τα περιεχόμενα αυτά δεν γίνονται αναγνώσιμα μέχρι το σωστό κλειδί που παράγεται από το μοτίβο να επαληθεύσει το ευρετήριο.

Η πρακτική διαφορά είναι ανάμεσα σε έναν μυστικό φάκελο με απλό όνομα και σε ένα επαληθευμένο κρυπτογραφημένο κοντέινερ που επιλέγεται από όνομα αρχείου παραγόμενο από το κλειδί. Ένας εξεταστής της συσκευής βλέπει ότι το κοντέινερ υπάρχει. Χωρίς σωστό διαπιστευτήριο δεν παίρνει τον αναγνώσιμο χάρτη αρχείων ούτε το περιεχόμενό του.

Τι αποκαλύπτει η διάταξη αποθήκευσης

Ακόμη και χωρίς λίστα θησαυροφυλακίων, ένας έξυπνος αντίπαλος μπορεί να δοκιμάσει άλλη προσέγγιση: να αναλύσει τη χρήση του δίσκου. Αν το Vaultaire χρησιμοποιεί σήμερα 500 MB και αύριο 800 MB, ίσως προσθέσατε θησαυροφυλάκιο. Αν η διαγραφή φωτογραφιών από ένα θησαυροφυλάκιο μειώνει τον χώρο κατά ακριβώς 200 MB, ίσως υπάρχει μια συσχέτιση προς εκμετάλλευση.

Το Vaultaire δεν διατηρεί σταθερό το τοπικό μέγεθος αποθήκευσης. Η προσθήκη αρχείων καταναλώνει χώρο, η διαγραφή ενός θησαυροφυλακίου μπορεί να ελευθερώσει χώρο, και το πλήθος των αρχείων αποθήκευσης μεγαλώνει καθώς γεμίζουν τα θησαυροφυλάκια. Η κρυπτογράφηση προστατεύει το περιεχόμενο και την ακεραιότητα, αλλά δεν αφαιρεί από το σύστημα αρχείων κάθε πληροφορία για μέγεθος, πλήθος και χρονισμό.

Ένας παρατηρητής με πρόσβαση στο κοντέινερ της εφαρμογής μπορεί να συσχετίσει πλήθος αρχείων, μεγέθη και χρόνους τροποποίησης με τη δραστηριότητά σας. Η Προστασία δεδομένων του iOS μπορεί να περιορίσει την πρόσβαση όσο η συσκευή είναι κλειδωμένη, και τα κρυπτογραφημένα δεδομένα μένουν εμπιστευτικά χωρίς τα κλειδιά τους, αλλά το Vaultaire δεν ισχυρίζεται ότι αντέχει σε τοπική ανάλυση κίνησης.

Πού χρησιμοποιείται συμπλήρωμα

Το Vaultaire χρησιμοποιεί συμπλήρωμα (padding) σε συγκεκριμένες μορφές. Οι κρυπτογραφημένες κεφαλίδες αρχείων δεσμεύουν σταθερό μέγεθος, ώστε τα συνήθη ονόματα αρχείων και οι τύποι MIME να μην εκτίθενται σε απλό κείμενο. Το κρυπτογραφημένο αντίγραφο ασφαλείας iCloud χρησιμοποιεί σταθερές εγγραφές των 10 MB και τμήματα δόλωμα. Αυτά τα μέτρα δεν πρέπει να συγχέονται με μια τοπική αποθήκη σταθερού μεγέθους.

Τα τοπικά αρχεία ρίζας έχουν ακόμη αναγνωρίσιμο όνομα αρχείου σε επίπεδο εφαρμογής, και κάθε αρχείο αρένας έχει το ίδιο σταθερό μέγεθος, οπότε τα αρχεία φαίνονται καθαρά ότι είναι αποθήκευση του Vaultaire. Το AES-GCM κρύβει το απλό κείμενό τους και ανιχνεύει τροποποιήσεις· δεν κάνει κάθε byte ή ίχνος του συστήματος αρχείων να μην ξεχωρίζει από τυχαίους τομείς του δίσκου.

Εγκληματολογική αντίσταση: τι γίνεται όταν πάρουν το τηλέφωνό σας

Ας είμαστε συγκεκριμένοι για το μοντέλο απειλής. Κάποιος που ρίχνει μια ματιά στην εφαρμογή δεν βλέπει κατάλογο θησαυροφυλακίων. Κάποιος που αποκτά πρόσβαση στο κοντέινερ της εφαρμογής μέσω παραβιασμένης ή ξεκλείδωτης συσκευής έχει πληρέστερη εικόνα και μπορεί να εξετάσει ονόματα αρχείων, πλήθη, μεγέθη, χρονοσημάνσεις, τη διαθεσιμότητα του Keychain και κρυπτογραφημένα δεδομένα.

Τι βλέπουν τα εγκληματολογικά εργαλεία

Ένας εγκληματολόγος εξεταστής μπορεί να δει ότι το Vaultaire είναι εγκατεστημένο, πόσο χώρο χρησιμοποιεί, πόσα αρχεία ρίζας `vault_index_*.bin` και αρχεία αποθήκευσης υπάρχουν (τα αρχεία ρίζας συμπληρώνονται με αρχεία κάλυψης και τα αρχεία αποθήκευσης έχουν τυχαία ονόματα) και μεταδεδομένα τροποποίησης. Από το πλήθος των αρενών, τους χρόνους των αρχείων και τον συνολικό όγκο, μπορεί να εκτιμήσει πόσα θησαυροφυλάκια περιέχουν αρχεία. Μπορεί επίσης να αντιγράψει το κρυπτογραφημένο κείμενο για να δοκιμάζει μοτίβα εκτός σύνδεσης.

Τι προστατεύει ακόμη η κρυπτογράφηση

• Αναγνώσιμες ετικέτες θησαυροφυλακίων και χάρτες αρχείων. Το κρυπτογραφημένο ευρετήριο προστατεύει τις εγγραφές αρχείων και το τυλιγμένο τυχαίο κύριο κλειδί.
• Αρχικά ονόματα αρχείων και τύποι MIME. Αυτά τα πεδία βρίσκονται μέσα σε επαληθευμένες κρυπτογραφημένες κεφαλίδες αρχείων, όχι σε ονόματα καταλόγων σε απλό κείμενο.
• Περιεχόμενο φωτογραφιών, βίντεο και εγγράφων. Τα δεδομένα των αρχείων κρυπτογραφούνται με AES-256-GCM κάτω από το τυχαίο κύριο κλειδί του θησαυροφυλακίου.
• Το ίδιο το μοτίβο. Το Vaultaire δεν το αποθηκεύει ως ρύθμιση σε απλό κείμενο, αν και η κρυπτογραφημένη τοπική βάση ανάκτησης περιέχει υλικό μοτίβου και φράσης όσο η συσκευή χρησιμοποιείται κανονικά.
• Μια παράκαμψη της μαντεψιάς. Το PBKDF2 αυξάνει το κόστος κάθε υποψήφιου μοτίβου, αλλά ένα αντιγραμμένο όνομα αρχείου ευρετηρίου και η ετικέτα AES-GCM επιτρέπουν ακόμη στον επιτιθέμενο να επαληθεύει μαντεψιές εκτός σύνδεσης.

Πώς τα κρυφά θησαυροφυλάκια στηρίζουν την εύλογη άρνηση

Τα κρυφά θησαυροφυλάκια παρέχουν τον διαχωρισμό στη διεπαφή πάνω στον οποίο στηρίζεται η λειτουργία εύλογης άρνησης του Vaultaire. Η σύνδεση αυτή, και το όριό της όταν εξετάζεται το σύστημα αρχείων, έχει σημασία όταν αξιολογείτε τον ισχυρισμό.

Στη διεπαφή του Vaultaire, διαφορετικά έγκυρα μοτίβα μπορούν να ανοίγουν διαφορετικά πραγματικά θησαυροφυλάκια. Μπορείτε να ορίσετε ένα μοτίβο για ευαίσθητο υλικό και άλλο για ένα λιγότερο ευαίσθητο θησαυροφυλάκιο. Ένας παρατηρητής που βλέπει μόνο την ξεκλείδωτη διεπαφή δεν βλέπει ετικέτα που να χαρακτηρίζει κάποιο θησαυροφυλάκιο “πραγματικό” ή “δόλωμα”.

Αυτό μπορεί να μειώσει την αποκάλυψη σε περιστασιακό έλεγχο ή όταν κάποιος κοιτάζει πάνω από τον ώμο σας, αλλά δεν ικανοποιεί τον αυστηρότερο εγκληματολογικό ορισμό της εύλογης άρνησης. Ένας εξεταστής με πρόσβαση στο κοντέινερ της εφαρμογής μπορεί ακόμη να εκτιμήσει πόσα θησαυροφυλάκια έχετε. Χρησιμοποιήστε αυτή τη δυνατότητα για διαχωρισμό στη διεπαφή, όχι ως απόδειξη ότι δεν υπάρχει άλλο θησαυροφυλάκιο.

Η πλήρης αλυσίδα

• Βήμα 1: Δημιουργείτε πολλά θησαυροφυλάκια με διαφορετικά μοτίβα — ένα για τα πραγματικά αρχεία, ένα για δολώματα, όσα θέλετε.
• Βήμα 2: Αν σας πιέσουν, σχεδιάζετε το μοτίβο του δολώματος. Ο παρατηρητής βλέπει ένα θησαυροφυλάκιο με αδιάφορες φωτογραφίες.
• Βήμα 3: Η ξεκλείδωτη διεπαφή δεν δείχνει λίστα θησαυροφυλακίων ούτε μήνυμα που να κατονομάζει το άλλο θησαυροφυλάκιο.
• Βήμα 4: Έχετε υπόψη το ξεχωριστό όριο απειλής: η πρόσβαση στο σύστημα αρχείων μπορεί ακόμη να δώσει μια εκτίμηση του πόσα θησαυροφυλάκια περιέχουν αρχεία, ακόμη κι όταν ο παρατηρητής δεν μπορεί να αποκρυπτογραφήσει το περιεχόμενο.

Το αποτέλεσμα είναι πρακτικός διαχωρισμός μέσα στην εφαρμογή, με το περιεχόμενο προστατευμένο από κρυπτογράφηση. Δεν είναι μαθηματική εγγύηση ότι ένας εξεταστής της συσκευής δεν μπορεί να εντοπίσει επιπλέον κρυπτογραφημένα κοντέινερ.

Γιατί αυτό έχει σημασία

Ίσως η εγκληματολογική αντίσταση να σας ακούγεται υπερβολική. Οι περισσότεροι άνθρωποι δεν αντιμετωπίζουν κατασχέσεις συσκευών ή δικαστικές εντολές. Όμως η αρχή πίσω από τα κρυφά θησαυροφυλάκια σας προστατεύει και σε καθημερινά σενάρια.

Όποιος φτάνει στην οθόνη κλειδώματος του Vaultaire δεν βλέπει λίστα με ονόματα θησαυροφυλακίων για να στοχεύσει. Ένας συνάδελφος που δανείζεται τη συσκευή σας δεν μπορεί να περιηγηθεί από θησαυροφυλάκιο σε θησαυροφυλάκιο μέσω ενός επιλογέα. Ένας κλέφτης ξέρει ακόμη ότι το Vaultaire είναι εγκατεστημένο και μπορεί να στοχεύσει την εφαρμογή ή τη συσκευή, αλλά το κρυπτογραφημένο περιεχόμενο μένει προστατευμένο από το μοτίβο, το κόστος του PBKDF2, το AES-GCM και τα όρια ασφαλείας του iOS.

Τα κρυφά θησαυροφυλάκια απαντούν σε ένα στενότερο ερώτημα απορρήτου: αποκαλύπτει το άνοιγμα ενός θησαυροφυλακίου κατάλογο των υπολοίπων; Στην κανονική διεπαφή, η απάντηση είναι όχι. Το αν ένας ισχυρότερος εξεταστής μπορεί να εντοπίσει κρυπτογραφημένα κοντέινερ εξαρτάται από την κατάσταση της συσκευής και το επίπεδο πρόσβασης, και το Vaultaire τεκμηριώνει ανοιχτά αυτό το όριο.