24.7.2 Navigazione anonima

Per quanto riguarda la navigazione, anch’essa può essere resa anonima, ma il meccanismo che rende anonima la comunicazione è un po’ meno robusto perché la latenza della stessa deve essere molto bassa in quanto la navigazione è un servizio interattivo. Per bassa latenza si intendono quelle comunicazioni che avvengono in maniera interattiva, ovvero in cui l’utente non deve essenzialmente attendere più di qualche decina di secondi o al massimo qualche minuto per avere una risposta.

I concetti qui esposti sono comunque applicabili a tutti i servizi con bassa latenza (SSH, Instant Messaging, ...).

24.7.2.1 TOR

Si tratta di un’infrastruttura che permette la creazione di circuiti a bassa latenza per rendere anonime le comunicazioni che si basano sul TCP.¹¹ Il client per collegarsi ad un server crea un circuito composto da nodi (macchine TOR) ognuno dei quali conosce soltanto quello precedente ed il successivo. Le informazioni viaggiano in maniera cifrata (AES a 128 bit, RSA e SHA-1)¹² all’interno di pacchetti, detti celle, che contengono vari strati incapsulati l’uno nell’altro (analogamente a quanto avviene tra i livelli dello stack TCP/IP) ed ogni nodo estrae l’involucro più esterno, operando sul payload, il quale viene eventualmente inoltrato al nodo successivo. Da qui il nome TOR: The Onion Router (l’instradatore di cipolle¹³).

Ogni nodo (Onion Router - OR) mantiene una connessione TLS¹⁴ con altri OR. L’utente che vuol utilizzare la rete TOR deve avere a disposizione un apposito client, detto Onion Proxy (OP).

Ogni cella ha una dimensione fissa di 512 byte e si compone, come illustrato nella fig. 24.2, di un identificatore di circuito (CircID), un comando (Command) che indica l’operazione da effettuare sul campo successivo (Data) contenente l’informazione vera e propria.

Figura 24.2: La cella di comunicazione di TOR.

I possibili comandi sono riportati nella tab. 24.5.

Tabella 24.5: I possibili comandi contenuti nelle celle di TOR.

Figura 24.3: Esempio di comunicazione con TOR.

Si supponga che il client A voglia navigare sul server B. La creazione del circuito virtuale tra A e B avviene seguendo i seguenti passi (v. fig. 24.3):

1. A richiede ad un apposito server, detto directory server, l’elenco degli Onion Router disponibili sulla rete e ne seleziona un certo numero (OR₁, ..., OR_n - generalmente 3) che rappresentano i nodi che costituiranno il circuito della comunicazione, in modo tale che un nodo non compaia nel circuito più di una volta.
2. A invia a OR₁ una cella contenente il comando Create ed un CircID₁ non già utilizzato per la comunicazione con OR₁, assieme alla propria parte della chiave di sessione Diffie-Hellman cifrata con la chiave pubblica di OR₁. A questo punto OR₁ stabilisce una connessione con A e gli ritorna una cella che glielo notifica contenente la sua parte di chiave di sessione (in chiaro) e l’hash della chiave completa. A ed OR ₁ conoscono così una chiave (simmetrica) di sessione K₁ con la quale cifrare la loro comunicazione.
3. A invierà un’opportuna cella ad OR₁, cifrata con la chiave K₁, richiedendo l’estensione del circuito, ovvero con il comando Relay con CircID₁. Il campo Data di questa cella conterrà ulteriori indicazioni in chiaro per OR₁, come il fatto che si richiede l’estensione (extend) del circuito verso OR₂, oltre alla parte di chiave di sessione Diffie-Hellman di A, cifrata con la chiave pubblica di OR₂. Quando OR ₁ riceverà tale cella, scarterà l’header ed invierà ad OR₂ una nuova cella con il comando Create, un CircID₂ ed il payload costituito dalla parte cifrata del payload ricevuto. Quindi OR₂ creerà una connessione con OR₁ (non avrà nessun riferimento di A) e ritornerà a quest’ultimo (in chiaro) la sua parte di chiave di sessione con l’hash della chiave completa. Quindi OR₁ invierà ad A, cifrata con chiave K₁, una cella contenente il comando Relay e CircID₁, il cui payload contiene un sottocomando extended che notifica l’avvenuta estensione del circuito, la parte della chiave di sessione di OR₂ e l’hash della chiave completa. Così A e OR ₂ conosceranno la chiave (simmetrica) di sessione K₂ con la quale cifrare la loro comunicazione. E così via.

Una volta che il circuito è stabilito, A potrà comunicare con B in maniera anonima. I pacchetti da inviare vengono incapsualti da A all’interno di apposite celle con comando Relay e spediti a OR₁, il quale troverà nel relativo campo Data informazioni sul fatto che le informazioni contenute nel payload devono essere inoltrare ad OR₂. Quindi OR₁ crea un’apposita cella di Relay contenente al proprio interno il payload ricevuto e la invia a OR₂. E così via. Quando riceve la cella, OR_n invia il payload in chiaro a B. Quindi B vedrà arrivare dall’OR_n (di frontiera) i vari messaggi inviati da A. I messaggi che verranno inviati da B a OR_n, saranno recapitati ad A attraverso il circuito virtuale creato in precedenza, in maniera analoga a quanto descritto in precedenza.

Quando A ha terminato la comunicazione con B, invierà una cella a OR₁ contenente il comando Destroy, che indica di distruggere il circuito virtuale precedentemente creato.

Questo tipo di meccanismo garantisce l’anonimato in avanti cioè A non è conosciuto da B mentre A conosce B. TOR permette anche di creare una comunicazione in cui sia garantito l’anonimato in entrambi i sensi, cioè facendo in modo che A e B non si conoscano l’un l’altro. Per realizzare tale meccanismo, l’infrastruttura di TOR permette di definire dei servizi nascosti (location-hidden service o respoder anonimity). Il server B può crearsi, per mezzo della generazione di una propria coppia di chiavi asimmetriche, un alias fittizio, l’indirizzo nascosto, del tipo h5ty6ubcxg98jhg.onion (che non è un URI valido), e notificarlo ad un directory server. In realtà B comunicherà al directory server anche i server TOR che possono accedere a lui, i cosiddetti introduction point (punti di introduzione). Il directory server funge da DNS¹⁵ per raggiungere il server B nel modo seguente:

1. A partire da un indirizzo nascosto, A crea un circuito virtuale fino a raggiungere uno degli introduction point, indicando un server TOR come rendezvous point (server di incontro). Inoltre A creerà un circuito virtuale per raggiungere il server scelto come rendezvous point.
2. L’introduction point notificherà a B che qualcuno si vuol collegare ad esso e lo informerà del rendezvous point.
3. Il server B creerà un circuito virtuale fino a raggiungere il rendezvous point.

A questo punto A e B possono comunicare tra loro attraverso il circuito TOR che passa per il rendezvous point, senza conoscersi l’un l’altro.

È opportuno mettere in evidenza che TOR implementa un’infrastruttura che rende anonima la comunicazione TCP. Per ottenere una comunicazione anonima utilizzando protocolli di più alto livello, come l’HTTP, è opportuno inserire un ulteriore sistema di filtraggio, come Privoxy¹⁶ (in questo caso i pacchetti devono essere fatti passare dalla porta 8118, sulla quale è in ascolto Privoxy). Inoltre il proxy server utilizzato deve essere opportunamente configurato per funzionare con l’infrastruttura di TOR, cioè deve inoltrare le richieste verso l’Onion Proxy, che è un proxy di tipo SOCKS 4A, in ascolto sulla porta 9050.

[da completare ...]