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[15956] 2020-10-12_Tor安全研究：发现客户端IP地址

文档创建者：s7ckTeam
浏览次数：27
最后更新：2025-01-18
2020-10-12_Tor安全研究：发现客户端IP地址 T o r 安 全 研 究 ： 发 现 客 户 端 I P 地 址 c l o u d s   F r e e B u f   2 0 2 0 - 1 0 - 1 2 去 年 去 年 2 月 ， 我 的 月 ， 我 的 “ T o r 洋 葱 路 由 服 务 洋 葱 路 由 服 务 ” （ （ O n i o n   S e r v i c e ） 遭 受 了 一 段 时 间 的 分 布 式 拒 绝 服 务 攻 击 （ ） 遭 受 了 一 段 时 间 的 分 布 式 拒 绝 服 务 攻 击 （ D D o S ） ， 我 花 ） ， 我 花 了 好 长 时 间 对 攻 击 进 行 了 分 析 ， 并 制 订 了 缓 解 和 防 护 策 略 。 当 时 ， 连 我 为 了 好 长 时 间 对 攻 击 进 行 了 分 析 ， 并 制 订 了 缓 解 和 防 护 策 略 。 当 时 ， 连 我 为   I n t e r n e t   A r c h i v e   ( a r c h i v e . o r g )   运 行 运 行 的 的 T o r 服 务 也 被 服 务 也 被 D D o s 攻 击 中 断 了 数 小 时 ， 但 顶 着 攻 击 我 又 设 法 恢 复 了 正 常 的 运 行 服 务 。 攻 击 中 断 了 数 小 时 ， 但 顶 着 攻 击 我 又 设 法 恢 复 了 正 常 的 运 行 服 务 。 为 了 找 到 特 别 的 攻 击 缓 解 策 略 以 恢 复 正 常 服 务 ， 我 请 教 了 专 业 的 网 络 应 急 专 家 朋 友 ， 他 们 中 有 些 是 威 胁 情 报 方 面 的 大 牛 ， 有 些 是 D O S 攻 击 和 C & C 节 点 的 追 踪 溯 源 高 手 ， 在 我 的 请 求 下 他 们 都 欣 然 同 意 了 ， 之 后 我 就 向 他 们 提 供 了 我 T o r 服 务 的 I P 地 址 。 而 且 ， 当 我 告 诉 他 们 我 的 T o r 服 务 I P 地 址 时 ， 我 只 说 了 1 5 2 . 1 9 . ， 还 没 说 完 剩 下 的 I P 位 ， 他 们 就 已 经 知 道 了 我 的 完 整 I P 地 址 ， 我 当 时 就 有 点 吃 惊 。 这 … … ， T o r 不 是 匿 名 的 吗 ？ 你 们 怎 么 知 道 我 的 I P 地 址 ？ 原 来 他 们 一 直 都 在 监 测 着 基 于 T o r 节 点 的 D D o S 攻 击 ， 而 且 整 理 出 了 一 份 受 害 者 I P 名 单 ， 所 以 他 们 也 不 知 道 这 原 来 是 属 于 我 的 I P 地 址 。 事 实 证 明 ， 在 互 联 网 圈 子 里 ， 一 个 公 开 的 秘 密 就 是 ： T o r 并 不 是 真 正 的 匿 名 化 服 务 。 T o r 服 务 架 构 的 威 胁 模 型 服 务 架 构 的 威 胁 模 型 网 上 有 很 多 文 档 介 绍 了 T o r 如 何 对 数 据 包 进 行 三 重 加 密 ， 和 它 如 何 使 用 了 入 口 节 点 （ g u a r d ） 、 中 继 节 点 （ r e l a y ） 和 出 口 节 点 （ e x i t ） 方 式 的 路 径 选 择 ， 以 及 随 机 路 径 的 混 合 网 络 流 量 等 等 。 然 而 ， 很 少 有 文 档 提 到 T o r 服 务 架 构 的 威 胁 模 型 。 所 以 ， 我 在 这 里 就 有 一 个 问 题 ： 到 底 谁 能 看 到 T o r 服 务 的 流 量 ？
要 知 道 攻 击 者 无 处 不 在 ： 1 、 你 的 网 络 服 务 提 供 商 （ I S P ） 可 以 看 到 你 电 脑 到 T o r 网 络 之 间 的 传 输 数 据 包 。 就 像 我 之 前 发 现 的 两 个 ” T o r   0 d a y ” 漏 洞 一 样 ， 这 与 其 中 的 直 接 连 接 或 网 桥 设 置 无 关 ； 2 、 连 接 进 入 T o r 服 务 的 第 一 跳 是 入 口 节 点 （ g u a r d ） ， 但 是 你 根 本 不 知 道 该 节 点 到 底 属 谁 所 有 ， 所 以 该 节 点 的 所 有 者 可 以 看 到 你 的 数 据 流 量 和 连 接 进 来 的 I P 地 址 ， 但 由 于 有 加 密 机 制 ， 它 并 不 能 直 接 解 密 数 据 包 ； 3 、 连 接 进 入 T o r 服 务 的 第 二 跳 是 中 继 节 点 （ r e l a y ） ， 从 中 可 以 看 到 上 一 跳 和 将 要 跳 转 的 下 一 跳 T o r 节 点 ， 这 里 威 胁 性 相 对 较 小 ； 4 、 连 接 T o r 服 务 的 最 后 一 跳 是 出 口 节 点 （ e x i t ） ， 这 里 流 经 了 所 有 的 加 密 网 络 流 量 （ 但 不 要 指 望 H T T P S 就 是 安 全 的 ） ， 从 这 里 虽 然 无 法 判 断 出 你 的 接 入 来 源 ， 但 可 以 判 断 出 你 的 去 向 目 的 ， 因 此 ， 如 果 要 在 这 里 做 文 章 的 话 ， 可 以 在 此 监 控 你 的 流 量 和 去 向 ； 5 、 上 述 这 些 不 同 的 节 点 之 后 ， 还 存 在 着 本 地 的 I S P 服 务 提 供 商 ， 他 们 也 有 可 能 在 本 地 网 络 中 进 行 网 络 流 量 监 测 ； 6 、 用 户 经 连 接 T o r 服 务 由 出 口 节 点 （ e x i t ） 流 向 了 最 终 的 互 联 网 服 务 。 如 果 某 T o r 服 务 网 络 中 的 只 有 你 一 人 ， 那 么 ， 理 论 上 来 说 ， 你 很 容 易 受 到 其 他 人 “ 上 帝 视 角 ” 的 监 控 ， 而 且 他 或 许 还 能 监 测 到 全 球 网 络 流 量 。 这 种 全 方 位 的 绝 佳 视 角 完 全 可 以 看 出 你 的 一 举 一 动 ， 从 而 轻 易 地 识 别 出 你 准 确 的 入 口 节 点 （ g u a r d ） 、 中 继 节 点 （ r e l a y ） 和 出 口 节 点 （ e x i t ） 信 息 。 某 种 意 义 上 来 说 ， T o r 服 务 就 像 一 种 打 赌 游 戏 ， 只 要 有 足 够 多 的 用 户 和 路 径 选 择 ， 拥 有 “ 上 帝 视 角 ” 的 “ 老 大 哥 ” 要 识 别 相 应 的 出 入 节 点 也 比 较 困 难 。 上 帝 视 角 上 帝 视 角 上 述 我 们 讲 的 “ 上 帝 视 角 ” 并 不 完 全 只 停 留 在 理 论 层 面 上 ， 如 我 咨 询 D D o S 问 题 的 朋 友 中 就 有 这 样 拥 有 “ 上 帝 视 角 ” 的 人 ， 其 中 一 人 声 称 可 以 看 到 超 过 7 0 % 的 互 联 网 流 量 ， 但 他 不 属 于 国 家 机 构 或 政 府 组 织 ， 只 是 在 一 家 公 司 任 职 而 已 。 为 什 么 会 存 在 这 种 情 况 呢 ？ 因 为 D O S 攻 击 时 有 发 生 ， 这 些 公 司 会 与 一 些 大 型 I S P 网 络 提 供 商 合 作 进 行 全 网 监 测 ， 当 观 察 到 D D o S 攻 击 时 ， 就 能 协 调 处 理 以 及 时 减 轻 影 响 。 记 住 ： D D o S 攻 击 不 只 危 及 目 标 系 统 ， 还 会 对 降 低 整 体 网 络 速 度 ， 且 会 让 大 公 司 在 带 宽 开 销 上 造 成 损 失 。 一 些 安 全 公 司 可 以 为 I S P 服 务 商 降 低 运 营 成 本 ， 而 由 此 ， 他 们 就 会 得 到 非 常 多 而 全 的 全 球 攻 击 图 谱 ， 如 我 朋 友 所 在 的 D i g i t a l   A t t a c k   M a p   和   N e t S c o u t 。 据 我 了 解 ， 类 似 D i g i t a l   A t t a c k   M a p 的 公 司 可 以 监 测 大 量 涉 及 T O R 的 D D o S 攻 击 ， 因 此 就 储 备 了 很 多 T O R 节 点 信 息 ， 从 中 可 以 看 到 不 同 节 点 的 流 向 信 息 ， 因 此 可 以 知 道 我 的 具 体 受 攻 击 I P 。 而 且 ， 完 全 不 需 要 什 么 大 流 量 的 D D o S 数 据 包 来 识 别 想 要 的 某 位 用 户 或 隐 藏 节 点 ， 只 需 要 一 个 持 续 的 网 络 负 载 就 可 以 搞 定 。 像 我 在 F o t o F o r e n s i c s 公 司 看 到 的 ， 它 整 个 溯 源 机 制 就 像 一 张 蛇 吃 步   q i a n g 的 图 片 一 样 ：
在 T o r 网 络 中 ， 直 到 T C P 连 接 结 束 后 客 户 端 才 能 更 改 路 径 ， 也 就 意 味 着 ， 在 T o r 网 络 事 务 中 的 传 输 路 径 是 固 定 的 ， 如 果 你 正 在 其 中 通 过 w e b 连 接 下 载 一 些 小 文 件 ， 那 么 这 可 能 不 会 引 起 太 大 的 注 意 ， 但 如 果 你 下 载 的 是 如 视 频 、 I S O 镜 像 等 其 它 类 型 的 大 文 件 ， 则 处 于 “ 上 帝 视 角 ” 的 那 些 人 就 可 能 通 过 这 种 大 文 件 流 量 观 察 到 你 的 路 径 信 息 ， 然 后 通 过 T o r 的 出 口 节 点 关 联 到 你 实 际 的 网 络 I P 地 址 。 对 于 托 管 的 T o r 隐 藏 服 务 （ h i d d e n   s e r v i c e s ） 来 说 ， 相 对 来 说 就 更 容 易 了 。 因 为 T o r 隐 藏 服 务 是 托 管 在 网 络 中 的 某 台 服 务 器 中 运 行 的 ， 这 些 固 定 的 服 务 器 完 全 就 类 似 活 靶 子 ， 服 务 器 会 首 先 接 收 所 有 请 求 流 量 ， 再 经 由 服 务 端 处 理 。 如 果 向 一 台 托 管 服 务 器 上 传 文 件 ， 则 服 务 端 处 理 需 要 在 上 传 完 全 后 才 能 进 行 。 因 此 ， 如 果 拥 有 “ 上 帝 视 角 ” 的 攻 击 者 希 望 能 发 现 你 的 T o r 隐 藏 服 务 ， 则 他 可 以 向 你 的 T o r 隐 藏 服 务 中 上 传 一 个 大 文 件 ， 这 种 上 传 不 需 要 通 过 你 T o r 隐 藏 服 务 的 特 定 上 传 页 面 ， 即 使 上 传 失 败 也 没 关 系 。 重 点 是 在 整 个 上 传 周 期 内 ， 这 些 “ 上 帝 视 角 ” 攻 击 者 能 看 到 上 传 文 件 的 整 个 流 经 路 径 。 A   L e s s e r   G o d ? 不 是 每 个 人 都 有 所 需 要 的 “ 上 帝 视 角 ” ， 在 我 与 T o r 项 目 组 开 发 人 员 的 讨 论 交 流 中 ， 他 们 也 明 确 表 示 不 能 抵 御 全 球 性 的 监 测 或 攻 击 。 在 T o r 项 目 文 档 中 就 有 这 么 一 段 话 ： 在 对 匿 名 架 构 的 理 论 设 计 进 行 威 胁 分 析 时 ， 全 球 性 的 被 动 对 手 （ G l o b a l   P a s s i v e   A d v e r s a r y , G P A ） 是 最 常 见 的 假 设 威 胁 ， 但 是 像 所 有 实 用 的 低 延 迟 系 统 一 样 ， T o r 不 能 抵 御 如 此 强 大 的 对 手 。 相 反 ， 我 们 假 设 对 手 可 以 观 察 到 网 络 流 量 的 一 部 分 ， 可 以 生 成 、 修 改 、 删 除 或 延 迟 流 量 ， 能 操 作 他 自 己 架 设 的 T o r 路 由 ， 也 能 入 侵 T o r 路 由 的 某 些 部 分 。 所 以 ， 那 么 到 底 哪 些 部 分 T o r 路 由 是 能 被 这 样 的 对 手 入 侵 呢 ？ 是 1 0 % 的 入 口 节 点 吗 ？ T o r 研 究 人 员 N u s e n u 上 个 月 的 分 析 报 告 中 指 出 ， 一 位 恶 意 行 为 者 近 期 设 法 创 建 了 大 量 的 出 口 节 点 ， 这 些 出 口 节 点 处 理 了 T o r 网 络 中 将 近 2 4 % 的 出 口 流 量 。 这 不 是 说 你 的 你 T o r 服 务 有 2 4 % 的 时 间 在 使 用 这 些 节 点 服 务 ， 因 为 T o r 客 户 端 约 1 0 分 钟 就 会 更 改 一 次 路 径 。 因 此 ， 你 的 T o r 初 次 使 用 时 ， 有 2 4 % 的 可 能 会 选 择 到 该 恶 意 行 为 者 创 建 的 出 口 节 点 ， 1 0 分 钟 后 切 换 为 其 它 路 径 且 使 用 时 长 为 1 0 分 钟 。 因 此 ， 前 2 0 分 钟 使 用 该 恶 意 行 为 者 创 建 的 出 口 节 点 的 概 率 为 4 2 %   ( 1 0 0 %   - 7 6 % × 7 6 % ) ， 3 0 分 钟 后 的 概 率 为 5 6 ％ ， 一 小 时 后 ， 达 到 8 0 ％ ， 两 个 小 时 后 是 9 6 ％ ， 依 此 类 推 ， 也 即 你 使 用 T o r 服 务 的 时 间 越 长 ， 他 们 看 到 你 出 口 流 量 某 些 部 分 的 可 能 性 就 越 大 。 在 N u s e n u 的 分 析 报 告 中 ， 他 提 到 该 恶 意 行 为 者 创 建 的 出 口 节 点 占 据 了 T o r 服 务 中 近 1 0 % 的 入 口 节 点 。 我 计 算 方 式 如 下 ： 1 、 在 T o r 服 务 中 ， 每 个 出 口 节 点 也 是 一 个 中 继 节 点 ， 还 有 很 多 出 口 节 点 也 能 当 入 口 节 点 ； 2 、 近 期 ， 我 发 现 了 3 , 2 4 4 个 已 知 的 入 口 节 点 和 1 9 7 0 个 已 知 的 出 口 节 点 （ 只 以 I P v 4 地 址 计 算 ） ， 其 中 ， 1 3 7 2 个 节 点 既 是 入 口 节 点 也 是 出 口 节 点 ， 它 们 占 到 3 , 2 4 4 节 点 的 4 2 % ， 也 就 是 说 4 2 % 的 入 口 节 点 也 是 出 口 节 点 。
3 、 也 就 是 说 上 述 恶 意 行 为 者 创 建 的 2 4 % 的 恶 意 出 口 节 点 都 属 于 这 些 节 点 中 的 一 部 份 ， 他 们 占 到 了 将 近 1 0 % 。 在 T o r 服 务 中 ， 入 口 节 点 不 会 经 常 变 化 ， 因 此 ， 如 果 按 照 上 述 N u s e n u 的 分 析 来 看 ， 每 1 0 个 T o r 连 接 服 务 中 就 有 1 个 用 到 了 恶 意 者 创 建 的 节 点 服 务 ， 而 且 ， 如 果 连 接 时 间 够 长 ， 那 么 恶 意 行 为 者 就 有 可 能 识 别 关 联 出 用 户 的 出 口 流 量 路 径 。 A   T e e n y   T i n y   G o d ? 如 前 所 述 ， T o r 项 目 组 声 称 要 防 御 “ 可 以 观 察 到 部 份 T o r 网 络 流 量 的 对 手 ” ， 但 按 照 我 的 理 论 来 看 ， T o r 项 目 组 不 能 抵 御 拥 有 “ 上 帝 视 角 ” 的 人 ， 甚 至 无 法 抵 御 那 些 控 制 了 1 0 % 入 口 或 出 口 节 点 的 恶 意 行 为 者 。 由 于 每 个 入 口 节 点 也 可 是 中 继 节 点 ， 可 以 结 合 这 种 入 口 节 点 ， 通 过 客 户 端 网 络 地 址 和 公 共 已 知 T o r 节 点 的 比 较 ， 区 分 出 实 际 的 客 户 端 用 户 。 另 外 ， 如 果 传 入 某 节 点 的 流 量 来 自 另 一 个 T o r 节 点 ， 那 么 该 节 点 就 是 一 个 中 继 节 点 ， 否 则 ， 该 节 点 就 是 入 口 节 点 。 通 过 入 口 节 点 无 法 实 现 流 量 解 密 ， 只 能 进 行 监 测 。 但 幸 运 的 是 ， 对 攻 击 者 来 说 ， 正 常 T o r 用 户 产 生 的 网 络 流 量 可 以 被 动 监 测 到 ， 且 与 隐 藏 服 务 产 生 的 网 络 流 量 不 同 ， 比 如 ： 初 始 连 接 延 迟 ： 对 于 正 常 用 户 来 说 ， T o r 守 护 启 动 后 会 建 立 路 径 ， 然 后 会 在 用 户 T o r 浏 览 器 启 动 时 会 有 个 暂 停 ， 再 生 成 T o r 流 量 ； 如 果 是 一 些 机 器 人 式 的 自 动 启 动 程 序 ， 可 能 会 没 有 暂 停 间 隔 ， 且 可 以 在 执 行 扫 描 、 攻 击 或 信 息 收 集 等 自 动 任 务 时 有 稳 定 的 T o r 流 量 ； T o r 隐 藏 服 务 启 动 方 式 相 同 ， 但 当 完 成 服 务 注 册 后 会 有 快 速 的 流 量 传 输 ， 在 等 待 第 一 个 人 连 接 到 T o r 隐 藏 服 务 时 会 产 生 一 个 暂 停 缓 冲 ； 持 续 时 间 ： 大 多 数 用 户 似 乎 都 是 启 动 T o r 客 户 端 来 使 用 的 ， 然 后 在 完 成 后 将 其 关 闭 。 相 反 ， 机 器 人 式 的 自 动 程 序 b o t 和 隐 藏 服 务 通 常 会 延 长 运 行 时 间 。 这 也 就 是 说 ， 从 入 口 节 点 处 可 以 知 晓 用 户 的 网 络 地 址 ， 并 可 以 被 动 监 测 到 用 户 端 是 否 是 真 人 、 自 动 程 序 b o t 或 是 隐 藏 服 务 。 那 退 一 步 讲 ， 如 果 你 没 用 到 恶 意 行 为 者 的 入 口 节 点 就 是 安 全 的 了 吗 ？ 我 认 为 不 。 我 自 己 托 管 的 T o r 隐 藏 服 务 经 历 了 十 多 次 大 大 小 小 的 D o S 攻 击 ， 其 中 一 次 攻 击 就 比 较 有 意 思 ： 攻 击 者 控 制 了 一 个 或 多 条 恶 意 路 径 ， 并 且 可 以 识 别 到 我 使 用 的 具 体 入 口 节 点 ， 如 果 我 不 连 接 到 他 们 控 制 路 径 上 的 入 口 节 点 ， 他 们 就 会 D D o S 我 连 接 的 入 口 节 点 ， 直 到 我 下 线 。 之 后 ， 我 的 T o r 守 护 进 程 就 会 自 动 选 择 其 它 节 点 ， 以 此 反 复 ， 最 终 就 会 选 择 到 他 们 的 恶 意 节 点 。 根 本 性 的 安 全 缺 陷 根 本 性 的 安 全 缺 陷 这 篇 文 章 中 对 T o r 的 攻 击 手 法 绝 非 新 颖 或 奇 特 ， 早 在 2 0 1 2 年 就 有 论 文 对 长 时 间 T o r 连 接 跟 踪 的 方 法 研 究 ， 2 0 1 3 年 的 论 文 介 绍 了 对 匿 名 服 务 进 行 匿 名 处 理 的 方 法 。 尽 管 这 些 方 法 很 古 老 ， 但 由 于 一 直 没 有 相 应 的 解 决 方 案 ， 因 此 被 归 类 为 了 0 d a y 攻 击 。 这 些 安 全 问 题 代 表 了 当 前 T o r 体 系 结 构 的 根 本 缺 陷 ， 人 们 通 常 认 为 T o r 为 用 户 和 隐 藏 服 务 提 供 了 网 络 匿 名 性 ， 但 实 际 上 T o r 仅 提 供 了 表 面 上 的 匿 名 性 而 已 ， 它 并 不 能 避 免 端 到 端 的 关 联 ， 并 且 攻 击 者 只 要 控 制 了 一 个 入 口 节 点 ， 就 有 可 能 实 现 隐 藏 服 务 中 的 关 系 识 别 。 总 结 总 结 目 前 ， 在 T o r   0 d a y 系 列 文 章 中 我 连 续 发 表 了 《 如 何 探 测 接 入 T o r 网 络 的 用 户 》 、 《 如 何 发 现 所 有 T o r 网 桥 》 以 及 《 如 何 追 踪 T o r 网 桥 用 户 》 ， 本 文 着 重 介 绍 了 从 T o r 网 络 中 识 别 出 用 户 客 户 端 身 份 的 不 同 情 况 ， 而 且 可 通 过 出 口 节 点 流 量 映 射 出 终 端 用 户 网 络 地 址 的 可 能 。 所 有 这 些 T o r 服 务 的 安 全 问 题 和 漏 洞 都 在 可 行 和 可 利 用 范 围 之 内 ， 隐 患 都 这 么 多 了 ， T o r 还 是 安 全 匿 名 的 吗 ？ 参 考 来 源 ： 参 考 来 源 ：
h t t p s : / / w w w . h a c k e r f a c t o r . c o m / b l o g / i n d e x . p h p ? / a r c h i v e s / 8 9 6 - T o r - 0 d a y - F i n d i n g - I P - A d d r e s s e s . h t m l 精 彩 推 荐 精 彩 推 荐
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