Convergence

TLS CAs Theorie

• Vertrauensanker
• Schutz gegen MITM
• Authentication

TLS CAs Praxis

• gängige Browser "vertrauen" in der default Einstellung mehreren hundert Organisationen
  • https://www.eff.org/observatory
  • https://www.eff.org/files/colour_map_of_CAs.pdf
  • eine einzige kompromittierte CA reicht aus, jede CA darf alles signieren.

• unzureichende Validation
  • https://bugzilla.mozilla.org/show_bug.cgi?id=556468

• Comodo
• Diginotar

• Lawful(?) Interception
  • http://files.cloudprivacy.net/ssl-mitm.pdf

• wer ist vertrauenswürdig?
  • https://bugzilla.mozilla.org/show_bug.cgi?id=647959 ;)

Perspectives

• Suche nach einer Alternative zu Authentifizierung via PKI
• TOFU - trust on first use
  • ssh trust model
  • Unbekannte Schlüssel (für einen spez. host) müssen durch Benutzer bestätigt werden
  • Bestätigte Schlüssel/Host Paare werden gecacht und erfordern keine weitere Benutzer-Interaktion
  • Ändert sich ein Schlüssel muss dieser wiederum vom Benutzer bestätigt werden

• Problem: MITM/First Use
  • Manuelle Überprüfung i.d.R. nicht praktikabel.
  • Risiko minimieren durch Notare
    • Notare geben Auskunft welche Schlüssel sie "sehen".
    • network perspective
• Annahme: MITM-Angriff von dem alle Notare betroffen sind sehr unwahrscheinlich
• Neues Problem: Was wenn sich die Notare nicht einig sind?
  • Benutzer entscheidet
• "irgendeine CA hat den Schlüssel signiert" vs. "x von y Notaren sehen den selben Schlüssel"
  • kompromittierter Notar weniger fatal als kompromittierte CA.

• http://perspectives-project.org/
• http://perspectivessecurity.files.wordpress.com/2011/07/perspectives_usenix08.pdf

Convergence

• will CAs komplett ersetzen
• basiert auf der Perspectives Idee
• Notare prinzipiell nicht nur auf Zertifikate beschränkt
  • DNSSEC, Content, ...
  • momentan aber nur Zertifikat Verifier (network perspective) implementiert
• Privacy
  • Notar als Proxy zu anderen Notaren
• Benutzer soll letztendlich selbst entscheiden wem er vertraut
  • Trust Agility

• http://convergence.io/
• https://github.com/moxie0/Convergence
• http://www.youtube.com/watch?v=Z7Wl2FW2TcA

Convergence Firefox Add-On

• installiert lokale CA
• MITM jeder TLS-Verbindung
• Unbekannte (Hostname, Port, Zertifikat) Tupel werden über Notare verifiziert
  • generiert neues Zertifikat für Hostname (lokale CA sig.)
  • Cache
• Browser "sieht" nur noch Zertifikate die von der lokalen CA signiert sind.

Convergence Notary

• HTTPS API
• feste (self sign.) Zertifikate
• implementierte verifier
  • network perspective
    • Zertifikat fingerprint
  • google certificate catalog
    • http://googleonlinesecurity.blogspot.com/2011/04/improving-ssl-certificate-security.html

Notar Protokoll

https://github.com/moxie0/Convergence/wiki/Notary-Protocol

Notary Request

• HTTP POST request /target/*<host>*+*<port>*
• fingerprint (SHA1 des Zertifikats)

POST /target/www.google.de+443 HTTP/1.1
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
Content-Length: 71
Host: convergence.crypto.is:8843
Connection: close

fingerprint=40:50:62:E5:BE:FD:E4:AF:97:E9:38:2A:F1:6C:C8:7C:8F:B7:C4:E2

Notary Response

• HTTP Response Status Code
  • 200 fingerprint match
  • 409 fingerprint mismatch
  • ...

{
  "fingerprintList":
  [
    {
      "timestamp": {"start": "1312537562", "finish": "1315604078"},
      "fingerprint": "51:1F:8E:C6:22:82:5B:ED:A2:75:CB:3E:95:AB:63:7F:69:D3:18:1C"
    }
  ],
  "signature": "MHu+jKdTJhRiNqTZleFnTY...RDYcPWuWBawQcReP3N82y54ZcEl3g=="
}

Convergence Proxy

• Convergence momentan nur für Firefox verfügbar
  • Implementierung in anderen Browsern unwahrscheinlich (fehlende APIs)
• Probleme mit Clientzertifikaten

• Plan
  • externer TLS Proxy
  • Passives Mitlesen des TLS-Handshakes
  • kein MITM / keine eigenen Zertifikate
  • Überprüfung der Zertifikate analog zu Convergence Plugin
  • Im Prinzip "Dual-Mode" Convergence + herkömmliche Zertifikats-Validierung des Browsers/Client.

HTTP Tunnel

http://curl.haxx.se/rfc/draft-luotonen-web-proxy-tunneling-01.txt

TLS Handshake

Client                                             Server

ClientHello                -------->
                                              ServerHello
                                              Certificate
                                        ServerKeyExchange
                           <--------      ServerHelloDone
ClientKeyExchange
ChangeCipherSpec
Finished                   -------->
                                         ChangeCipherSpec
                           <--------             Finished
Application Data           <------->     Application Data

TLS Handshake / Proxy

Client                   Proxy                    Server

ClientHello        -->  ------>   -->
                   <--  <------   <--        ServerHello
                          /--     <--        Certificate
                          |
                   verify(certificate)
                          |
                   <--  --/
                   <--  <-----    <--   ServerKeyExchange
                   <--  <-----    <--     ServerHelloDone
ClientKeyExchange
ChangeCipherSpec
Finished           -->  ----->    -->
                                         ChangeCipherSpec
                   <--  <-----    <--            Finished
Application Data   <->  <---->    <->    Application Data

Probleme

• sauberes beenden der TLS Verbindung falls das Zertifikat nicht verifiziert werden kann
  • disconnect
    • erneuter Verbindungsaufbau
  • TLS-Alert
    • welcher?
• UI

Misc

• http://convergence.io/
• https://github.com/moxie0/Convergence
• http://www.youtube.com/watch?v=Z7Wl2FW2TcA
• http://perspectives-project.org/
• http://perspectivessecurity.files.wordpress.com/2011/07/perspectives_usenix08.pdf
• http://googleonlinesecurity.blogspot.com/2011/04/improving-ssl-certificate-security.html
• ssl 3.0 http://www.mozilla.org/projects/security/pki/nss/ssl/traces/index.html
• tls 1.0 http://www.ietf.org/rfc/rfc2246.txt
• tls 1.1 http://www.ietf.org/rfc/rfc4346.txt
• tls 1.2 http://www.ietf.org/rfc/rfc5246.txt
• ssl connection walkthrough http://www.mozilla.org/projects/security/pki/nss/ssl/traces/index.html
• http 1.1 http://www.ietf.org/rfc/rfc2616.txt
• http tunnel http://curl.haxx.se/rfc/draft-luotonen-web-proxy-tunneling-01.txt
• http://files.cloudprivacy.net/ssl-mitm.pdf
• http://pki.net.in.tum.de/
• cert pinning https://addons.mozilla.org/en-US/firefox/addon/certificate-patrol/