Uskottava kiistettävyys apeissa: mitä se on ja miksi sillä on merkitystä

Uskottava kiistettävyys tarkoittaa, ettei piilotetun datan olemassaoloa voi todistaa.

Uskottava kiistettävyys salauksessa on tallennuksen ominaisuus, jonka avulla käyttäjä voi paljastaa yhden datajoukon jättämättä rakenteellista jälkeä, joka todistaisi toisen datajoukon olemassaolon. Väitteen on nimettävä uhkamallinsa: asianmukaisesti täytetyn salatun tallennustilan staattinen levykuva on eri asia kuin käynnissä oleva, murrettu laite, pilvipalvelun metatiedot tai muualla säilytetyt kopiot. Kyse on muustakin kuin piilotustoiminnosta. Se edellyttää, että salaus, asettelu, täyte ja toiminnallinen suunnittelu toimivat yhdessä.

Tämä opas selittää, miten uskottava kiistettävyys toimii apeissa, mikä ero on aidolla kryptografisella kiistettävyydellä ja kosmeettisilla harhautustiloilla, missä todellisissa tilanteissa sillä on merkitystä ja miten kiistettävyysväitteitä arvioidaan.

Mitä uskottava kiistettävyys tarkoittaa salauksessa

Arkikielessä uskottava kiistettävyys tarkoittaa, että voit kiistää jotain uskottavasti. Tallennuskryptografiassa hyödyllinen tavoite on kapeampi: salatun tallennustilan tutkijan ei pitäisi pystyä erottamaan kätkettyä sisältöä käyttämättömästä täytetystä tilasta ilmoitetun uhkamallin puitteissa. Mikään appi ei voi ulottaa tätä lupausta jo avattuun holviin, tallennettuun syötteeseen, ulkoisiin kopioihin tai kaikkiin laitteen murtamisen muotoihin.

Käsite syntyi levysalauksesta. TrueCrypt (ja sen seuraaja VeraCrypt) toi käyttöön piilotetun taltion: salatun taltion toisen salatun taltion sisällä. Yksi salasana paljastaa ulomman taltion harmittomine tiedostoineen. Toinen salasana paljastaa sisemmän piilotetun taltion arkaluonteisine tiedostoineen. Forensinen tutkija ei pysty määrittämään, onko piilotettua taltiota olemassa, koska ulomman taltion käyttämätön tila on täytetty satunnaisdatalla, jota ei voi erottaa salatusta datasta.

Apeissa uskottava kiistettävyys tarkoittaa, että eri tunnistetiedot (salasanat, PIN-koodit, kuviot) avaavat eri datajoukot, eikä mikään metatieto, rekisteri, asetuslippu tai rakenteellinen jälki paljasta lisädatajoukkojen olemassaoloa.

Aito kiistettävyys vai kosmeettiset harhautustilat

Tämä on ratkaiseva ero, jonka useimmat apit tekevät väärin.

Kosmeettinen harhautustila (ei aitoa kiistettävyyttä)

Monet holviapit tarjoavat "harhautus"- tai "vale-PIN"-toiminnon. Asetat toisen PIN-koodin, joka avaa erillisen tilan eri kuvineen. Ongelma: nämä apit tallentavat yleensä totuusarvolipun, tietokantamerkinnän tai asetustiedoston, joka kertoo, että harhautustila on olemassa ja määritetty.

Appia ymmärtävä forensinen tutkija löytää tämän lipun. Määritetyn harhautustilan löytyminen todistaa, että piilotettua dataa on olemassa. Kiistettävyys on kosmeettista: se toimii satunnaista urkkijaa vastaan, mutta pettää forensisessa tutkinnassa.

Merkkejä kosmeettisesta kiistettävyydestä:

• Apin asetuksissa on "harhautustila"-kytkin
• Asetustiedosto tallentaa, onko harhautustila käytössä
• Tietokantataulu listaa holvien tunnisteet tyyppimerkinnöin (ensisijainen/harhautus)
• Apin tallennusrakenne muuttuu, kun harhautustila otetaan käyttöön
• Apin poistaminen ja uudelleenasentaminen paljastaa erilaisen toiminnan, jos harhautustila oli määritetty

Aito kryptografinen kiistettävyys

Aito kiistettävyys on arkkitehtuurin ominaisuus, ei toimintokytkin. Salattu tallennus on suunniteltava niin, että:

1. Vaihtoehtoiset tunnistetiedot paljastavat vain oman datajoukkonsa. Järjestelmä ei säilytä erillistä harhautuslippua, joka merkitsee yhden tunnistetiedon naamioksi. Virheelliset tunnistetiedot voivat epäonnistua, mutta epäonnistuminen ei saa paljastaa, onko paljastamaton datajoukko olemassa.

2. Holvirekisteriä ei ole. Appi ei pysty luettelemaan, montako holvia on olemassa. Ei ole lukumäärää, hakemistoa eikä holvitunnisteiden listaa. Apin tallennustilaa tutkiva forensinen tutkija löytää erottelemattoman joukon salattua dataa.

3. Mikään asetuslippu ei paljasta piilotettuja holveja. Ei ole totuusarvoa, tietokantamerkintää eikä asetustiedostoa, joka kertoisi, onko lisäholveja olemassa.

4. Tallennus on täytetty. Käytetyn tallennustilan kokonaismäärä ei muutu holvien tai tiedostojen määrän mukaan. Ilman täytettä tutkija voisi arvioida holvien määrän vertaamalla salatun datan kokonaiskokoa näkyvään sisältöön.

5. Salattua dataa ei voi erottaa satunnaiskohinasta. Ei ole tiedostorajoja, otsakkeita eikä rakenteellisia merkkejä, jotka paljastaisivat, missä yhden holvin data loppuu ja toisen alkaa.

Todelliset tilanteet, joissa tällä on merkitystä

Uskottava kiistettävyys ei ole teoreettinen huoli. Se vastaa dokumentoituihin, toistuviin todellisiin tilanteisiin.

Rajanylitykset

Rajanylityksessä tarkastaja voi tutkia laitteen ja pyytää tunnistetietoja. Jos rakenne todella tarjoaa tallennustason kiistettävyyden, yksi tunnistetieto voi paljastaa harmittoman datajoukon, eikä staattisessa levykuvassa ole rakenteellista merkkiä, joka erottaisi kätketyn sisällön täytteestä. Vaultairen nykyinen tallennusasettelu antaa apin säiliöön pääsevän tutkijan arvioida holvien määrän, joten se ei anna tätä takuuta.

Lähisuhdeväkivalta ja pakottavat suhteet

Väkivaltaisessa suhteessa elävä voi joutua säilyttämään todisteita (kuvia vammoista, uhkaavia viestejä, oikeudellisia asiakirjoja) laitteella, jota väkivallan tekijä valvoo. Jos tämä vaatii nähdä holvin, käyttäjä voi avata holvin, jossa on harmatonta sisältöä. Ilman aitoa kiistettävyyttä apin asetuksiin tallennettu "harhautustila"-lippu paljastaisi piilotetun sisällön olemassaolon.

Laitevarkaus

Teknisesti taitava varas voi yrittää poimia dataa varastetusta puhelimesta. Asianmukaisesti täytetty kiistettävä tallennus pyrkii kätkemään, montako datajoukkoa varannossa on, vaikka kokonaisvaraus, laitteen tila, varmuuskopiot ja toiminnan jäljet kuuluvat edelleen uhkamalliin. Vaultaire salaa nykyisin sisällön, mutta tallennusareenoiden määrä rajaa silti, montako holvia sisältää tiedostoja.

Oikeudellinen ja journalistinen suoja

Lähteitään suojaavat toimittajat, asiakastiedostoja suojaavat asianajajat ja autoritaaristen hallintojen aktivistit kohtaavat tilanteita, joissa laitteen sisältö voidaan vaatia luovutettavaksi. Aito kiistettävyys tarjoaa uskottavan puolustuksen datan takavarikointia vastaan.

Mitä Vaultaire toteuttaa nyt

Vaultaire toteuttaa kuvioilla erotetun pääsyn ja tavallisen käyttöliittymän, jossa ei näy holviluetteloa. Nämä ominaisuudet auttavat apin tavallisessa käytössä, mutta ne eivät täytä kaikkia yllä olevan aidon kiistettävyyden tarkistuslistan vaatimuksia.

Määritetyt kuviot avaavat erilliset salatut holvit. PBKDF2 johtaa holviavaimen kuviosta ja laitekohtaisesta suolasta. Määritetty avain todentaa salatun hakemistonsa ja purkaa satunnaisen pääavaimen kääreestä. Määrittämätön kuvio näyttää tyhjän tilan eikä "väärä kuvio" -ilmoitusta.

Paikallinen muoto sallii yhä holvimäärän arvioinnin. Vaultaire tallentaa yhden vault_index_<fingerprint>.bin-juuritiedoston holvia kohden vähintään 64 tiedoston joukkoon peitetiedostojen kanssa. Kaikkien holvien sivut ja tallennusareenat ovat yhdessä jaetussa kansiossa satunnaisin nimin. Nimet eivät paljasta kuviota, holvin nimeä eikä sitä, mihin holviin tiedosto kuuluu, mutta apin säiliöön pääsevä voi silti arvioida, montako holvia sisältää tiedostoja, koska areenoiden määrä rajaa sen. AES-GCM-todennus ja deterministinen tiedostonimi tarjoavat myös offline-testin ehdokasholviavaimille.

Paikallinen tallennus ei ole vakiokokoista. Tiedostojen sisältö ja metatiedot on salattu, ja pilvivarmuuskopion palaset käyttävät kokotäytettä ja harhautustietueita. Juuritiedostot ovat varannossa peitetiedostojen kanssa, ja peiteareenat pitävät areenoiden määrän tietyllä vaihteluvälillä, mutta areenoiden määrä, luettelosivujen määrä, tiedostojen aikaleimat ja kokonaistallennustila paljastavat silti rakenteen.

Palautus- ja pakotustilan tila on olemassa. Vaultaire säilyttää palautustiedot AES-GCM-salatussa Avainnipun tietokannassa. Pakotustila poistaa tämän laitteen muiden holvien hakemistotiedostot, sivut ja tallennusareenat (tavallisena tiedostojen poistona, ilman päällekirjoitusta), pyyhkii palautustiedot ja eristää laitteen synkronoinnista. Se ei poista pilvivarmuuskopioita eikä kopioita muilla laitteilla, ja valmistumisaika riippuu paikallisesti tehtävästä työstä.

Vaultaire tarjoaa siis käyttöliittymän lokeroinnin ja salatun tallennuksen, ei informaatioteoreettista todistetta siitä, ettei lisäholveja ole. Versiossa 1.0.17 julkaistu tallennusmuoto kätkee, mitkä tiedostot kuuluvat mihinkin holviin, mutta sen areenoiden määrä antaa offline-tilannekuvalle apin säiliöstä silti ylärajan holvien määrälle.

Miten kiistettävyysväitteitä arvioidaan

Kun appi väittää tarjoavansa uskottavan kiistettävyyden, kysy:

1. Onko apissa "harhautustila"-kytkin? Jos on, kiistettävyys on kosmeettista. Forensinen tutkija löytää kytkimen.
2. Onko apissa holviluettelo tai tietokanta? Jos on, holvien olemassaolo on todistettavissa.
3. Voiko arvauksia tarkistaa offline-tilassa? Todennettu salateksti voi vahvistaa ehdokasavaimen ilman erillistä salasanatiivistettä. Kysy, mikä rajoittaa arvaamisen kustannuksia ja tarjoaako tallennusasettelu halvemman avainsormenjäljen.
4. Muuttuuko tallennustilan käyttö holvien määrän mukaan? Jos muuttuu, levyanalyysi voi arvioida holvien määrän.
5. Voiko appi luetella holvit? Jos appi voi näyttää sinulle holviesi listan, lista on laitteella ja löydettävissä.

Usein kysytyt kysymykset

Onko uskottava kiistettävyys laillista?

Uskottavan kiistettävyyden tarjoavan salauksen käyttö on laillista useimmissa demokratioissa. Mikään laki ei kiellä pitämästä laitteella salattua dataa, jonka olemassaoloa ei voi todistaa. Joillakin lainkäyttöalueilla (Iso-Britannia RIPA-lain nojalla, Australia Assistance and Access Act -lain nojalla) viranomaiset voivat velvoittaa luovuttamaan salausavaimet. Oikeudellinen kysymys on, voiko velvoitteen luovuttaa avain dataan, jonka olemassaoloa ei voi todistaa, panna täytäntöön. Oikeudenala kehittyy yhä.

Voivatko forensiset työkalut havaita uskottavan kiistettävyyden?

Tutkija, joka saa Vaultairen apin säiliön haltuunsa, voi havaita salatun tallennuksen. vault_index_*.bin-juuritiedostoja on vähintään 64 kappaleen varanto peitetiedostoineen, ja kaikkien holvien sivut ja tallennusareenat ovat yhdessä jaetussa kansiossa satunnaisin nimin. Tiedostonimet eivät näytä, mihin holviin tiedosto kuuluu, mutta areenoiden määrä rajaa, montako holvia sisältää tiedostoja, joten tutkija voi silti arvioida, montako holvia sinulla on. Tiedostot eivät paljasta holvien nimiä eikä selväkielistä sisältöä. Nykyinen rakenne siis kätkee holvit tavalliselta navigoinnilta, ei jokaiselta forensiselta tallennustilan tutkinnalta.

Toimiiko uskottava kiistettävyys päättäväistä valtiollista toimijaa vastaan?

AES-256-GCM tarjoaa vahvan sisällön salausrajan, kun avaimet, noncet ja toteutus ovat kunnossa. Se ei tee Vaultairen nykyisestä tallennusasettelusta kiistettävää valtiollisen toimijan tutkijaa vastaan: tutkija voi silti arvioida paikallisten holvien määrän, ja käynnissä oleva murto voi kohdistua kuvioihin, avaimiin, esikatseluihin tai vientiin, kun holvi on auki. Nykyinen ominaisuus erottaa sen, mitä eri kuviot avaavat käyttöliittymässä. Se ei lupaa, ettei päättäväinen tutkija voi todistaa lisähakemistojen olemassaoloa.

Mitä eroa on uskottavalla kiistettävyydellä ja piilotetuilla holveilla?

Piilotetut holvit ovat holveja, jotka eivät näy apin tavallisessa käyttöliittymässä. Vahva kryptografinen kiistettävyys on erillinen ominaisuus: piilotettua dataa ei voi erottaa käyttämättömästä täytetystä tallennustilasta. Vaultaire tarjoaa nykyisin ensimmäisen ominaisuuden. Sen nykyinen tallennusmuoto antaa apin säiliöön pääsevän tutkijan silti arvioida holvien määrän, joten se ei tarjoa toista ominaisuutta.

Voinko käyttää uskottavaa kiistettävyyttä pilvivarmuuskopioiden kanssa?

Vaultaire kirjoittaa salatut varmuuskopioluettelot ja täytetyt salatut tiedostopalaset käyttäjän yksityiseen CloudKit-tietokantaan. Datatietueiden satunnaiset nimet, 10 Mt:n palastäyte ja harhautustietueet vähentävät sisällön suoraa paljastumista. Tietueiden määrä, kokonaismäärä, ajoitus ja päivitysmallit näkyvät palvelun metatietoina, joten pilvivarmuuskopio ei luo vakiokokoista, informaatioteoreettisesti kiistettävää tallennusta.

Yhteenveto

Vahva tallennuksen kiistettävyys pyrkii estämään tutkijaa erottamasta kätkettyä dataa täytetystä vapaasta tilasta staattisessa salatussa tallennuksessa. Useimmat tätä ominaisuutta väittävät apit tarjoavat kosmeettisia harhautustiloja, joiden asetusliput ovat löydettävissä. Vahvemman määritelmän täyttäminen edellyttää tarkkaa uhkamallia, laskettavissa olevan holvirekisterin puuttumista, paljastavien asetuslippujen puuttumista, vakaata täytettä ja salattuja tietueita, jotka eivät paljasta, mitkä paikat ovat oikeita.

Vaultaire erottaa salatut holvit määritetyillä kuvioilla ja pitää holvien nimet ja sisällön poissa lukitusta käyttöliittymästä. Sen nykyinen tallennusasettelu antaa apin säiliön tutkinnan silti arvioida holvien määrän. Pidä sitä todennetun salauksen tukemana käyttöliittymätason kätkemisenä, ei todisteena siitä, ettei lisäholveja ole.