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IPv6 互联网中的隐私保护和网络管理器

2016-1-21 07:40    收藏: 2    

IPv6 的使用量正在不断增加,让我们始料未及的是,伴随这个协议不断增加的使用量,大量的隐私问题涌现出来。互联网社区在积极发布相关解决方案。当前状况是怎样的呢?网络管理器NetworkManager又是如何跟上的呢?让我们来瞧瞧吧!

通过 IPv6 方式连接的主机的特性

启用了 IPv6 的节点(LCTT 译注:节点在网络中指一个联网的设备)并不需要类似 IPv4 网络中 DHCP 服务器的中央机构来配置他们的地址。它们发现discover自己所在的网络,然后通过生成主机部分来自主生成地址。这种方式使得网络配置更加简单,并且能够更好的扩展到更大规模的网络。然而,这种方式也有一些缺点。首先,这个节点需要确保它的地址不会和网络上其他节点冲突。其次,如果这个节点在进入的每一个网络中使用相同的主机部分,它的运动就可以被追踪,如此一来,隐私便处于危险之中。

负责制定因特网标准的组织 Internet 工程任务组Internet Engineering Task Force(IETF)意识到了这个问题,这个组织建议取消使用硬件序列号来识别网络上的节点。

但实际的实施情况是怎样的呢?

地址唯一性问题可以通过 重复地址检测Duplicate Address Detection(DAD)机制来解决。当节点为自身创建地址的时候,它首先通过 邻居发现协议Neighbor Discovery Protocol (一种不同于 IPv4 ARP 协议的机制)来检查另一个节点是否使用了相同的地址。当它发现地址已经被使用,它必须抛弃掉这个地址。

解决另一个问题——隐私问题,有一点困难。一个 IP 地址(无论 IPv4 或 IPv6)由网络部分和主机部分组成(LCTT 译注:网络部分用来划分子网,主机部分用来从相应子网中找到具体的主机)。主机查找出相关的地址的网络部分,并且生成地址的主机部分。传统上它只使用了源自网络硬件(MAC)地址的接口识别器Interface Identifier。MAC 地址在硬件制造的时候就被设置好了,它可以唯一的识别机器。这样就确保了地址的稳定性和唯一性。这对避免地址冲突来说是件好事,但是对隐私来说一点也不好。主机部分在不同网络下保持恒定意味着机器在进入不同网络时可以被唯一的识别。这在协议制定的时候看起来无可非议,但是随着 IPv6 的流行,人们对于隐私问题的担忧也愈演愈烈。幸运的是,解决办法还是有的。

使用隐私扩展privacy extensions

IPv4 的最大问题——地址枯竭,已经不是什么秘密。对 IPv6 来说,这一点不再成立,事实上,使用 IPv6 的主机能够相当大方的利用地址。多个 IPv6 地址对应一块网卡绝对没有任何不合适,正好相反,这是一种标准情形。最起码每个节点都有一个“本地连接link-local地址”,它被用来与同一物理链路的节点联络。当网络包含了一个连接其他网络的路由器,这个网络中的每个节点都有一个与每个直接连接的网络相联络的地址。如果主机在同一个网络有更多的地址,该节点(LCTT 译注:指路由器)将接受它们全部的传入流量。对于外发连接,它会把地址显示给远程主机,内核会挑选最适合的地址。但到底是哪一个呢?

启用了隐私扩展,就像 RFC4941 定义的那样,时常会生成带有随机主机部分的新地址。最新的那个被用于最新的外发连接,与此同时,那些不被使用了的旧地址将被丢弃。这是一个极好的策略——主机不会对外暴露其固定地址,因为它不用于外发连接,但它仍然会接受知道其固定地址的主机连接。

但这也存在美中不足之处——某些应用会把地址与用户识别绑定在一起。让我们来考虑一下这种情形,一个 web 应用在用户认证的时候生成一个 HTTP Cookie,但它只接受实施认证的地址的连接。当内核生成了一个新的临时地址,服务器会拒绝使用这个地址的请求,实际上相当于用户登出了。地址是不是建立用户认证的合适机制值得商榷,但这确实是现实中应用程序正在做的。

解救之道——隐私固定寻址Privacy stable addressing

解决这个问题可能需要另辟蹊径。唯一的(当然咯)地址确实有必要,对于特定网络来说是稳定的,但当用户进入了另一个网络后仍然会变,这样的话追踪就变得几乎不可能。RFC7217 介绍了一种如上所述的机制。

创建隐私固定地址依赖于伪随机值,这个随机值只被主机本身知晓,它不会暴露给网络上的其他主机。这个随机值随后被一个密码安全算法加密,一起被加密的还有一些与网络连接的特定值。这些值包含:用以标识网卡的名称;网络地址;对于这个网络来说有可能的其他特殊值,例如无线网络的 SSID。使用这个安全密钥使其他主机很难预测结果地址,与此同时,当进入不同的网络时,网络的特殊数据会让地址变得不同。

这也巧妙的解决了地址重复问题。因为有随机值的存在,冲突也不太可能发生。万一发生了冲突,结果地址会得到重复地址检测失败的记录,这时会生成一个不同的地址而不会断开网络连接。看,这种方式很聪明吧。

使用隐私固定地址一点儿也不会妨碍隐私扩展。你可以在使用 RFC4941 所描述的临时地址的同时使用 RFC7217中的固定地址。

网络管理器NetworkManager处于什么样的状况?

我们已经在网络管理器1.0.4版本中实现了隐私扩展privacy extensions。在这个版本中,隐私扩展默认开启。你可以用 ipv6.ip6-privacy 参数来控制它。

在网络管理器1.2版本中,我们将会加入固定隐私寻址stable privacy addressing。应该指出的是,目前的隐私扩展还不符合这种需求。我们可以使用 ipv6.addr-gen-mode 参数来控制这个特性。如果它被设置成固定隐私,那么将会使用固定隐私寻址。设置成“eui64”或者干脆不设置它将会保持传统的默认寻址方式。

敬请期待2016年年初网络管理器1.2版本的发布吧!如果你想尝试一下最新的版本,不妨试试 Fedora Rawhide,它最终会变成 Fedora 24。

我想感谢 Hannes Frederic Sowa,他给了我很有价值的反馈。如果没有他的帮助,这篇文章的作用将会逊色很多。另外,Hannes 也是 RFC7217 所描述机制的内核实现者,当网络管理器不起作用的时候,它将发挥作用。


via: https://blogs.gnome.org/lkundrak/2015/12/03/networkmanager-and-privacy-in-the-ipv6-internet/

作者:Lubomir Rintel 译者:itsang 校对:wxy

本文由 LCTT 原创翻译,Linux中国 荣誉推出

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