Пастильда — открытый аппаратный менеджер паролей

в 11:05, , рубрики: keepass, pastilda, Блог компании Третий пин, информационная безопасность, криптография, менеджер паролей, пароли, хранение паролей

Pastilda — open source аппаратный USB менеджер паролей

Немало заметок и обсуждений посвящены непростому вопросу безопасного хранения паролей, тема интересная и, похоже, актуальной будет ещё долго. Существуют различные программные решения для хранения паролей, о них довольно часто пишут на Хабре (например тут и вот тут), однако многим из них, как нам кажется, в той или иной степени свойственны следующие недостатки:

  • закрытый код снижает доверие и вероятность оперативного устранения уязвимостей
  • для автозаполнения нужно ставить дополнительный софт
  • после ввода мастер-пароля вся база открыта и доступна, в том числе для вредоносного ПО, что особенно актуально на недоверенных устройствах
  • использование мобильных приложений для хранения паролей все равно подразумевает ручной ввод с клавиатуры, например когда требуется залогиниться на стационарном ПК
  • автозаполнение невозможно в некоторых случаях (в bios, консоли)

Мы пришли к выводу, что наиболее удобным решением будет простой и недорогой девайс, позволяющий аппаратно хранить и вводить логины/пароли на любые устройства, без установки какого-либо ПО.

Pastilda — open source аппаратный USB менеджер паролей

Для начала мы, конечно же, прочитали весь интернет, чтобы понять, кому еще приходила в голову идея хранить и вводить пароли аппаратно, и как она была реализована. Найденные варианты можно условно разделить на следующие категории:

  • шифрованные накопители, по сути — просто флешки с паролем (например, такая). Можно безопасно хранить документы, но об автоматическом вводе паролей речь не идет
  • устройства с биометрической идентификацией (пример). Биометрическая идентификация выглядит привлекательно, однако она менее универсальна, чем символьный пароль (например, если надо удаленно предоставить кому-то доступ к устройству, передача отпечатка пальца станет настоящей проблемой), к тому же дополнительные датчики увеличивают стоимость изделия. В случае компроментации сложно быстро сменить отпечатки
  • программные менеджеры паролей с аппаратным ключом-токеном, который дает доступ в базу (например) обладают теми же недостатками, что и программные менеджеры без ключа-токена
  • устройства для ввода 1-4 паролей и их генерации (пример, пример). Наиболее близкие решения. Из недостатков следует отметить ограниченное количество хранимых паролей а также управление исключительно кнопками на устройстве, что далеко не всегда удобно.

Ни одно из найденных устройств в полной мере не соответствовало нашей задумке. Мы обрадовались — и давай думать дальше.

Идея

Не так давно для корпоративных задач хранения паролей вместо бумажек, браузеров и биологической памяти мы стали использовать KeePass. Вполне довольные удобством и универсальностью этого продукта, мы решили приспособить его для задач аппаратного хранения паролей, портировав на микроконтроллер.
Однако, осталось огромное количество вопросов. Каким образом выбирать нужную запись в базе на устройстве? Как показать пользователю, какая запись выбрана? Стоит ли размещать на корпусе устройства кнопки? Экран? Как вообще оно должно подключаться к компьютеру? К планшету? К телефону?

От экрана отказались сразу. Если уж у пользователя возникла необходимость вводить пароль — скорее всего, экран у него уже есть. Что касается способов подключения, то мы решили не рассматривать беспроводные интерфейсы, ввиду потенциальной их уязвимости для перехвата.

Pastilda, использование с клавиатурой

Для управления мы будем использовать стандартную клавиатуру, а для непосредственного ввода сохраненных паролей в формы — эмулировать клавиатурные команды. “Перехват” управления будет происходить при вводе специальной комбинации клавиш. По умолчанию мы выбрали сочетание Ctrl + Shift + ~, потому что оно удобно для нажатия и практически нигде не используется. Проект получил название “Pastilda” (от password, tilda), у нас оно ассоциируется с чем-то вкусным и сладким, а также помогает не забыть главное сочетание клавиш для работы с устройством.

Находясь в пассивном режиме Пастильда транслирует все сообщения от клавиатуры к ПК без изменений, ожидая нажатия специальной комбинации. После ввода комбинации устройство входит в активный режим. Если в этот момент курсор находится в поле для ввода текста — это может быть поле “Логин”, или любое другое текстовое поле — в нем появляется одно-строчное текстовое меню.

Pastilda, ввод пароля

Для работы с базой KeePass, хранящейся в памяти Пастильды, пользователь вводит мастер-пароль, а затем при помощи навигационных клавиш выбирает название интересующего его аккаунта и нажимает ввод. Пастильда вводит нужные логин и пароль в соответствующие поля. При этом расшифровка базы происходит на устройстве, и целевая система не получает доступа к мастер-паролю и ко всей базе. Выход из активного режима происходит либо автоматически, после ввода пароля, либо после повторного нажатия комбинации “Shift + Ctrl + ~”. Да, кстати, комбинации можно придумать свои.

Реализация 0.1

Как всегда много чего хочется реализовать, а начать решили с малого. Ревизия 0.1 предназначена для проверки идей, удобства использования и всяческого баловства. В текущей версии запланирован следующий минимум функций:

  • составное USB устройство (HID+Mass Storage)
  • USB host
  • работа с одной базой KeePass
  • однострочное меню
  • FAT16.

Схема

Пастильда — открытый аппаратный менеджер паролей - 5

Тут всё просто — контроллер Stm32f405, два разъема и флешка на SPI. Так же немного защиты, разъем SWD и, конечно же, RGB светодиод. Выбор компонентов не вызвал затруднений — STM, похоже, единственный, кто реализовал два аппаратных USB в микроконтроллере, а память взяли какая была.

Плата

Пастильда — открытый аппаратный менеджер паролей - 6

Все компоненты в обычных корпусах, чтобы плата была дешевая и быстрая в производстве. Размер 40х17 мм, 4 слоя. Текущая версия платы выглядит вот так:

Пастильда — открытый аппаратный менеджер паролей - 7 Пастильда — открытый аппаратный менеджер паролей - 8

Софт

На данный момент реализовано:

  • USB host, для того чтобы распознавать подключенную к устройству клавиатуру и прокидывать сообщения от нее дальше в ПК
  • составное USB устройство (msd + hid): в режиме Pastilda устройство должно уметь быть клавиатурой, кроме того, быть всегда доступным как внешний диск, для удобного добавления и удаления паролей (Попутно @anaLazareva решила проблему с usb_msc libopencm3.

Ждет своей участи:

  • FAT для чтения данных, записанных во флеш память, чтобы мы могли ходить по директориям и брать нужный пароль
  • KeePass расшифровка, работа с записями
  • меню.

О своих суровых буднях программисты напишут в отдельных статьях.

Что дальше?

Дальше — больше. Хочется реализовать работу с любыми устройствами, понимающими внешнюю клавиатуру. Мы уже протестировали работу нашего прототипа с Android-смартфоном через USB OTG, всё работает прекрасно. Для удобства навигации по меню при использовании Пастильды с мобильными устройствами сделаем отдельный USB-модуль с колесом-кнопкой.

Пастильда — открытый аппаратный менеджер паролей - 9

Ещё одна идея — маленькая гибко-жесткая печатная плата, которая заправляется прямо в разъем USB, оказываясь между контактами host и device. Жесткий кусочек платы с компонентами наклеивается на корпус штекера device. Таким образом устройство будет довольно сложно обнаружить. Впрочем, зачем бы нам это? Просто идея.

Пастильда — открытый аппаратный менеджер паролей - 10

Встроенную память Пастильды можно использовать для хранения данных (если скорость не особо важна), и тут возможны варианты: просто USB накопитель, который виден всегда, когда устройство подключено, либо шифрованный накопитель. Базы KeePass, файлы ключей и т.п. предполагается хранить на этом пространстве.

Open all

Код выложен на github, вместе с железом. Лицензия GNU GPL. Естественно, можно пилить что-то свое на основе этого проекта, нам в голову пришли такие идеи:

  • эмуляция kbd+mouse для гейм-читинга
  • потоковое аппаратное шифрование USB-флеш.

Главная цель этой статьи — услышать ваше мнение, не стесняйтесь в комментариях!

Автор: Третий пин

Источник

Поделиться новостью

* - обязательные к заполнению поля