«Сверить часы»: что известно о новом протоколе синхронизации времени серверов

Рассказываем о причинах появления Roughtime и особенностях его работы.

^[1]
/ Unsplash / Djim Loic ^[2]

Зачем нужен новый протокол

Работа сетей с переменной латентностью основана на протоколах, подобных NTP ^[3] (Network Time Protocol). Он синхронизирует внутренние часы вычислительных систем. Но с работой NTP связан ряд проблем — последние версии протокола предусматривают возможность аутентификации запросов от сервера, но на практике эту функцию используют редко ^[4]. Большинство компьютеров безоговорочно доверяет ответу сервера точного времени при настройке системных часов. В результате злоумышленник может провести MITM-атаку и контролировать часы жертвы, нарушив работу криптографических протоколов и получив возможность повлиять на «свежесть» ключей. Также NTP имеет ряд уязвимостей, которые злоумышленники используют для проведения DDoS-атак ^[5].

Инженеры из Бостонского университета совместно с коллегами из Google и Cloudflare представили иной подход для «сверки часов» — Roughtime ^[6] — протокол с криптографической защитой на базе UDP. В основу технологии легла система установки временных меток для блокчейна, которую еще в 2011 году описал ^[7] криптограф Бен Лори (Ben Laurie) — основатель Apache Software Foundation и ведущий разработчик OpenSSL. К слову, сам Бен также участвовал ^[8] в проектировании Roughtime.

Как он устроен

Ответ сервера по протоколу Roughtime состоит ^[4] из трех частей. Первая представляет собой метку времени с числом микросекунд, прошедших с «эпохи Unix ^[9]». Вторая называется радиус — это погрешность передаваемого значения. Третьей компонентой ответа является одноразовый код (nonce) с цифровой подписью. Значение nonce генерирует клиент при запросе временной метки. Такой подход позволяет убедиться, что передаваемая информация актуальна.

^{О других протоколах из нашего блога на Хабре:}

• Новый протокол увеличит радиус возможного использования Wi-Fi на 60 метров ^[10]
• Ретроспектива: как истощались адреса IPv4 ^[11]
• Кто внедряет IPv6, и что тормозит его развитие ^[12]

Если по какой-то причине клиент не доверяет полученным данным, он может послать запрос другим серверам. Но в этом случае nonce генерируют путем хеширования ответа, полученного от предыдущего сервера. Так клиент запоминает последовательность, в которой поступают временные метки, и может убедиться в их правильности. При этом он получает возможность выявить скомпрометированные или неправильно настроенные машины — предоставленное ими значение времени будет серьезно отличаться.

Перспективы протокола

В марте прошлого года Инженерный совет интернета (IETF) представил черновик ^[13] спецификации Roughtime. На этой неделе в сети появилась его обновленная версия ^[6]. В перспективе Roughtime могут сделать полноценным интернет-стандартом и оформить в RFC. Но старший научный сотрудник и криптограф облачного провайдера Cloudflare Ник Салливан (Nick Sullivan) говорит, что Roughtime нельзя считать ^[14] прямой заменой NTP. У него нет механизмов компенсации латентности в сети, что может создать проблемы при «сверке часов» между двумя удаленными узлами (погрешность будет очень высокой). Трудностей добавляет криптография — в частности, функция SHA512, на реализацию алгоритмов которой тратятся дополнительные вычислительные ресурсы.

/ PD / Free-Photos ^[15]

В связи с этим эксперты говорят, что одним из ключевых применений протокола будет проверка срока действия SSL-сертификатов в браузерах, поскольку для этой задачи не нужна высокая точность. Первую реализацию такого решения уже представил один из западных облачных провайдеров.

Также интерес к технологии выражает ^[16] компания SpiderOak. Она разрабатывает одноименное программное обеспечение для резервного копирования данных. Roughtime планируют использовать для безопасной передачи сообщений в другом продукте компании — мессенджере Semaphor.

^{О чем мы пишем в корпоративном блоге VAS Experts:}

• P2P-протокол Dat – как работает и кем используется ^[17]
• 5 причин, почему переход на IPv6 происходит так долго ^[18]
• IPv6 — технология настоящего или будущего ^[19]

Автор: VAS Experts

Источник ^[20]