Z okazji zbliżającego się końca roku, postanowiłem nieco ogarnąć swojego Debiana, tj. postawić go na nowo. Jakby nie patrzeć 4 lata korzystania z tego linux'a z włączonymi gałęziami unstable i experimental sprawiło, że trochę syfu się nazbierało. Nie chciałem też czyścić całego kontenera LUKS czy samej struktury LVM z systemowymi voluminami logicznymi na starym dysku HDD, bo zainstalowany tam system zawsze może się do czegoś przydać, np. do odratowania tego nowego linux'a. Dlatego też postanowiłem zakupić niedrogi dysk SSD (MLC, używany) i to na nim postawić świeżego Debiana z wykorzystaniem narzędzia debootstrap. Sama instalacja linux'a na dysku SSD nie różni się zbytnio od instalacji na dysku HDD, za wyjątkiem skonfigurowania w takim systemie mechanizmu trim/discard. Standardowi użytkownicy linux'a nie muszą zbytnio nic robić, aby ten mechanizm został poprawnie skonfigurowany. Sprawa się nieco komplikuje, gdy wykorzystywany jest device-mapper, który mapuje fizyczne bloki urządzenia na te wirtualne, np. przy szyfrowaniu dysku z wykorzystaniem LUKS/dm-crypt, czy korzystaniu z voluminów logicznych LVM. Dlatego też postanowiłem przyjrzeć się nieco bliżej zagadnieniu konfiguracji mechanizmu trim/discard na dysku SSD w przypadku zaszyfrowanego systemu na bazie LUKS+LVM.

Kernele oferowane przez różne dystrybucje linux'a, np. Debian czy Ubuntu, są tak budowane by możliwie jak największa ilość sprzętu na takim jądrze operacyjnym nam zadziałała bez zbędnego przerabiania systemu. Takie podejście sprawia, że nowo nabyty przez nas sprzęt możemy od razu podłączyć do komputera, a stosowne moduły po rozpoznaniu urządzenia zostaną załadowane do pamięci operacyjnej, przez co my będziemy mogli wejść w interakcję z takim kawałkiem elektroniki. Problem w tym, że kernel ma bardzo dużo tych modłów. Dużo modułów, to więcej kodu, a więcej kodu to więcej błędów, które na poziomie jądra mogą być bardzo opłakane w skutkach. Z zagrożeniem, jakie niosą moduły zewnętrzne (te spoza drzewa kernela linux), można sobie poradzić podpisując kernel kluczami od firmware EFI/UEFI. W takim przypadku załadowanie niepodpisanego modułu już się nie powiedzie. Niemniej jednak, dystrybucyjne kernele mają całą masę modułów do różnorakiego sprzętu, które na etapie budowania kernela są podpisywane, co otwiera im drogę do bycia załadowanymi w naszym systemie nawet jeśli nie posiadamy urządzeń, które by użytek z tych modułów robiły. Przydałoby się zatem zabezpieczyć możliwość ładowania modułów kernela w taki sposób, by jedynie administrator systemu miał możliwość określenia jakie moduły i na którym etapie pracy systemu mogą one zostać załadowane.

Przeglądając ostatnio połączenia w swoim telefonie z Androidem, natknąłem się na wpisy mające w swoich adresach źródłowych ustawione IP takie, jak ::ffff:192.168.1.188 . Podobnie sprawa wygląda w przypadku adresów docelowych tego samego połączenia, tj. widnieje tam np. ::ffff:216.58.215.1 . Na pierwszy rzut oka taka konstrukcja adresu IP przypomina IPv6, przynajmniej jej pierwsza część, tj. ::ffff: , natomiast drugi kawałek już bardzo przypomina adres IPv4. Okazuje się, że za taki format adresów IP odpowiada mechanizm mapowania adresów IPv4 na adresy IPv6. Nie jest to jednak tożsame z 6to4 czy 6in4, gdzie host ze stałym publicznym adresem IPv4 jest w stanie komunikować się z hostami nadającymi po IPv6. W przypadku mapowania adresów IPv4 na IPv6, połączenia ze zdalnymi hostami mogą odbywać się zarówno po IPv4 jak i IPv6, a to z którego z tych protokołów nasz linux skorzysta zależy od tego czy taka maszyna dysponuje przydzielonym adresem IPv6. Jeśli ISP nie zapewnia nam adresu IPv6, to wtedy pakiety sieciowe będą przesyłane z wykorzystaniem protokołu IPv4. Wciąż jednak te mieszane konstrukcje adresów IP będą widoczne na wykazie połączeń w netstat/ss . Okazuje się jednak, że ten mechanizm mapowania adresów może powodować szereg problemów związanych z bezpieczeństwem systemu. Dlatego też tam gdzie to możliwe przydałoby się go wyłączyć.

Jakiś już czas temu opisywałem jak włączyć rozszerzenia prywatności IPv6 na Debianie (IPv6 Privacy Extensions) w przypadku korzystania z mechanizmu automatycznej konfiguracji adresacji hostów SLAAC (StateLess Address AutoConfiguration). Miało to za zadanie poprawić nieco prywatność osób podłączonych do internetu za sprawą protokołu IPv6, bo generowane adresy IP standardowo zawierają adresy MAC kart sieciowych (identyfikator EUI64). Parę dni temu dowiedziałem się, że w linux można również aktywować inny mechanizm zwany stabilnymi adresami prywatnymi (stable-privacy addresses), które to wykorzystują inny system przy generowaniu identyfikatorów interfejsów sieciowych. Ten mechanizm sprawia, że część adresu IPv6 odpowiedzialna za identyfikację hosta ma losowe, choć stabilne wartości, które nie mają nic wspólnego z adresem MAC karty sieciowej naszego komputera. W ten sposób możemy ukrócić śledzenie nas w sieci na podstawie adresu IPv6. Poniższy artykuł ma za zadanie pomóc skonfigurować nam te stabilne adresy prywatne na linux oraz pokazać w jaki sposób są one w stanie pomóc naszej prywatności.

W linux rozmiar stron pamięci operacyjnej RAM ma domyślnie 4096 bajtów (4 KiB). Maszyny wirtualne QEMU/KVM mają to do siebie, że wykorzystują dość spore zasoby pamięci (wile GiB), przez co mały rozmiar strony może niekorzystnie wpływać na wydajność systemów gościa. Chodzi generalnie o to, że rozrostowi ulega tablica stron, której przeszukiwanie jest czasochłonną operacją. By temu zaradzić, wymyślono TLB (Translation Lookaside Buffer), który ulokowany jest albo w CPU albo gdzieś pomiędzy CPU i główną pamięcią operacyjną. TLB to mały ale za to bardzo szybki cache. W przypadku systemów z duża ilością pamięci RAM, niewielki rozmiar TLB sprawia, że odpowiedzi na zapytania nie są brane z cache, tylko system wraca do przeszukiwania normalnej tablicy stron zlokalizowanej w pamięci RAM (TLB miss). Taka sytuacja jest bardzo kosztowna, spowalnia cały system i dlatego trzeba jej unikać. Na szczęście jest mechanizm HugePages, który pozwala na zwiększenie rozmiaru strony pamięci z domyślnych 4 KiB do 2 MiB lub nawet do 1 GiB w zależności od właściwości głównego procesora. W tym artykule postaramy się skonfigurować HugePages na potrzeby maszyn wirtualnych dla systemu Debian Linux.

Obecnie nftables cierpi dość mocno z powodu pewnych problemów związanych z wydajnością przy aplikowaniu reguł zapory sieciowej. Niemniej jednak, w stosunku do iptables , nftables posiada tablicę netdev , która jest w stanie nieco zyskać w oczach tych nieco bardziej wybrednych użytkowników linux'a. Chodzi generalnie o fakt, że ta tablica jest umieszczona zaraz na początku drogi pakietów, tuż po odebraniu ich z NIC (interfejsu karty sieciowej), a biorąc pod uwagę fakt, że ruch sieciowy, który nigdy ma nie trafić do naszej maszyny, powinien być zrzucany jak najwcześniej (by nie marnować zasobów procesora i pamięci), to ta tablica wydaje się być idealnym miejscem by zablokować cały niepożądany ruch przychodzący. Przy wykorzystaniu iptables , takie pakiety zrzuca się w tablicy raw . Jeśli zaś chodzi o nftables , to zrzucanie pakietów w tablicy netdev jest ponad dwu lub nawet trzykrotnie bardziej wydajne (szybsze i mniej zasobożerne). Można zatem dość dobrze poradzić sobie z wszelkiego rodzaju atakami DOS/DDOS, np. ICMP/PING flood czy SYN flood. Zastanawiające może być natomiast ogarnięcie ataku UDP flood ale przed tym rodzajem ataku linux również jest w stanie się bez problemu ochronić.

Protokół IPv6 został opracowany już dość dawno temu, a jednak ilość hostów w internecie komunikujących się za jego pomocą wciąż nie jest zbyt wysoka i oscyluje w granicach 25%. Faktem jest, że migracja z IPv4 na IPv6 może być sporym kosztem dla niektórych podmiotów jeśli chodzi o kwestię związaną z wymianą sprzętu i ze zmianą konfiguracji sieci, co pewnie zniechęca część ISP do wdrożenia tego protokołu. Użytkownicy korzystający z sieci z kolei nie wiedzieć czemu też preferują IPv4 nad IPv6. Jakiś czas temu czytałem nawet artykuł na temat zagrożenia prywatności jakie może nieść ze sobą protokół IPv6. Chodzi generalnie o to, że obecnie wszyscy przywykliśmy do rozwiązania jakie oferuje nam NAT, które jest w stanie utrudnić nieco naszą identyfikację i analizę naszej aktywności w internecie. W przypadku IPv6 adresy IP są dość unikatowe w skali globalnej, a część odpowiedzialna za identyfikację hosta (ostatnie 64 bity) stanowi identyfikator EUI64, który z kolei jest generowany na podstawie adresu MAC karty sieciowej. W taki oto sposób interfejs tej karty będzie miał stały identyfikator EUI64, a hosta będzie można zidentyfikować bez problemu i bez względu na to u którego ISP podłączymy nasz komputer. Rozwiązaniem tego problemu jest mechanizm zwany IPv6 Privacy Extensions. Przydałoby się zatem rzucić na niego okiem i jeśli okaże się użyteczny, to wypadałoby go włączyć w naszym Debian Linux.

Operowanie na VPS nie jest jakoś specjalnie trudne, zwłaszcza w przypadku, gdy mamy dostęp root i możemy logować się na serwer z wykorzystaniem protokołu SSH. Dalej to już zwykła linux'owa mechanika, która może być nieco inna, w zależności od tego, jaki dokładnie system operacyjny na tym VPS stoi. Czasami jednak, w pewnym momencie podczas połączenia możemy zostać rozłączeni z niewiadomych nam przyczyn. Niemniej jednak, zawsze, gdy ten problem występuje, w terminalu można zobaczyć komunikat: packet_write_wait: Connection to 1.2.3.4 port 22: Broken pipe . Przydałoby się zatem coś na ten stan rzeczy poradzić.

Jeśli ktoś uważnie śledzi logi systemowe, to od czasu do czasu można w nich znaleźć komunikat, którzy brzmi mniej więcej tak: nf_conntrack: automatic helper assignment is deprecated and it will be removed soon. Use the iptables CT target to attach helpers instead . Ta wiadomość odnosi się do jednego z modułów linux'owego filtra pakietów iptables . Moduł, o którym mowa to nf_conntrack , który odpowiada za śledzenie połączeń nawiązywanych przez system. Sam komunikat zaś dotyczy mechanizmów pomocniczych, których sposób aktywacji jest już nieco przestarzały i zostanie wkrótce usunięty. Co to oznacza dla przeciętnego użytkownika linux'a i czym są w istocie te mechanizmy pomocnicze, które znajdują zastosowane na zaporze sieciowej?

Podłączenie pojedynczego komputera do sieci raczej nie stanowi żadnego problemu dla przeciętnego użytkownika linux'a. Wystarczy jedynie skonfigurować kilka parametrów i możemy oglądać swoje ulubione serwisy www. Co jednak w przypadku, gdy mamy do dyspozycji kilka łącz internetowych? Jedną z opcji jest używanie łącza tego ISP, które jest lepsze gabarytowo, a pozostałe łącza trzymać na wypadek awarii tego pierwszego. Nie jest to zbytnio satysfakcjonujące rozwiązanie, zwłaszcza w przypadku, gdy tym providerom płacimy za świadczone nam usługi. W taki sposób płacimy, np. za dwa łącza, a korzystamy z jednego w danej chwili. W linux'ie obsługa wielu łącz różnych ISP jest dość skomplikowana. By taki mechanizm zaimplementować sobie, trzeba stworzyć kilka tablic routingu. Następnie ruch sieciowy musi zostać oznaczony w iptables i przekierowany do tych tablic przez kernel. Przy odrobienie wysiłku jesteśmy jednak w stanie zaprojektować sobie load balancer, który będzie równoważył obciążenie łącza między kilku ISP. Dodatkowo, jeśli jedno z łączy nam nawali, to automatycznie zostaniemy przełączeni na drugie łącze (failover). W tym artykule postaramy się zaprojektować taki właśnie mechanizm.