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Tor

Tor

Desarrollador

The Tor Projectwww.torproject.org [1]

Informacin general

Lanzamiento inicial 20 de septiembre de 2002

ltima versin estable 0.2.4.22 (info [2])16 de mayo de 2014

Gnero Onion routing, Anonymity, Cultura libre, Comunidad

Programado en C

Sistema operativo Multiplataforma

Licencia licencia BSD

En espaol S

The Onion Router, en su forma abreviada Tor, es un proyecto cuyo objetivo principal es el desarrollo de una red decomunicaciones distribuida de baja latencia y superpuesta sobre internet en la que el encaminamiento de losmensajes intercambiados entre los usuarios no revela su identidad, es decir, su direccin IP (anonimato a nivel dered) y que, adems, mantiene la integridad y el secreto de la informacin que viaja por ella. Por este motivo se diceque esta tecnologa pertenece a la llamada darknet o red oscura tambin conocida con el nombre de deep web o webprofunda.Para la consecucin de estos objetivos se ha desarrollado un software libre especfico. Tor propone el uso deencaminamiento de cebolla de forma que los mensajes viajen desde el origen al destino a travs de una serie derouters especiales llamados 'routers de cebolla' (en ingls onion routers). El sistema est diseado con la flexibilidadnecesaria para que pueda implementar mejoras, se despliegue en el mundo real y pueda resistir diferentes tipos deataque. Sin embargo, tiene puntos dbiles y no puede considerarse un sistema infalible.No es una red entre iguales (peer-to-peer) ya que por un lado estn los usuarios de la red y por otro lado losencaminadores del trfico y algunos de los cuales hacen una funcin de servicio de directorio.La red funciona a partir de un conjunto de organizaciones e individuos que donan su ancho de banda y poder deprocesamiento. Segn informacin obtenida de los documentos de alto secreto filtrados por Edward Snowden en2013, la Agencia de Seguridad Nacional de Estados Unidos (NSA) habra, supuestamente, conseguido "romper" Tory as descubrir las identidades de los usuarios que buscan el anonimato.

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HistoriaEl 20 de septiembre de 2002 se anunci una versin alfa del software libre con la red del encaminamiento de cebollaen funcionamiento. Creado en 2003 por Roger Dingledine, Nick Mathewson y Paul Syverson surgi como laevolucin del proyecto Onion Routing del Laboratorio de Investigacin Naval de los Estados Unidos (por eso se diceque es la segunda generacin de onion routing). Inicialmente financiado por el Laboratorio de Investigacin Navalde los Estados Unidos. A finales de 2004 pas a ser patrocinado por la Electronic Frontier Foundation, laorganizacin de defensa de libertades civiles en el mundo digital, hasta noviembre de 2005. Actualmente el proyectoTor est en manos del 'Tor project' una organizacin sin nimo de lucro orientada a la investigacin y la educacin,radicada en Massachusetts y que ha sido financiada por distintas organizaciones.[3] Actualmente el proyecto estformado por un equipo[4] liderado por Roger Dingledine.En marzo de 2011, Tor recibi de la Free Software Foundation el premio para proyectos de beneficio socialcorrespondiente a 2010 por haber permitido que, aproximadamente, 36 millones de personas de todo el mundo,usando software libre, hayan experimentado libertad de acceso y de expresin en Internet manteniendo su privacidady anonimato. Su red ha resultado crucial en los movimientos disidentes de Irn y Egipto.

Aplicacin y limitacionesEl objetivo principal de Tor (no logrado al 100%) es conseguir que internet pueda usarse de forma que elencaminamiento de los mensajes proteja la identidad de los usuarios. Es decir, persigue que no se pueda rastrear lainformacin que enva un usuario para llegar hasta l (su direccin IP). El uso ms habitual de Tor es aprovechar suscaractersticas para lograr cierto grado de privacidad en la navegacin web en internet. Sin estar especialmentediseado para ello, pronto se descubri que Tor tambin hace ms difcil la labor de programas que intentan censuraro vigilar el acceso a cierto tipo de contenidos. Todo esto ha provocado que Tor sea muy usado en entornos en los quelos comunicantes estn especialmente motivados en proteger su identidad y el contenido de sus comunicaciones (Ej.conflictos polticos, restricciones en la difusin y acceso a ciertos tipos de contenido, comunicacin de informacinconfidencial etc.)[5]Observar que el enrutado annimo no asegura el que la entidad origen sea desconocida para la entidad destino.Esto es debido a que los protocolos de nivel superior pueden transmitir informacin sobre la identidad. Por ejemploun servicio web puede usar cookies o simplemente pedir que nos identifiquemos. Cuando queremos un anonimato anivel de aplicacin es bueno configurar el cliente adecuadamente y protegernos usando proxys que modifican loscontenidos en este sentido. Por ejemplo para conseguir ms privacidad cuando navegamos por la web esrecomendable configurar el navegador adecuadamente (Ej. deshabilitando cookies, no permitiendo plugins Java,Flash o ActiveX, o deshabilitando el historial) y redirigir el trfico hacia un proxy web intermedio (Ej. privoxy opolipo) que nos filtre contenido que puede ser aprovechado para violar nuestra privacidad (Ej cookies o cabecerasHTTP que puedan ser usadas para identificar).La red Tor cifra la informacin a su entrada y la descifra a la salida de dicha red (encaminamiento de cebolla). Portanto el propietario de un router de salida puede ver toda la informacin cuando es descifrada antes de llegar aInternet, por lo que aunque no pueda conocer el emisor s que puede acceder a la informacin. Esta debilidad ha sidoaprovechado por algunos atacantes. Por ejemplo Dan Egerstad, un sueco experto en seguridad informtica, cre unservidor en la red Tor y controlando toda la informacin que sala por l hacia Internet, pudo conseguir contraseasde importantes empresas, embajadas de todo el mundo y otras instituciones. Para paliar esta debilidad y asegurarnosde que nadie accede a la informacin que se est enviando, es recomendable usar un protocolo que provea cifrado alprotocolo de aplicacin como SSL). Por ejemplo para trficos HTTP es recomendable usarlo sobre SSL (HTTPS).Como hemos comentado Tor es usado principalmente para ocultar la identidad de los usuarios que utilizan servicios habituales de internet. Sin embargo tambin proporciona caractersticas que permiten la comunicacin interactiva de entidades que quieren ocultar su identidad (mediante los llamados puntos de encuentro) y proveer servicios

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ocultando la identidad de la entidad que provee dicho servicio (mediante los llamados servicios ocultos).

Interfaz de entradaTor slo permite anonimizar trfico TCP. Las aplicaciones acceden a la red TOR a travs del interfaz SOCKS lo cualsignifica que toda aplicacin con soporte SOCKS puede usar TOR para realizar comunicaciones annimas sinnecesidad de modificaciones adicionales. El cliente Tor recibe trfico SOCKS desde nuestras aplicaciones y luego,de forma transparente, se encarga de comunicarse con los routers de la red Tor para enviar las peticiones yposteriormente devolvernos los resultados.SOCKS es un protocolo que facilita el enrutamiento de paquetes que se envan entre un cliente y un servidor a travsde un servidor proxy. Segn la pila de protocolos OSI est en el nivel 5 (sesin). Segn la pila de protocolos IP esten la capa de aplicacin. En los primeros intentos de usar encaminamiento de cebolla se requera un proxy deaplicacin para cada protocolo de aplicacin soportado. Esto conllevaba mucho trabajo y provocaba que algunosproxys no fueran escritos nunca y por tanto algunas aplicaciones nunca fueron soportadas. Tor usa SOCKS para, deun plumazo, soportar la mayora de programas basados en TCP sin hacer ninguna modificacin.Observar que cuando navegamos por internet hacemos dos tipos de peticiones: Peticiones DNS para que el servidor de DNS que nos diga la direccin IP de una URL Peticiones HTTP a las direcciones IP del servidor web que aloja la informacin.Si no pasamos por Tor las bsquedas con DNS que hacen los navegadores, pueden ser un problema de privacidad yaque si las peticiones se mandan directamente a travs de la red regular un atacante podra deducir qu sitios se estnvisitando a travs de Tor ya que antes de navegar por ellos se pregunta por DNS que IP tienen. Por tanto es necesarioredirigir el trfico de DNS por la red Tor.Algunas aplicaciones convierten directamente el trfico del protocolo la capa de aplicacin en trfico SOCKS. Porejemplo Firefox permite convertir tanto el trfico DNS como el HTTP a SOCKS y envirselo al cliente Tor. Otrasaplicaciones necesitan redirigir el trfico del protocolo de la capa de aplicacin hacia un proxy que realice laconversin al protocolo SOCKS. Por ejemplo si tuvieramos un navegador que no permitiera el trfico HTTP y DNSva SOCKS podra usar privoxy para realizar esta tarea (y podramos aprovechar para filtrar las peticiones HTTP). Sitenemos una aplicacin genrica que no soporta SOCKS y queremos que su trfico TCP se convierta a formatoSOCKS para luego pasarlo al cliente Tor es necesario utilizar una aplicacin adicional. En linux podramos usar elcomando torify (de ah viene el trmino torificar). En Windows podramos usar Freecap (software libre), SocksCapo Torcap.

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Funcionamiento

ComponentesLa red est formada por una serie de nodos que se comunican mediante el protocolo TLS sobre TCP/IP manteniendoas secreta e ntegra (no modificaciones externas) la informacin desde un nodo a otro. Hay 2 tipos de entidades: Nodos OR o simplemente OR ( del ingls Onion Router): Funcionan como encaminadores y en algunos casos

adems como servidores de directorio (DNS) de una especie de servicio de mantenimiento. Los nodos ORmantienen una conexin TLS con cada uno de los otros OR. Las conexiones OR-OR no son nunca cerradasdeliberadamente salvo cuando pasa cierto tiempo de inactividad. Cuando un OR comienza o recibe nuevainformacin de directorio l intenta abrir nuevas conexiones a cualquier OR que no est conectado.

Nodos OP o simplemente OP (del ingls Onion Proxy): Los usuarios finales ejecutan un software local que hacela funcin de nodo OP y que su funcin es obtener informacin del servicio de directorio, establecer circuitosaleatorios a travs de la red y manejar conexiones de aplicaciones del usuario. Los OP aceptan flujos TCP deaplicaciones de usuarios y las multiplexa a travs de la red OR's. Las conexiones OR-OP no son permanentes. UnOP debera cerrar una conexin a un OR si no hay circuitos ejecutndose sobre la conexin y ha vencido ciertotemporizador

Servicio de directorioEl servicio de directorio publica una base de datos que asocia a cada OR una serie de informacin (router descriptor).Esta informacin es accesible a todos los OR y a todos los usuarios finales y la usan para tener un conocimiento de lared. Si se tienen pocos servidores de directorio se corre el riesgo tener un punto cuyo fallo puede ocasionar el fallodel sistema completo. Por motivos de backup y de latencia los OR que dan el servicio de directorio mantienenduplicada la informacin pasndosela de unos a otros. Hay una serie de OR principales (autoridades de directorio) yluego hay otros secundarios que hacen de caches y backup (directory caches). Una lista de algunos servidores dedirectorio son distribuidos con TOR para facilitar la suscripcin a la red (bootstrapping). Los servidores de directorioson en realidad un grupo establecido de ORs confiables. Para dar fiabilidad a la informacin que da el servicio dedirectorio las entradas son protegidas criptogrficamente con firmas y slo la informacin que proviene de ORsaprobados ser publicada en la base de datos. Por tanto todo nodo nuevo tiene que ser previamente aprobado y deesta forma se evitan ataques en los que alguien aade muchos nodos no confiables. No hay sistema automtico paraaprobar OR's; Los administradores del servidor de directorio lo hace manualmente.

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Cuando un OR se arranca, recolecta un conjunto de datos que lo describen a l, a su modo de funcionamiento ycapacidades. Ejemplos de este tipo de atributos son la direccin IP, nombre amigable para el usuario, versin delsoftware TOR, sistema operativo, clave pblica, exit policies (restricciones a como puede funcionar el nodo si es elltimo nodo de un circuito de datos Ej: definir una lista de direcciones IP y nmero de puertos a los cuales estdispuesto llevar el trfico. Observar que usando esto se puede hacer que un nodo no pueda actuar como ltimo nodode un circuito nunca). Toda esta informacin se publica a travs del servicio de directorio.

Esquema bsicoEl funcionamiento a grandes rasgos es el siguiente: A partir de la informacin obtenida de su configuracin y del servicio de directorio el OP decide un circuito por el

que van a circular los paquetes. Por defecto el circuito tienen 3 nodos OR. El OP negocia, usando un enfoque telescpico, las claves de cifrado necesarias con cada OR del circuito para

proteger sus datos en todo el camino antes de realizar transmisin alguna. La obtencin de las claves simtricas(AES-128), una para cada sentido de comunicacin (Kf

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Servicios ocultosLos servicios que ocultan la localizacin (por ejemplo, la direccin IP) de quien provee el servicio (Ej. un servicioweb accesible slo desde la red de encaminamiento de cebolla) se les suele llamar servicios de localizacin oculta(en ingls location-hidden services) o simplemente servicios ocultos (en ingls hidden services).[6][7]Para soportar esta funcionalidad los proveedores de servicios generan una clave pblica y privada paraidentificar su servicio. A continuacin anuncian su servicio a distintos routers, haciendo peticiones firmadas con suclave pblica, para que sirvan como punto de contacto. A los routers con esta funcin se les llama puntos deintroduccin, en ingls introduction point. El proveedor de servicio asocia a su servicio una FQDN del pseudo-TLD.onion y la publica en un servidor de directorio. La FQDN tiene la forma .onion donde el valor hash esde 16 caracteres en Base32 y est generado usando una funcin hash sobre la clave pblica del servicio. Cuando uncliente se quiere conectar a cierta FQDN (por ejemplo ha encontrado la direccin a travs de un sitio web) consultaun servicio de bsqueda (lookup service) y este le indica un punto de introduccin (introduction point) y la clavepblica del servicio. Observar que para mantener el anonimato es necesario que la consulta del servicio de bsquedase realice a travs de Tor. A continuacin el cliente se conecta con un punto de encuentro (esto lo podra haber hechoantes) y se establece un identificador de esa conexin (rendezvous cookie). A continuacin el cliente le enva unmensaje, firmado con la clave pblica del servidor, al punto de introduccin indicndole el punto de encuentrodonde est, el identificador que permita identificar al cliente en el punto de encuentro (la rendezvous cookie) y partedel protocolo Diffie-Hellman ((start of a DH handshake). A continuacin el punto de introduccin enva el mensajeal servidor del servicio el cual determina si se conecta al punto de encuentro para proveerle el servicio o no. Sidetermina que quiere conectarse con l entonces se conecta al punto de encuentro y le indica a este el identificadordel cliente con el que quiere conectarse (la rendezvous cookie), la segunda parte del Diffie-Hellman (the second halfof the DH handshake) y un hash de la clave que comparten. A continuacin el punto de encuentro conecta a elcliente y el servidor y se establece una comunicacin normal.

ClulasUna vez que se establece la conexin TLS, ya sea OP-OR o OR-OR, las entidades se envan paquetes de informacinestructurada llamadas clulas. Estas clulas tienen tamao fijo de 512 bytes y pueden ser enviadas en registros TLSde cualquier tamao o dividido en varios registros. Los registros de TLS no tienen que revelar ninguna informacinsobre el tipo o el contenido de las clulas que contiene. Varios circuitos pueden ser multiplexado sobre una mismaconexin TLS. Las clulas estn formadas por una cabecera y una carga til.Formato:

Formato de clula de Tor

circID.- Es el identificador de circuito y especifica el circuito a elque se refiere la clula

CMD.- Indica el comando que especifica el significado de la clula.Atendiendo al tipo de comando (valor de CMD) hay 2 tipos declulas: Clulas de control y Clulas de transmisin

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Clulas de control

Las clulas de control (en ingls control cell) son siempre interpretadas por el nodo que las recibe y permitencontrolar la comunicacin.Comandos que tienen estas clulas: PADDING (cdigo 0).-Actualmente no usadas porque los ataques existentes funcionan incluso con trfico de

relleno y porque el trfico que provocan incrementa el ancho de banda necesario. Adems de stas las celdas deltipo RELAY_DROP puede crearse tambin para crear tambin trfico de relleno.

CREATE (cdigo 1).-Para crear circuito CREATED (cdigo 2).-ACK de CREATE DESTROY (cdigo 4).-Destruir circuito CREATE_FAST (cdigo 5).-Crear un circuito reaprovechando operaciones de clave pblica existentes), CREATED_FAST (cdigo 6).-ACK de CREATE_FAST VERSIONS (cdigo 7).-Usado cuando se establecen las conexiones), NETINFO (Cdigo 8).-Usado cuando se establecen las conexiones), RELAY_EARLY (cdigo 9)

Clulas de transmisin

Las clulas de transmisin (en ingls relay cell) son usadas para la comunicacin entre el OP y cualquiera de los ORdel circuito, normalmente el exit node. Por ejemplo esto se usa cuando se quiere cambiar la parte final del path de uncircuito (RELAY_TRUNCATE).En las ltimas versiones el sistema permite trfico de salida desde nodos OR que no son los ltimos del circuito. Estopermite frustar ataques que se basan en la observacin del trfico de salida del exit node.Este tipo de clulas se distinguen porque el valor del campo CMD siempre tiene el comando RELAY (cdigo 3).En este tipo de clulas el formato tiene campos que forman parte de la carga til (PAYLOAD):

Formato de clula relay en Tor

Relay command.- El el subcomando RELAY que indica elfuncionamiento de la celda.

Hay tres tipos de subcomandos relay: forward: Son enviados desde el OP origen del circuito backward: Son enviados desde los OR del circuito al OP origen ambos: Pueden funcionar como forward o como backward

Posibles subcomandos: RELAY_BEGIN (cdigo 1).- De tipo forward

RELAY_DATA (cdigo 2).- De tipo forward o backward RELAY_END (cdigo 3).- De tipo forward o backward. Permite indicar el cierre de un stream TCP e indica el

motivo RELAY_CONNECTED (cdigo 4).- De tipo backward RELAY_SENDME (cdigo 5).- De tipo forward o backward. A veces se usa para funciones de control

(streamID=0) RELAY_EXTEND (cdigo 6).- De tipo forward. Se usa para funciones de control (como veremos

streamID=0) RELAY_EXTENDED (cdigo 7).- De tipo backward. Se usa para funciones de control (streamID=0) RELAY_TRUNCATE (cdigo 8).- De tipo forward. Se usa para funciones de control (streamID=0) RELAY_TRUNCATED (cdigo 9).- De tipo backward. Se usa para funciones de control (streamID=0) RELAY_DROP (cdigo 10).- De tipo forward o backward. Se usa para funciones de control (streamID=0)

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RELAY_RESOLVE (cdigo 11).- De tipo forward RELAY_RESOLVED (cdigo 12).- De tipo backward RELAY_BEGIN_DIR (cdigo 13).- De tipo forward Los cdigos 32 al 40 son usados para servicios ocultos

Recognized: Campo que junto con el campo digest permite identificar si la celda es para ser procesadalocalmente.

StreamID: Es el identificador de flujo. De esta forma se permite que varios flujos puedan ser multiplexados en unsolo circuito. Este campo permite identificar el stream al que nos referimos entre los mltiples streams delcircuito. Es seleccionado por el OP y permite a el OP y al exit nodo distinguir entre mltiples streams en uncircuito. Las clulas que afectan al circuito entero en lugar de a un streamID particular tienen este campo a 0 y sepueden considerar como de control.

Digest.- Permite el control de integridad extremo a extremo (end-to-end integrity checking). Contiene losprimeros cuatro bytes de ejecutar SHA-1 sobre TODOS los bytes de clulas relay que han sido enviados a estenodo del circuito o originados desde este nodo del circuito (slo conocidos por el origen y el destino ya que vancifrados), usando las semillas Df o Db respectivamente (slo conocidas por el origen y el destino), e incluyendo lacarga til entera de esta clula RELAY cogiendo el campo digest a zero. Por la visibilidad de los datos un nodointermedio nunca podra calcular este valor de digest. Se ha estimado con 4 bytes de digest la posibilidad de queun adversario adivine por casualidad un hash vlido es suficientemente baja. Es claro que cada nodo necesitamantaner el SHA-1 de los datos recibidos y enviados para poder ir calculando este digest.

length.- Indica el nmero de bytes del campo DATA que contiene carga til real. El resto del campo ir rellenadopor bytes a NUL

Una clula se considera completamente descifrada si el campo Recognized est a ceros y el campo Digest es elprimero de los 4 bytes resultado de ejecutar la funcin de digest de todos los bytes 'destinados a' o 'originados desde'este salto del circuito. Si una celda no est completamente descifrada se pasa al siguiente salto del circuito. Si laclula se ha comprobado que est completamente descifrada pero el comando de la clula no se entiende la clulaser borrada e ignorada pero su contenido todava cuenta respecto a los digests. Observar que el campo Recognizedpermite, de una forma muy rpida, descartar ciertas clulas como candidatas a estar completamente descifradas.El contenido completo de la cabecera y de la carga til es encriptado usando la clave AES-128 negociada en elestablecimiento de circuito y haciendo un cifrado AES-128 en counter mode (AES-CTR).

Claves de ORCada OR tiene asociados una serie de pares de claves pblica/privada: Una clave larga de identidad (en ingls Identity Key) que sirve slo para firmar informacin (Ej: descriptor de

las capacidades del OR o info de directorio cuando acta como servidor de directorio) y certificados, y e usadopara permitir identificacin. Para denotar la clave de identidad de el nodo OR n usamos PKORn_ID

Una clave mediana de enrutamiento de cebolla (en ingls Onion Key) que sirve para cifrar las peticiones deestablecimiento de circuito (CREATE) para negociar las claves efmeras. Las claves viejas deben ser aceptadasdurante al menos una semana despus de que haya sido cambiada para dar tiempo a que todo haya sidoactualizado. Para denotar la onion key de el nodo OR n usamos PKORn_OK

Una clave pequea de conexin (en ingls Connection Key) usada en el handshake TLS. Esta clave se mete enun certificado que se firma con la clave de identificacin. Ambos certificados (certificado de la clave de conexiny certificado de la clave de identificacin) se envan en el handshake del TLS. El certificado de la claveidentificacin est firmado por la clave de identificacin. El certificado de la clave de identificacin estautofirmado. Esta clave debera cambiarse frecuentemente, al menos una vez al da.

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Algoritmos de cifrado usados Para establecer las conexiones TLS usa TLS/SSLv3. Todos los OR y OP tienen que soportar

SSL_DHE_RSA_WITH_3DES_EDE_CBC_SHA y deberan tener disponibleTLS_DHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA. Los OP para comunicarse con los OR pueden usar:TLS_DHE_RSA_WITH_AES_256_CBC_SHA, TLS_DHE_RSA_WITH_AES_128_CBC_SHA,SSL_DHE_RSA_WITH_3DES_EDE_CBC_SHA, SSL_DHE_DSS_WITH_3DES_EDE_CBC_SHA

Como algoritmo simtrico de cifrado se usa AES en counter mode (AES-CTR) con claves de 128 bits, con vectorde inicializacin con todos los bytes a 0

Como algoritmo de clave pblica usa RSA con claves de 1024 bytes y exponente fijo 65537. Usa como esquemade relleno OAEP-MGF1 con SHA-1 usado como funcin resumen

Como funcin resumen usa SHA-1 Para establecimiento de claves usa DH (Diffie-Hellman) con g=2 y para p usamos el primo seguro de 1024 bits

obtenido de RFC2409 con valor hexadecimal:

FFFFFFFFFFFFFFFFC90FDAA22168C234C4C6628B80DC1CD129024E08

8A67CC74020BBEA63B139B22514A08798E3404DDEF9519B3CD3A431B

302B0A6DF25F14374FE1356D6D51C245E485B576625E7EC6F44C42E9

A637ED6B0BFF5CB6F406B7EDEE386BFB5A899FA5AE9F24117C4B1FE6

49286651ECE65381FFFFFFFFFFFFFFFF

Funcionamiento detallado

Establecimiento e inicializacin de circuito

Intercambio de mensajes para establecimiento de circuito

La cadena de ORs que forman un circuito es construida de forma telescpica, esto es, el OP negocia las claves desesin con cada sucesivo OR. Una ventaja de esta forma de operar es que se dejen una vez que stas claves de sesinse dejen de utilizar y sean borradas, aunque un nodo sea comprometido no se podr descifrar clulas viejas (perfectforward secrecy). El esquema se realiza con siguientes pasos: El OP escoge un OR como exit node (ORn), de acuerdo con su exit policy. EL OP escoge una cadena de OR's para constituir el path del circuito (OR1....ORn) de forma que ningn OR

aparece dos veces en el path. El OP abre una conexin TLS con el entry-node (OR1 ) si es que no la tena abierta El OP escoge aleatoriamente un ID de circuito (circID) que no se est utilizando en la conexin con el entry-node El OP inicia un intercambio de clave Diffie-Hellman con el entry-node envando una celda CREATE

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El entry-node le devuelve una cella CREATED y de esta forma se obtiene una clave compartida Diffie-Hellman(D-H). De esta clave se derivan dos claves simtricas, una para cada sentido: kf1 (forward key).- Se usar en la comunicacin OP->OR1 del circuito kb1 (backward key).- Se usar en la comunicacin OR1->OP.

A continuacin el OP enva una peticin a el OR1 para extender el circuito mediante una clulaRELAY_EXTEND. Esta clula le indica al OR1 cual va a se el nuevo nodo OR2, su puerto y tambin contieneestructuras de datos que le tendr que reenviar el OR1 al OR2 y que permitirn establecer un protocolo D-H deintercambio de claves entre el OP y OR2 a travs de OR1 sin que el OR1 se entere de nada

El OR1 coge la clula y realiza el procedimiento Diffie-Hellman escogiendo l mismo un nuevo circIDapropiado. Observar que ahora la clulas CREATE/CREATED se intercambian entre el OR1 y el OR2.

El OR1 manda al OP una clula RELAY_EXTENDED para mandarle lo que ha respondido el OR2 y as el OPtiene conocimiento de la clave D-H. La informacin est cifrada de tal forma que el nodo OR1 no puede accederla informacin que se estn intercambiando indirectamente el OP y OR2. De esta forma se establecen las nuevasclaves simtricas: kf2 y kb2.

De forma similar se contina hasta conseguir que el OP tenga establecidas las claves kf1, kb1, kf2, kb2,..., kfn,kbn con los respectivos nodos OR.

En cada establecimiento de clave Diffie-Hellman se obtiene un valor g^xy que es usado para calcular un valor Kobtenido con la siguiente frmula:

K=H( g^xy | [00] ) | H( g^xy | [01] )....| H( g^xy | [04] )donde: | es la concatenacin [NN] es un byte cuyo valor es NN H(x) es el SHA-1 de x

A partir de K se sacan una serie de valores derivados que se van usando en el proceso: derivative key (KH): Primer HASH_LEN bytes. Usado en la respuesta del handshare para demostrar el

conocimiento de la clave compartida digest forward (Df): Segundo HASH_LEN bytes. Es usado como semilla de la comprobacin de integridad para

flujos de datos desde OP a OR backguard digest (Db):Tercer HASH_LEN bytes. Es usado como semilla de la comprobacin de integridad para

flujos de datos desde OR a OP forward key (Kf): Es usado para encriptar los flujos de datos desde OP a OR backguard key (Kb): Es usado para encriptar los flujos de datos desde OR a OP.

Clula CREATE

Clula CREATE inicial en el establecimiento del circuito

Sobre el formato de la clula CREATEcabe sealar que el cifrado de g^x sehace de forma hbrida (conRSA-OAEP se cifra una clave desesin y parte de g^x, con la clave desesin se cifra el resto de g^x) parapermitir que en una sola clulapodamos hacer el intercambio del g^xcompleto.

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Cuando inicializamos el primer salto de un circuito, el OP puede tener ya establecida la identidad del OR ynegociado una clave secreta usando TLS. Por tanto no siempre es necesario para el OP realizar operaciones de clavepblica para crear el circuito. En este caso el OP puede enviar una clula CREATE_FAST en lugar de una clulaCREATE slo para el primer salto. El OR responde con un CREATED_FAST, cuando el circuito est creado. Laclula CREATE_FAST contiene una clave X generada aleatoriamente. La clula CREATED_FAST contiene unaclave Y generada aleatoriamente y un hash de la clave derivada construida a partir de X e Y. La clave compartidaentre el OP y el OR ser la concatenacin de X e Y. Por tanto cuando detectamos un CREATE_FAST podemos estarseguros de que el nodo OR es el primero del circuito. Por tanto los ORs deberan rechazar intentos de crear streamscon RELAY_BEGIN (que sirven para indicar a los nodos que son exit node y por tanto tienen que enviar elcontenido a cierta IP) saliendo del circuito en el primer OR. De esta forma se evitan cierto tipo de ataques.

Clula CREATED

Clula CREATED inicial en el establecimiento delcircuito

El valor resumen de la clave establecida se manda para poder hacer una verficacin de que ambos extremos de lacomunicacin comparten la misma clave.

Clula RELAY_EXTEND

Clula RELAY_EXTEND inicial en el establecimiento del circuito

Son de especial inters los siguientes campos: La direccin (address) IPv4 y el puerto (port) del prximo OR del circuito. El campo streamID vale 0 porque este tipo de clulas relay sirven para control.

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El campo SHA-1(PCKS#1(PKOR1_ID)) es el hash SHA-1 del PKCS#1 con codificacin ASN.1 de la clave deidentidad (PKOR_ID) del prximo OR. Esto permite prevenir cierto tipo de ataques man-in-the-middle.

Observar que cuando el OR1 descifra con su clave AES obtiene distintos campos y entre ellos obtiene la siguientepiel de cebolla que puede utilizar directamente en la clula CREATE que tiene que construir para envirsela al OR2.

Clula RELAY_EXTENDED

Clula RELAY_EXTENDED inicial en el establecimiento del circuito

Observar que consiste en la comunicacin de la respuesta al protocolo Diffie-Hellman que hace el OR2 al OP usandoal OR1 como intermediario sin que ste pueda inferir informacin alguna. El campo streamID vale 0 porque este tipode clulas relay sirven para control.

Encapsulamiento de streams TCP

Una vez que un circuito se ha establecido se procede con el encapsulamiento de los streams TCP que contienen losdatos de la aplicacin.Un circuito ya establecido se puede aprovechar para multiplexar en l varios streams TCP provenientes de la mismao de distintas aplicaciones. De hecho, por eficiencia, Tor usa el mismo circuito para nuevos streams TCP durantediez minutos siempre que sea posible por la exit policy del exit node. Transcurridos los diez minutos, las peticicionesse darn a un nuevo circuito. Esto mejora la proteccin y evita que un atacante vincule trficos antiguos con losnuevos.El circuito permanecer abierto hasta que todos los TCP streams que multiplexe hayan cerrado. Esta caracterstica esnecesaria para soportar muchos protocolos como SSH, los cuales son incapaces de mantener una sesin si secambian los circuitos y, por tanto, el exit node, durante la sesin.

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Conexin HTTP a travs de un circuito en Tor

Los pasos para encapsular el trfico TCP son los siguientes: El OP escoge un circuito abierto que tenga un exit node que le permita conectarse de la formada adecuada con el

servidor. Si no existe, lo crea segn el algoritmo visto anteriormente El OP selecciona un StreamID arbitrario que no haya sido utilizado todava en el circuito El OP construye una clula RELAY_BEGIN que contiene, cifrado adecuadamente para que slo sea visto por el

exit node, la direccin y el puerto destino de la comunicacin. Esta clula es procesada por los nodos intermedios y el contenido til es propagado hasta llegar en una clula

RELAY_BEGIN que llega al exit-node El exit node obtiene la direccin y el puerto destino e intenta abrir una nueva conexin TCP con el host destino.

Pueden suceder dos cosas. Si el exit node no puede establecer la conexin devuelve una clula RELAY_END. Si el exit node puede establecer la conexin devuelve una clula RELAY_CONNECTED que se ir

propagando por la lista de ORs hasta llegar al OP.Una vez que la clula RELAY_CONNECTED llega al OP, este y el exit node empaquetan el stream dedatos TCP en clulas RELAY_DATA

Si un OP quiere cerrar un stream TCP anonimizado enva una clula RELAY_END a lo largo del circuito y losnodos van cerrando ese stream para su circuito. Cuando llega al exit node, este cierre la conexin TCP. El exit nodegenera una clula RELAY_ENDED que se propaga hasta el OP.Si el stream TCP que mantiene el exit node con el destino se cierra de forma abrupta, entonces el exit node enva a lolargo del circuito hasta el OP una clula RELAY_TEARDOWN que indica el cierre inesperado de la conexin. Porel camino se van cerrando los streams de circuito asociados a stream TCP.Una vez que un OR recibe una clula RELAY, comprueba el circID de la clula y determina si tiene un circuito quese corresponda con esta a lo largo de la conexin. Si no lo tiene, descarta la clula. Por otra parte, si el OR no es exitnode, entonces cifra o descifra la carga til del stream usando la clave kb o kf correspondiente con el OP. El ORdecide si reconoce la clula que est completamente descifrada. Si el OR reconoce la clula, la procesa. Si no, lapasa a lo largo del circuito. Si el exit node no reconoce una clula RELAY ocurre un error y el OR enva una clulaDESTROY para cerrar el circuito.

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Cuando una clula RELAY llega al OP, el OP descifra la carga til con kbi. Si la carga til est completamentedescifrada procesa la carga til.

Cierre y modificacin de un circuito

Destruccin o truncamiento de circuito en Tor

Un circuito es cerrado cuando ocurreun error irrecuperable a lo largo delcircuito o cuando l OP ve que todos losstreams de un circuito estn cerrados yel tiempo de vida del circuito haterminado. Para cerrar un circutio elOR o el OP envan una clulaDESTROY que se va propagando ycerrando los circID asociados alcircuito.Una vez que se ha establecido un circuito y se est utilizando el OP puede decidir truncarlo (por ejemplo porque seha cado) y crear uno nuevo a partir de donde trunque. Se procede con los siguientes pasos: El OP escoge el OR donde se va a truncar y el OR nuevo que se quiere usar en el path. El OP construye una clula RELAY_TRUNCATE que llega hasta el OR a partir del cual se va a truncar. El OR desde el que se trunca comienza un proceso de cierre de circuito enviando una clula DESTROY. El OR desde el que se trunca lanza una clula RELAY_TRUNCATED hacia el OP. El OP cuando le llega el RELAY_TRUNCATED enva un RELAY_EXTEND para construir el nuevo circuito.Cuando un error irrecuperable ocurre a lo largo de la conexin de un circuito, el OR debera, si est habilitado paraello, enviar al OP una clula RELAY_TRUNCATED; el nodo ms lejano basta con enviar una clula DESTROYpara cerrar el circuito.Tambin se cierra el circuito por parte de los ORs cuando ha habido algn error irrecuperable a lo largo del circuitoLa carga til de las clulas DESTROY o RELAY_TRUNCATED contienen slo un octeto que indican el motivo porel que el circuito debera ser cerrado o truncado. Este motivo es propagado a lo largo de los nodos

Referencias[1] https:/ / www. torproject. org/[2] https:/ / gitweb. torproject. org/ tor. git/ blob/ HEAD:/ ChangeLog[3] https:/ / www. torproject. org/ about/ sponsors. html. en[4] https:/ / www. torproject. org/ about/ corepeople. html. en[5][5] Paul Syverson, "A peel of Onion", ACSAC'11. Orlando, Florida USA. Diciembre de 2011[6][6] Roger Dingledine et al. "Tor: The Second-Generation Onion Router"[7] Peter Wayne,"Disappearing Cryptography: Information Hiding: Steganography & Watermarking". Third Edition. Morgan Kaufmann 2009

Tor 15

Bibliografa Tor Protocol Specification - Roger Dingledine, Nick Mathewson Tor:Design e Simulaziones - Carmelo Badalamenti Anonimato in Rete - Diodato Ferraioli, Enrico Rossomando

Enlaces externos Sitio web oficial del proyecto Tor (https:/ / www. torproject. org/ ) (en ingls)

Fuentes y contribuyentes del artculo 16

Fuentes y contribuyentes del artculoTor Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=74918813 Contribuyentes: Airunp, Alessus, Anicholo, Aronu, Biasoli, BlouBlou, Chrisyagami, Cobalttempest, Coffee, Death Master,Diamondland, Eduardosalg, El Ayudante, Fercufer, Gallowolf, Ganon, GermanX, Gtz, Hugo Amador, Isha, Jgaray, Jkbw, Jorge c2010, Jynus, Kizar, La cebolla terron, Locutus Borg, Luis junco,Marc-Andr Abrock, MataGigantes, Matdrodes, Misterio3264, Nehyx, Neotobarra, Nihilo, Novelln, Pan con queso, Ralgis, Resped, Sixstone, SuperBraulio13, Superzerocool, Technopat,UA31, Wer?Du?!, Yosicogito, 75 ediciones annimas

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