Verbinden van airgapped computer met de buitenwereld: Hoe?

[Qqwy]

Voor een cryptocurrency-gerelateerd project wil ik een airgapped computer opzetten.

Op de airgapped computer zullen cryptografische handtekeningen worden gezet (Dit is dus de plek waar de geheime sleutel(s) worden opgeslagen). De data inclusief deze cryptografische handtekeningen wil ik vervolgens verplaatsen naar een computer die met het internet is verbonden, om deze te kunnen publiceren.

Belangrijk is dus dat er een verbinding is tussen deze twee computers die maar één kant op werkt. Een slimme manier die ik eerder vond, was door de tool 'minimodem' te gebruiken.

Hiermee kun je op de ene computer een bestand versturen via de geluidsoutput, en vanaf een andere computer dit geluid opvangen en weer omzetten naar data.

In eerste instantie dacht ik dat je gewoon een male-to-male 1.5mm stereo audio jack in de headphone-out kon stoppen in de ene computer en in de microphone-in in de andere computer. Echter is deze verbinding heel slecht, en me is onlangs in de lokale electronikazaak uitgelegd waarom: De microfoonverbinding is niet het tegenovergestelde van de stereo-outputverbinding:

Stereo output jack (kabel naar tip) : Ground, R, L.
Microphone input jack (kabel naar tip): Ground, Vcc, Mic.

Dit betekent dat je één van je twee stereokanalen aansluit op de Vcc ('high') van de microfooninput. Daarnaast heeft de output (als ik het me goed herinner) veel vermogen maar een lage impedantie, maar de microfoon-input weinig vermogen maar hele hoge impedantie.

Kortgezegd zorgt dit voor een verbinding met heel veel ruis, omdat je iets doet wat echt niet de bedoeling is.

Ik ben nu dus op zoek naar ofwel:

- Een andere manier om de sound-out van de ene laptop te verbinden met de andere laptop zodat deze het geluid weer goed kan lezen. Zijn hier misschien assecoires voor die niet bakken met geld kosten? Of is er iets wat we zelf (mbv bijv. een Arduino?) zelf in elkaar zouden kunnen zetten?
- Of een hele andere manier om de airapped computer veilig één kant op te verbinden met de andere computer.

Hartelijk dank!

[MAX3400]

Optische kabel? Mogelijk hier een extra/andere geluidskaart (extern?) voor nodig maar daar kan amper ruis op zitten. Tenminste, zolang de ruis niet wordt veroorzaakt door de componenten zelf.

Andere optie maar bewerkelijk: zet er een pfSense bakkie tussen? En dusdanig dichtzetten dat alleen heel specifiek verkeer van A naar B mogelijk is. Maar alles naar B niet toestaan?

Ondanks je zeer specifieke vraagstelling, zijn er best een aantal voorbeelden te noemen dat airgapping niet werkt en er alsnog iets "fataals" op de airgapped machine kan plaatsvinden.

[Qqwy]

Bedankt voor je antwoord, @MAX3400!

Zeer zeker is 'airgapping' nooit perfect en zijn er mogelijkheden waardoor er alsnog rare dingen kunnen gebeuren. Idee is op dit moment om:

1. Een eigen linux Live-CD te branden met daarop de tool 'minimodem' en de tool 'ssss' (Shamir's secret sharing scheme') om multisignatures te zetten.
2. De airgapped-computer zal steeds vanaf deze Live CD gedraaid worden zonder data op een harde schijf op te slaan; dus bij elk gebruik begint de computer weer met een 'schone lei'.
3. Er zijn meerdere USB-sticks, elk versleuteld met een wachtwoord dat alleen de eigenaar kent, die hierop een key bevatten die gecombineerd met de andere keys samen de private key vormt mbv. 'ssss'. Belangrijk is dat deze USB-sticks enkel en alleen op deze computer gebruikt gaan worden. (En dit is natuurlijk iets waarbij de mensen elkaar dienen te vertrouwen).
4. Informatie vanaf de airgapped computer gaat maar één richting op naar een andere computer vanaf waar dingen naar het internet verstuurd worden.

Ik zie de volgende gevallen waarop het fout kan gaan:
1. De USBsticks worden wel ergens anders gebruikt, en daardoor kan theoretisch malware overspringen.
2. MBV fancy zero-day exploits kan informatie uitgelezen worden door te luisteren naar de power supply van de computer. Of er is een exploit om van buitenaf via de ether de computer in te komen wanneer deze aan staat.
3. Iemand heeft de moeite genomen om in de Linux distributie waar we de live CD van maken een backdoor te stoppen die verbinding met de buitenwereld maakt. (Zelfs al zijn er geen openbare wifinetwerken etc. in de buurt).

Ik hoor graag wat voor mogelijkheden ik in dit lijstje gemist heb :-).


Over de audio-kabel heb ik ondertussen meer informatie opgezocht, en ik weet nu dat er technieken zijn zoals in dit filmpje: YouTube: Headphone Output/STEREO MIX To MIC Input For Recording om makkelijk audio out naar microphone in te veranderen, met een heel klein beetje solderen. Maar natuurlijk is er in de comments meteen weer kritiek op dit circuit. Op de Electronics StachExchange is iets meer informatie (https://electronics.stack...c-in-mobile-phones/235809) maar de verschillende circuits hier spreken elkaar ook lichtelijk tegen dus ik weet nog niet precies wat het slimste is om te maken.

Op dit moment voelt een licht aangepaste audiokabel in elkaar zetten nog steeds als de beste optie, vooral vanwege de iets hogere garantie dat de kabel daadwerkelijk alleen maar audio úit de airgapped laptop haalt wanneer deze fysiek in de 'audio out'-poort zit aangesloten.

Ik heb het gevoel dat wanneer je een optische kabel gebruikt, je deze zekerheid alleen op software-niveau hebt (wat betekent dat je ofwel vanaf de grond af aan de communicatie-protocollen gaat herbouwen, ofwel blind vertrouwt dat de software correct is en niet stiekem ook de andere kant op communiceert), en hetzelfde met het ertussen stoppen van een extra computer die een software-level firewall realiseert.


Natuurlijk, niks is perfect maar ik heb hier nu de tijd en een klein beetje budget voor om het zo goed als mogelijk is voor elkaar te krijgen, dus daar ga ik naar streven :-).

[OnTracK]

Zelfs als je alleen maar wil oefenen/spelen met airgapping is het belangrijk om te bedenken waar je wel/niet tegen wil beschermen.

Met jouw huidige methode bescherm je grotendeels tegen standaard virussen. Maar wil je ook bescherming tegen mensen die zogenaamd actief in jouw PC geïnteresseerd zijn? Let dan vooral op waar je bronmateriaal vandaan komt: live-CD download kan theoritisch al pre-infected zijn. Iedere methode van data overzetten kan ook malafide datastructuren mee overgezet worden. Zelfs bij het zelf uitprinten en intypen van gegevens kan dat als je de gegevens niet goed genoeg begrijpt om dat af te vangen (de menselijke virusscanner zeg maar). Een audio signaal klinkt heel leuk. Maar de data zoals deze getransporteerd wordt is niet beter inzichtelijk dan op een USB stick. Dus beschermt in die zin alleen beter omdat bijna niemand het zo doet en de afspeel en opname methoden niet gestandaardiseerd zijn. Echter, zodra iemand hier actief mee bezig gaat loop je weer hetzelfde risico.

Dat is allemaal heel erg theoretisch natuurlijk, maar belangrijk om je te realiseren. De perfecte oplossing bestaat niet (die is: niks communiceren). En limieten waar je wel een niet tegen beschermt zorgt ervoor dat je precies weet wat wel en niet kan in plaats van dat je bescherming "zo goed mogelijk is".

[ Voor 9% gewijzigd door OnTracK op 04-12-2017 13:09 ]

[sjukke]

En de bestandjes simpelweg branden op een ouderwets leeg CD-tje? Deze stop je daarna in de andere PC..

[Paul]

Hoe belangrijk is de data? Zijn het de atoomgegevens van Iran of is het 'slechts' je wallet? Wil je absoluut beveiligen dat anderen het in kunnen zien, of wil je vooral zeker weten dat het niet verloren gaat?

Die airgapped computer is airgapped met een reden, dan moet je dus geen verbindingen gaan zitten maken Hoe vaak verandert de data, en mag de computer die wel aan het internet hangt hier ook een kopie van hebben?

Één optie is om een encrypted USB-stick te gebruiken. Op de veilige computer de stick niet decrypten maar in plaats daarvan formatteren / opnieuw encrypten, en op de publieke computer wel decrypten. Op die manier kan er geen data van buiten naar binnen, enkel van binnen naar buiten.

[Rannasha]

Cryptocurrency-transacties zijn klein genoeg om te coderen als QR code. Als je op beide machines een webcam aansluit, dan kun je op de bron-machine de QR code tonen en deze met de webcam op de doel-machine scannen (eventueel gebruik je een smartphone als tussenstap als de machines te ver van elkaar staan voor webcams).

Dit is qua opzet vergelijkbaar met jouw audio-modem, maar het is wat simpeler te realiseren, gezien je enkel 2 USB-webcams en een QR applicatie nodig hebt.

[Verwijderd]

Probeer in plaats van de mic in de line in ( blauwe aansluiting) vaak... die is wel "tegengesteld" aan de uitgang van je geluidskaart.... deze impedanties en filters kloppen beter bij een line out signal dan de microfoon input.

[Stoelpoot]

Rannasha schreef op maandag 4 december 2017 @ 13:22:
Cryptocurrency-transacties zijn klein genoeg om te coderen als QR code. Als je op beide machines een webcam aansluit, dan kun je op de bron-machine de QR code tonen en deze met de webcam op de doel-machine scannen (eventueel gebruik je een smartphone als tussenstap als de machines te ver van elkaar staan voor webcams).

Dit is qua opzet vergelijkbaar met jouw audio-modem, maar het is wat simpeler te realiseren, gezien je enkel 2 USB-webcams en een QR applicatie nodig hebt.

Dat is inderdaad een erg goed idee. Overigens heb je maar 1 USB webcam nodig, want het gaat om een one-way verbinding als ik het goed begrijp.

[Glewellyn]

Kijk eens naar http://ollydbg.de/Paperbak/

Of, omdat je Arduino noemt zou je kunnen kijken naar het verbinden van twee arduino's, één aan iedere machine. De connectie tussen die twee maak je enkel van GND->GND en van TX op de airgapped machine naar de RX op de aan het internet verbonden machine.

Dan is het verder een kwestie van serieel verkeer sturen, maar ik zou zeker iets van checksumming inbouwen. Zonder error correctie heb je grote kans op fouten.

[ Voor 83% gewijzigd door Glewellyn op 04-12-2017 13:45 ]

[Qqwy]

OnTracK schreef op maandag 4 december 2017 @ 13:07:
Zelfs als je alleen maar wil oefenen/spelen met airgapping is het belangrijk om te bedenken waar je wel/niet tegen wil beschermen.

Met jouw huidige methode bescherm je grotendeels tegen standaard virussen. Maar wil je ook bescherming tegen mensen die zogenaamd actief in jouw PC geïnteresseerd zijn? Let dan vooral op waar je bronmateriaal vandaan komt: live-CD download kan theoritisch al pre-infected zijn. Iedere methode van data overzetten kan ook malafide datastructuren mee overgezet worden. Zelfs bij het zelf uitprinten en intypen van gegevens kan dat als je de gegevens niet goed genoeg begrijpt om dat af te vangen (de menselijke virusscanner zeg maar). Een audio signaal klinkt heel leuk. Maar de data zoals deze getransporteerd wordt is niet beter inzichtelijk dan op een USB stick. Dus beschermt in die zin alleen beter omdat bijna niemand het zo doet en de afspeel en opname methoden niet gestandaardiseerd zijn. Echter, zodra iemand hier actief mee bezig gaat loop je weer hetzelfde risico.

Dat is allemaal heel erg theoretisch natuurlijk, maar belangrijk om je te realiseren. De perfecte oplossing bestaat niet (die is: niks communiceren). En limieten waar je wel een niet tegen beschermt zorgt ervoor dat je precies weet wat wel en niet kan in plaats van dat je bescherming "zo goed mogelijk is".

Inderdaad. Om de actieve mensen buiten te houden is het zaak om vanaf meerdere computers op verschillende netwerken die niet naar mij teruggelinkt kunnen worden te controleren of inderdaad de linux distributie en andere code die gebruikt wordt om de Live-CD te realiseren niet veranderd is.

Het belangrijke verschil tussen een USB-stick en een eenrichtings-audio-verbinding, is dat USB voor heel veel andere dingen behalve simpele data-overbrengst ('flash drives') wordt gebruikt, en dat het (nagenoeg?) onmogelijk is om te bewijzen dat een USB-stick die één keer in een non-airgapped computer heeft gezeten niet nu een of andere malicieuze info bevat. In plaats van USBsticks steeds slechts één keer te gebruiken en dan weg te gooien lijkt het me beter een andere communcatiemogelijkheid te vinden.

Belangrijk is dat hoewel de data die getransporteerd wordt niet beter inzichtelijk is, deze echt alleen maar (oké, uitgaande dat de hardware correct is) van de airgapped computer naar de andere computer gaat en nooit andersom, wanneer je enkel de line-out op de audio-in aansluit.

---

De optie om een Webcam + QR-code te gebruiken is een goede die ik in gedachten zal houden. Echter, voor het deployen van een smart contract op de Ethereum-blockchain is de hoeveelheid data waarschijnlijk meerdere honderden of mogelijk een paar duizend tekens, wat voor gangbare QR-codes die uitgelezen kunnen worden met een normale webcam waarschijnlijk te ingewikkeld wordt. Maar ik zal het gaan uitzoeken!

Mogelijk is @sjukke's idee ook te realiseren; werken met CDtjes voor eenmalig gebruik is minder kostbaar/problematisch dan USBsticks; ook omdat CDs enkel voor dataoverbrengst gebruikt worden (en niet voor desktop fans, toetsenborden, webcams, keyloggers en USB Killers).

@Paul de data heeft niet met kernwapens te maken, maar zal mogelijk wel een significante hoeveelheid kapitaal en vertrouwen met zich mee brengen. Of misschien is het slim om het eigenlijk maar als hobby-project naar jullie te presenteren, om te zorgen dat ik geen bulls-eye op mijn rug aan het verven ben . Geloof wat je wilt geloven .

@Verwijderd Zeer zeker; echter hebben de meeste laptops geen 'line in'. Zijn er externe USB-line-in adapters of iets dergelijks ergens te vinden? Ik heb geprobeerd hierop te zoeken op e.g. Ebay, maar ik denk dat ik niet de correcte zoektermen gebruikt he; ik kreeg alleen hele dure studio-apparatuur te zien.

[Qqwy]

@Glewellyn Paperback ziet er supervet uit, maar ik ben nogal huiverig over het aansluiten van een printer op de airgapped computer, omdat historisch gezien printers bekend staan om hun zeer slechte beveiliging. ^^'

[Verwijderd]

Qqwy schreef op maandag 4 december 2017 @ 14:13:
[...]


Inderdaad. Om de actieve mensen buiten te houden is het zaak om vanaf meerdere computers op verschillende netwerken die niet naar mij teruggelinkt kunnen worden te controleren of inderdaad de linux distributie en andere code die gebruikt wordt om de Live-CD te realiseren niet veranderd is.

Het belangrijke verschil tussen een USB-stick en een eenrichtings-audio-verbinding, is dat USB voor heel veel andere dingen behalve simpele data-overbrengst ('flash drives') wordt gebruikt, en dat het (nagenoeg?) onmogelijk is om te bewijzen dat een USB-stick die één keer in een non-airgapped computer heeft gezeten niet nu een of andere malicieuze info bevat. In plaats van USBsticks steeds slechts één keer te gebruiken en dan weg te gooien lijkt het me beter een andere communcatiemogelijkheid te vinden.

Belangrijk is dat hoewel de data die getransporteerd wordt niet beter inzichtelijk is, deze echt alleen maar (oké, uitgaande dat de hardware correct is) van de airgapped computer naar de andere computer gaat en nooit andersom, wanneer je enkel de line-out op de audio-in aansluit.

---

De optie om een Webcam + QR-code te gebruiken is een goede die ik in gedachten zal houden. Echter, voor het deployen van een smart contract op de Ethereum-blockchain is de hoeveelheid data waarschijnlijk meerdere honderden of mogelijk een paar duizend tekens, wat voor gangbare QR-codes die uitgelezen kunnen worden met een normale webcam waarschijnlijk te ingewikkeld wordt. Maar ik zal het gaan uitzoeken!

Mogelijk is @sjukke's idee ook te realiseren; werken met CDtjes voor eenmalig gebruik is minder kostbaar/problematisch dan USBsticks; ook omdat CDs enkel voor dataoverbrengst gebruikt worden (en niet voor desktop fans, toetsenborden, webcams, keyloggers en USB Killers).

@Paul de data heeft niet met kernwapens te maken, maar zal mogelijk wel een significante hoeveelheid kapitaal en vertrouwen met zich mee brengen. Of misschien is het slim om het eigenlijk maar als hobby-project naar jullie te presenteren, om te zorgen dat ik geen bulls-eye op mijn rug aan het verven ben . Geloof wat je wilt geloven .

@Verwijderd Zeer zeker; echter hebben de meeste laptops geen 'line in'. Zijn er externe USB-line-in adapters of iets dergelijks ergens te vinden? Ik heb geprobeerd hierop te zoeken op e.g. Ebay, maar ik denk dat ik niet de correcte zoektermen gebruikt he; ik kreeg alleen hele dure studio-apparatuur te zien.

https://www.bax-shop.nl/e...ha9zk2N18qvYaAig9EALw_wcB

zo iets....

[Glewellyn]

Qqwy schreef op maandag 4 december 2017 @ 14:15:
@Glewellyn Paperback ziet er supervet uit, maar ik ben nogal huiverig over het aansluiten van een printer op de airgapped computer, omdat historisch gezien printers bekend staan om hun zeer slechte beveiliging. ^^'

Op zich begrijp ik jouw zorg, maar als je een printer met alleen een USB aansluiting neemt zou dat het risico moeten uitsluiten.

[Verwijderd]

Verwijderd schreef op maandag 4 december 2017 @ 13:26:
Probeer in plaats van de mic in de line in ( blauwe aansluiting) vaak... die is wel "tegengesteld" aan de uitgang van je geluidskaart.... deze impedanties en filters kloppen beter bij een line out signal dan de microfoon input.

Dit was het eerste waar ik aan dacht.

Of de ingang is te switchen tussen line-in/mic.

Nevermind. reactie van Qqwy op cactusman over het hoofd gezien

[ Voor 7% gewijzigd door Verwijderd op 04-12-2017 14:45 . Reden: Laptop ]

[PetervdM]

ik ben bang dat elke verbinding tussen de twee machines kwetsbaar is. je zult óf echt een-richtingsverkeer moeten hebben - zonder handshake! - waardoor je dus nooit zeker zult weten of de data is aangekomen, óf je hebt wel twee-richtingverkeer - tbv de handshake of terugmelding - waarbij je nooit zeker zult weten of of dat retourkanaal niet op een andere manier wordt ge- of misbruikt.

als je écht helemaal zeker wil zijn zul je het procedureel moeten regelen - en nog belangrijker - je aan die procedures moeten houden. bv:
de airgapped computer staat in een afgesloten ruimte waar minimaal 2 sleutels voor nodig zijn om deze te openen. deze sleutels zijn in beheer bij minimaal 2 bij voorkeur roulerende personen. de computer kan alleen unlocked worden door twee personen die allebei een helft van een password hebben oid en na de sessie ieder de helft van het nieuwe password inkloppen. ( of bv een hardware key en een password ).
op de airgapped computer worden twee cd's gebrand, en voorzien van timestamp en handtekeningen van die twee personen. 1 blijft in de ruimte, de andere wordt door de twee personen gezamenlijk overhandigd aan minimaal een derde persoon die de cd ook tekent en in hun aanwezigheid de upload doet. deze cd wordt vervolgens in een kluis - liefst bij een escrower bewaard.
het behoeft ook geen betoog dat onderhoud aan die airgapped pc volgens strikte procedures moet worden verricht, en minimaal moet zijn: geen virusscanner, os- en applicatie updates tenzij het absoluut noodzakelijk is.

[ Voor 0% gewijzigd door PetervdM op 04-12-2017 15:58 . Reden: typo's ]

[Agshlee]

In plaats van meerdere computers op te zetten zou je kunnen kijken naar Qubes OS (http://qubes-os.org/), een Xen based operating system dat bedoeld is om alles in verschillende containers te draaien. Het is ook mogelijk per container te bepalen wat voor netwerk connecties (if any) er mogelijk moeten zijn.

Het OS kan en doet nog veel meer, maar dat staat allemaal redelijk gedetailleerd beschreven op hun website. Voor een praktische (maar misschien wat meer paranoide) opzet, zie bijv. https://blog.invisiblethi...my-digital-life-into.html (een van de oprichtsters van Qubes).

[DukeBox]

Ik zou hier een block-chain voor gebruiken. Met meerdere 'validators' (miners) die je in eigen beheer hebt en het liefst de-centraal welke elkaar en de andere keys valideren. Zo heb je geen air-gapped systemen meer nodig en los je het SPOF probleem op.

[lordfragger]

Hier bestaan gespecialiseerde apparaten voor, nl data diodes. Commercieel zijn die onbetaalbaar voor een consument, maar er bestaat bvb dyode, een project om met goekope onderdelen zo'n diode te maken.

De hardware is niet super goedkoop, maar als ik me hun talk op brucon nog goed herinner kost de kleinste versie minder dan €100.

[Qqwy]

@PetervdM Omdat de computers naast elkaar staan en we op het oog kunnen controleren of de data is aangekomen en geen fouten bevat (En deze verder zelf ook een checksum bevat), hoeven we geen handshakes.

Dataverkeer zal niet heel vaak plaatsvinden, dus handmatig de verbinding opzetten en weer afbreken is geen enkel probleem.

Wanneer je per audiokabel bijv Radioteletype gebruikt, is dit echt maar één kant op.

[dion_b]

Dit is geen (overige) hardwarevraag, verbinden van computers (ook al doe je dat met eenrichtingsverkeer) hoort in Netwerken.

Move OH -> NT

[mcDavid]

Je kunt toch gewoon een seriele poort opzetten en alleen de Rx verbinden? Eventueel (als je een full alu-hoedje paranoid oplossing wilt) neem je een optocoupler op in de seriële verbinding.

[CyBeR]

Qqwy schreef op zondag 3 december 2017 @ 11:30:
De microfoonverbinding is niet het tegenovergestelde van de stereo-outputverbinding

Dat klopt, maar wat je verteld is klopt ook niet helemaal. Een mic aansluiting heeft geen ground/vcc/mic maar hot/cold/gnd, waarbij hot het normale signaal is en cold het omgekeerde van hot.

Daar een stereo output op aansluiten is idd niet een goed idee, maar je kunt er wel een mono output op aansluiten zonder problemen. Een hoofdtelefoonaansluiting is normaal gesproken te luid maar als je het volume zacht zet kan 't wel. (Gebruik liever geen line-aansluiting als die geen hardware volume control heeft.)

[ Voor 22% gewijzigd door CyBeR op 04-12-2017 23:14 ]