]> git.ipfire.org Git - thirdparty/tor.git/commitdiff
dns: Make TTLs fuzzy at exit relays
authorRasmus Dahlberg <rasmus@mullvad.net>
Wed, 12 Oct 2022 18:29:11 +0000 (20:29 +0200)
committerDavid Goulet <dgoulet@torproject.org>
Wed, 9 Nov 2022 20:30:43 +0000 (15:30 -0500)
This change mitigates DNS-based website oracles by making the time that
a domain name is cached uncertain (+- 4 minutes of what's measurable).

Resolves TROVE-2021-009.

Fixes #40674

src/core/or/connection_edge.c
src/core/or/connection_edge.h
src/feature/relay/dns.c
src/test/test_dns.c

index d071bf89378ff22b581381bf74d45759dd250d99..7bed0894496822d9bc224c31fefaf30dc5312b7b 100644 (file)
 #include "feature/stats/predict_ports.h"
 #include "feature/stats/rephist.h"
 #include "lib/buf/buffers.h"
+#include "lib/crypt_ops/crypto_rand.h"
 #include "lib/crypt_ops/crypto_util.h"
 
 #include "core/or/cell_st.h"
@@ -484,6 +485,21 @@ clip_dns_ttl(uint32_t ttl)
     return MAX_DNS_TTL;
 }
 
+/** Given a TTL (in seconds), determine what TTL an exit relay should use by
+ * first clipping as usual and then adding some randomness which is sampled
+ * uniformly at random from [-FUZZY_DNS_TTL, FUZZY_DNS_TTL].  This facilitates
+ * fuzzy TTLs, which makes it harder to infer when a website was visited via
+ * side-channels like DNS (see "Website Fingerprinting with Website Oracles").
+ *
+ * Note that this can't underflow because FUZZY_DNS_TTL < MIN_DNS_TTL.
+ */
+uint32_t
+clip_dns_fuzzy_ttl(uint32_t ttl)
+{
+  return clip_dns_ttl(ttl) +
+    crypto_rand_uint(1 + 2*FUZZY_DNS_TTL) - FUZZY_DNS_TTL;
+}
+
 /** Send a relay end cell from stream <b>conn</b> down conn's circuit, and
  * remember that we've done so.  If this is not a client connection, set the
  * relay end cell's reason for closing as <b>reason</b>.
index 966a9391d89a212d532f1eedd4211511d5700fa4..1816f2a4630e3557423e1b626720800f35c0ec6e 100644 (file)
@@ -187,11 +187,9 @@ void connection_ap_warn_and_unmark_if_pending_circ(
                                              entry_connection_t *entry_conn,
                                              const char *where);
 
-/** Lowest value for DNS ttl that a server should give or a client should
- * believe. */
+/** Lowest value for DNS ttl clipping excluding the random addition. */
 #define MIN_DNS_TTL (5*60)
-/** Highest value for DNS ttl that a server should give or a client should
- * believe. */
+/** Highest value for DNS ttl clipping excluding the random addition. */
 #define MAX_DNS_TTL (60*60)
 /** How long do we keep DNS cache entries before purging them (regardless of
  * their TTL)? */
@@ -199,8 +197,16 @@ void connection_ap_warn_and_unmark_if_pending_circ(
 /** How long do we cache/tell clients to cache DNS records when no TTL is
  * known? */
 #define DEFAULT_DNS_TTL (30*60)
+/** How much should we +- each TTL to make it fuzzy with uniform sampling at
+ * exits?  The value 4 minutes was chosen so that the lowest possible clip is
+ * 60s.  Such low clips were used in the past for all TTLs due to a bug in Tor,
+ * see "The effect of DNS on Tor's Anonymity" by Greschbach et al.  In other
+ * words, sampling such low clips is unlikely to cause any breakage at exits.
+ */
+#define FUZZY_DNS_TTL (4*60)
 
 uint32_t clip_dns_ttl(uint32_t ttl);
+uint32_t clip_dns_fuzzy_ttl(uint32_t ttl);
 
 int connection_half_edge_is_valid_data(const smartlist_t *half_conns,
                                        streamid_t stream_id);
index 06087e6b47fe5886fcd473b33b393cc7ee0f893c..a38bf5cf5a8cc573335e67ad9b6b750794f7c2d6 100644 (file)
@@ -1725,7 +1725,7 @@ evdns_callback(int result, char type, int count, int ttl, void *addresses,
   }
   if (result != DNS_ERR_SHUTDOWN)
     dns_found_answer(string_address, orig_query_type,
-                     result, &addr, hostname, clip_dns_ttl(ttl));
+                     result, &addr, hostname, clip_dns_fuzzy_ttl(ttl));
 
   /* The result can be changed within this function thus why we note the result
    * at the end. */
index dc38b53e0f615212d8baa8a9efaf67975d302446..66123911275be83ece63e67b7d3329f01f5ff37c 100644 (file)
@@ -90,6 +90,36 @@ test_dns_clip_ttl(void *arg)
   return;
 }
 
+static void
+test_dns_clip_fuzzy_ttl(void *arg)
+{
+  (void)arg;
+
+  /* Case 0: check that the fuzzy TTL constant is valid
+   */
+  tt_int_op(FUZZY_DNS_TTL, OP_LE, MIN_DNS_TTL);
+  tt_int_op(FUZZY_DNS_TTL, OP_LE, MAX_DNS_TTL);
+
+  /* Case 1: low clips
+   */
+  for (int i = 0; i < 1024; i++) {
+    int fuzzy_ttl = clip_dns_fuzzy_ttl(MIN_DNS_TTL - 1);
+    tt_int_op(fuzzy_ttl, OP_GE, MIN_DNS_TTL-FUZZY_DNS_TTL);
+    tt_int_op(fuzzy_ttl, OP_LE, MIN_DNS_TTL+FUZZY_DNS_TTL);
+  }
+
+  /* Case 2: high clips
+   */
+  for (int i = 0; i < 1024; i++) {
+    int fuzzy_ttl = clip_dns_fuzzy_ttl(MIN_DNS_TTL);
+    tt_int_op(fuzzy_ttl, OP_GE, MAX_DNS_TTL-FUZZY_DNS_TTL);
+    tt_int_op(fuzzy_ttl, OP_LE, MAX_DNS_TTL+FUZZY_DNS_TTL);
+  }
+
+  done:
+  return;
+}
+
 static int resolve_retval = 0;
 static int resolve_made_conn_pending = 0;
 static char *resolved_name = NULL;
@@ -779,6 +809,7 @@ struct testcase_t dns_tests[] = {
      TT_FORK, NULL, NULL },
 #endif
    { "clip_ttl", test_dns_clip_ttl, TT_FORK, NULL, NULL },
+   { "clip_fuzzy_ttl", test_dns_clip_fuzzy_ttl, TT_FORK, NULL, NULL },
    { "resolve", test_dns_resolve, TT_FORK, NULL, NULL },
    { "impl_addr_is_ip", test_dns_impl_addr_is_ip, TT_FORK, NULL, NULL },
    { "impl_non_exit", test_dns_impl_non_exit, TT_FORK, NULL, NULL },