Bypassing censorship devices by obfuscating your traffic using obfsproxy

*WARNING* 14/01/2014 This post is quite deprecated. For example obfsproxy has been completely rewritten in python and there is a newer and more secure replacement of obfs2, named obfs3. Please read this obfsproxy-debian-instructions for any updates.

Some countries like China, Iran, Ethiopia, Kazakhstan and others, like installing some nasty little boxes at the edges of their country’s “internet feed” to monitor and filter traffic. These little boxes are called DPI (Deep Packet Inspection) boxes and what they do, is sniff out every little packet flowing through them to find specific patterns and then they provide their administrator with the option to block traffic that matches these patterns. These boxes are very sophisticated and they don’t just filter traffic by src, dst or port, they filter traffic by the content (payload) the packets carry.
Unfortunately, it’s not just these countries that deploy DPI technologies, but some private companies also use such devices in order to monitor their employees.

The 10 thousand feet view
Tor is a nice way to avoid basic censorship technologies, but sometimes DPI technology is so good that it can fingerprint Tor traffic, which is already encrypted, and block it. In response to that, Tor people devised a technology called Pluggable Transports whose job is to obfuscate traffic in various ways so that it looks like something different than it actually is. For example it can make Tor traffic look like a skype call using SkypeMorph or one can use Obfsproxy to obfuscate traffic to look like…nothing, or at least nothing easily recognizable. What’s cool about obfsproxy though is that one can even use it separately from Tor, to obfuscate any connection he needs to.

A warning
Even though obfsproxy encrypts traffic and makes it look completely random, it’s not a fool proof solution for everything. It’s basic job is to defend against DPI that can recognize/fingerprint TLS connections. If someone has the resources he could potentially train his DPI box to “speak” the obfsproxy protocol and eventually decrypt the obfuscated traffic. What this means is that obfsproxy should not be used as a single means of protection and it should just be used as a wrapper _around_ already encrypted SSL traffic.
If you’re still in doubt about what can obfsproxy protect you from and from what it can’t, please read the Obfsproxy Threat Model document.

Two use cases
Obfuscate an SSH and an OpenVPN connection.
Obviously one needs a server outside the censorship perimeter that he or someone else will run the obfsproxy server part. Instructions on installing obfsproxy on Debian/Ubuntu are given in my previous blog post setting up tor + obfsproxy + brdgrd to fight censhorship. Installing netcat, the openbsd version; package name is netcat-openbsd on Debian/Ubuntu, is also needed for the SSH example.

What both examples do is obfuscate a TLS connection through an obfsproxy server so that it looks innocent. Assuming that the most innocent looking traffic is HTTP, try running the obfsproxy server part on port 80.

SSH connection
Scenario:
USER: running ssh client
HOST_A (obfsproxy): running obfsproxy on port 80 and redirecting to HOST_B port 22
HOST_B (dst): Running SSH server on port 22

What one needs to do is setup the following “tunneling”:
ssh client —> [NC SOCKS PROXY] —> obfsproxy client (USER)—> obfsproxy server (HOST_A) —> ssh server (HOST_B)

Steps:
1. on HOST_A setup obfsproxy server to listen for connection and redirect to HOST_B:
# screen obfsproxy --log-min-severity=info obfs2 --dest=HOST_B:22 server 0.0.0.0:80

2. on USER’s box, then configure obfsproxy client to setup a local socks proxy that will obfuscate all traffic passing through it:
$ screen obfsproxy --log-min-severity=info obfs2 socks 127.0.0.1:9999
Then instead of SSH-ing directly to HOST_B, the user has to ssh to HOST_A port 80 (where obfsproxy server is listening).

3. on USER’s box again, edit ~/.ssh/config and add something along the following lines:

Host HOST_A
    ProxyCommand /bin/nc.openbsd -x 127.0.0.1:9999 %h %p

This will force all SSH connections to HOST_A to pass through the local (obfsproxy) socks server listening on 127.0.0.1:9999

4. Finally run the ssh command:
$ ssh -p 80 username@HOST_A

That’s it. The connection will now pass get obfuscated locally, pass through obfsproxy server at HOST_A and then finally reach it’s destination at HOST_B.

OpenVPN connection
Scenario:
USER: running OpenVPN client
HOST_A (obfsproxy): running obfsproxy on port 80 and redirecting to HOST_B TCP port 443
HOST_B (dst): Running OpenVPN server on port 443

What one needs to do is setup the following “tunneling”:
openvpn client —> obfsproxy client (USER)—> obfsproxy server (HOST_A) —> OpenVPN server (HOST_B)

Steps:
1. on HOST_A setup obfsproxy server to listen for connection and redirect to HOST_B:
# screen obfsproxy --log-min-severity=info obfs2 --dest=HOST_B:443 server 0.0.0.0:80

2. on USER’s box, then configure obfsproxy client to setup a local socks proxy that will obfuscate all traffic passing through it:
$ screen obfsproxy --log-min-severity=info obfs2 socks 127.0.0.1:9999
Then instead of connecting the OpenVPN client directly to HOST_B, the user has edit OpenVPN config file to connect to HOST_A port 80 (where obfsproxy server is listening).

3. on USER’s box again, edit your openvpn config file, change the ‘port’ and ‘remote’ lines and add a ‘socks-proxy’ one:

port 80
remote HOST_A
socks-proxy 127.0.0.1 9999

This will instruct the OpenVPN client to connect to HOST_A passing through the local (obfsproxy) socks server listening on 127.0.0.1:9999

4. Finally run the openvpn client command:
$ openvpn client.config

That’s it.

Security Enhancement
You can “enhance” obfproxy’s security by adding a shared secret parameter to command line, so anyone who doesn’t have this secret key won’t be able to use the obfsproxy server, decryption of packets will fail:
# screen obfsproxy --log-min-severity=info obfs2 --shared-secret="foobarfoo" --dest=HOST_B:443 server 0.0.0.0:80
$ screen obfsproxy --log-min-severity=info obfs2 --shared-secret="foobarfoo" socks 127.0.0.1:9999

Documentation
Or at least…some documentation.

Your best chance to understand the internals of obfsproxy is to read the protocol specification

For more info about obfsproxy client part, read the documentation here: obfsproxy client external
For more info about obfsproxy server part, read the documentation here: obfsproxy server external

Screenshots
For those who like meaningless screenshots, here’s what wireshark (which is certainly NOT a DPI) can tell about a connection without and with obfsproxy:

Without obfsproxy

With obfsproxy

*Update*
one can find openvpn configuration files for use with obfsproxy here:
Linux Client
Windows Client

Η πρώτη απόφαση λήψης τεχνολογικών μέτρων παρεμπόδισης της πρόσβασης χρηστών σε ιστοσελίδες

Από δελτίο τύπου του Οργανισμού Πνευματικής Ιδιοκτησίας:

…στις 16 Μαΐου 2012 δημοσιεύθηκε η απόφαση 4658/2012 του Μονομελούς Πρωτοδικείου Αθηνών, η οποία έκανε δεκτό αίτημα οργανισμών συλλογικής διαχείρισης δικαιωμάτων επί μουσικών και οπτικοακουστικών έργων να υποχρεωθούν εκτός άλλων οι ελληνικές εταιρίες παροχής υπηρεσιών σύνδεσης στο διαδίκτυο να λάβουν τεχνολογικά μέτρα προκειμένου να καταστεί αδύνατη η πρόσβαση των συνδρομητών τους σε διαδικτυακές τοποθεσίες μέσω των οποίων πραγματοποιείται παράνομη παρουσίαση και ανταλλαγή έργων. Η απόφαση εφαρμόζει ουσιαστικά για πρώτη το άρθρο 64 Α του ν. 2121/1993 που ενσωματώνει πρόβλεψη Οδηγίας της Ευρωπαϊκής Ένωσης για τη δυνατότητα λήψης ασφαλιστικών μέτρων κατά των διαμεσολαβητών (παρόχων υπηρεσιών διαδικτύου), οι υπηρεσίες των οποίων χρησιμοποιούνται από τρίτο για την προσβολή του δικαιώματος του δημιουργού ή συγγενικού δικαιώματος. Παρόμοιες αποφάσεις έχουν ήδη εκδοθεί σε άλλα κράτη μέλη της Ευρωπαϊκής Ένωσης και αποσκοπούν στην προστασία της πνευματικής ιδιοκτησίας στο διαδίκτυο χωρίς να θίγονται τα δικαιώματα των χρηστών….

Την πλήρη απόφαση μπορείτε να την διαβάσετε εδώ: 4658/2012
*Update*
Επειδή το site του ΟΠΙ δεν παρέχει πια την απόφαση, την έχω ανεβάσει εδώ: Απόφαση-του-Πρωτοδικείου-Αθηνών-για-την-αντιμετώπιση-της-διαδικτυακής-πειρατείας

Γιατί είναι σημαντική αυτή η απόφαση για τους χρήστες
Για πρώτη φορά στην Ελλάδα δικαστήριο επιβάλλει συγκεκριμένα τεχνικά/τεχνολογικά μέτρα παρεμπόδισης της πρόσβασης χρηστών σε ιστοσελίδες/servers. Σήμερα μπορεί να είναι μια ιστοσελίδα που παρέχει “πειρατικό” περιεχόμενο και ο ιδιοκτήτης της βγάζει χρήματα μέσω των διαφημίσεων, αύριο μπορεί να είναι ένα site που ο ιδιοκτήτης του δεν βγάζει χρήματα και μεθαύριο ένα πολιτικό site, ένα θρησκευτικό site, ένα blog που διαφωνεί με τις μεθόδους μιας εταιρίας, μιας κυβέρνησης, κτλ. Οπότε πρέπει ως χρήστες να ξέρουμε τι επιβάλλει το δικαστήριο και να δούμε πως εμείς, ως μέλη της κοινωνίας του Internet, μπορούμε να κάνουμε κάτι για να ακυρώσουμε στην πράξη μια τέτοια απόφαση αν πιστεύουμε πως αυτή είναι λανθασμένη.

Τι περιγράφει η απόφαση
Η απόφαση περιέχει μια λεπτομερή τεχνική έκθεση που εξηγεί πως δουλεύει ένα site, ποια πρωτόκολλα χρησιμοποιούνται από τα μηχανήματα των χρηστών/πελατών για να αποκτήσουν πρόσβαση στο site και έπειτα περιγράφει τρόπους να διακοπεί η σύνδεση των χρηστών με ένα site. Οι τρόποι που παρουσιάζονται είναι οι εξής 2:
Ι) Εφαρμογή κατάλληλων φίλτρων στους δρομολογητές (routers) των ISPs ώστε να αποκλειστεί οποιαδήποτε κίνηση καταλήγει σε συγκεκριμένη IP.
ΙΙ) Εφαρμογή κατάλληλης ανακατεύθυνσης, μέσω τροποποίησης των DNS εγγραφών στους nameservers του κάθε ISP ώστε, ώστε τα αιτήματα προς συγκεκριμένα domains να καταλήγουν σε διαφορετικούς ιστοτόπους. Αυτοί οι ιστότοποι θα μπορούσαν να περιέχουν και ένα προειδοποιητικό μύνημα ώστε να καταλαβαίνουν οι χρήστες γιατί δεν έχουν πρόσβαση στο κανονικό site, όπως αναφέρει το η έκθεση.

Από αυτούς τους 2 τρόπους, στην απόφαση επιβάλλεται η χρήση μόνο του τρόπου (I) ως τεχνολογικό μέτρο διακοπής της πρόσβασης στις “παραβατικές” ιστοσελίδες.

Τα προβλήματα της απόφασης
Τα προβλήματα της απόφασης για μένα είναι αρκετά. Κάποια αναφέρονται και στην ίδια την τεχνική έκθεση που περιέχεται στην απόφαση.
Συγκεκριμένα αναφέρει:

Αν και υπάρχουν δυνατότητες παράκαμψης των συγκεκριμένων τεχνικών μέσων από την μεριά των χρηστών του διαδυκτύου, οι τεχνικές αυτές είναι άγνωστες στη μεγάλη πλειονότητα των πελατών (συνδρομητών) των ISP, που είναι οι δυνητικοί επισκέπτες των ιστοτόπων στους οποίους έχει διακοπεί η πρόσβαση.

Θα αναφερθώ μόνο στα πολύ βασικά όμως…
α) Καταρχήν τα sites έχουν αλλάξει IPs. Το www.ellinadiko.com πλέον δεν δείχνει στην IP που αναφέρεται στην απόφαση, για την ακρίβεια δεν δείχνει πουθενά αυτή τη στιγμή, ενώ το www.music-bazaar.com λειτουργεί αλλά δείχνει σε διαφορετική IP. Άρα η εφαρμογή της οδηγίας (Ι) είναι πρακτικά άχρηστη ως προς τους σκοπούς της απόφασης χωρίς πολλά πολλά. Από την άλλη όμως μπορεί να δημιουργήσει προβλήματα πρόσβασης σε άλλα sites που μπορεί αυτή τη στιγμή να φιλοξενούνται σε εκείνες τις IP για τις οποίες πρέπει να μπουν φίλτρα. Άρα αν εφαρμοστεί η απόφαση ως έχει κινδυνεύει να διακοπεί η πρόσβαση στο site μιας ελληνικής ή ξένης εταιρίας ή προσώπου χωρίς να φταίει σε τίποτα! Ακόμα να μην είχαν αλλάξει IPs τα sites αυτά όμως, πάλι προκύπτει πρόβλημα. Η σύγχρονη τεχνολογία, των τελευταίων 15+ ετών, επιτρέπει την φιλοξενία πολλαπλών ιστοτόπων στην ίδια IP μέσω της τεχνολογίας virtual hosting, κάτι που εφαρμόζεται κατά κόρον ώστε να εξοικονομηθούν IPs. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα πως αν αποτραπεί η κίνηση προς μία συγκεκριμένη IP από ένα φίλτρο ενός ISP, τότε παρεμποδίζεται και η κίνηση προς όλα τα υπόλοιπα sites που φιλοξενούνται στην ίδια IP. Άρα υπάρχει πιθανότητα “τιμωρίας” αθώων ανθρώπων που δεν έχουν κάνει απολύτως τίποτα.

β) Η τεχνική έκθεση και η απόφαση περιέχει συγκεκριμένα domains που θα πρέπει να εφαρμοστεί το (II). Αυτό όμως δεν εμποδίζει σε τίποτα τον διαχειριστή της “προβληματικής” ιστοσελίδας να αλλάξει αύριο domain κρατώντας ακριβώς το ίδιο περιεχόμενο. Οπότε εμποδίζοντας την πρόσβαση στους πελάτες πίσω από ένα ISP σε ένα συγκεκριμένο domain δεν καταφέρνεις και πολλά. Ακόμα όμως και να μην αλλάξει domain ο διαχειριστής μιας και υπάρχουν ελέυθεροι nameservers (Google Public DNS, OpenDNS, κ.α) στο Internet, το μόνο που θα είχε να κάνει ο χρήστης θα ήταν να χρησιμοποιήσει αυτούς έναντι των nameservers του ISP του. Άρα πάλι τα τεχνικά μέτρα είναι εντελώς ανεπαρκή ως προς τον σκοπό της απόφασης. Πέραν αυτού και λόγω της προτεινόμενης ανακατεύθυνσης που προτείνει η τεχνική έκθεση τίθεται και ένα θέμα ιδιωτικότητας σε περίπτωση που εφαρμοζόταν το μέτρο (ΙΙ). Λόγω της ανακατεύθυνσης όλοι οι πελάτες θα “πήγαιναν” σε μία νέα ιστοσελίδα που θα ήταν υπό τη διαχείριση (μάλλον?) του ISP, άρα ο ISP αποκτάει πολύ εύκολα πρόσβαση στο ποιός θέλει να επισκεφτεί τον ιστότοπο αυτό. Τίθεται λοιπόν ζήτημα παρακολούθησης της κίνησης των πελατών. Προσωπικά το θεωρώ απαράδεκτο, όπως απαράδεκτο είναι να προσπαθείς να αλλάξεις τον τρόπο που λειτουργεί το internet. Άλλωστε όπως έχει πει ο John Gilmore:

The Net interprets censorship as damage and routes around it

Μετάφραση:

Το Δίκτυο ερμηνέυει τη λογοκρισία ως ζημιά και δρομολογεί (την κίνηση) γύρω από αυτό (ξεπερνώντας την ζημιά)

Τι θα μπορούσαν να κάνουν οι χρήστες για να παρακάμψουν το “πρόβλημα” αν τους επηρέαζε
Σε περίπτωση εφαρμογής του (II), όπως αναφέρθηκε παραπάνω το μόνο που θα είχαν να κάνουν οι χρήστες θα ήταν να αλλάξουν nameservers στο PC/δίκτυο τους. Αυτό εξηγείται αναλύτικά στις σελίδες της Google Public DNS αλλά και του OpenDNS. Τόσο απλά. Είναι υπόθεση 1 λεπτού αν έχει ο οποιοσδήποτε τις οδηγίες μπροστά του.

Σε περίπτωση εφαρμογής της τεχνικής (Ι) και την στιγμή που το site δεν μπορεί για τους Χ λόγους να αλλάξει IP, αυτό που πρέπει να κάνουν οι χρήστες είναι να χρησιμοποιήσουν κάποιον proxy server, ένα VPN ή κάποιο άλλο δίκτυο που δρομολογεί διαφορετικά τις συνδέσεις τους, για παράδειγμα το Tor. Ο ευκολότερος τρόπος να βρει κάποιος δωρεάν proxies στο δίκτυο είναι να ψάξει στο Google, ενώ η αγορά ενός VPN ξεκινά από τα 3€. Η χρήση του tor είναι πλεόν αρκετά απλή και το μόνο που απαιτείται είναι να κατεβάσει κανείς το Tor Browser Bundle και να τρέξει το Vidalia. Όταν κάποιος τρέξει το Vidalia θα ανοίξει ένας νέος browser (Firefox) και έπειτα η δρομολόγηση των πακέτων προς το site που θέλει να επισκευτεί κανείς γίνεται μέσω του Tor δικτύου το οποίο είναι αρκετά δύσκολο να το σταματήσουν οι ISPs. Σίγουρα πάντως η απόφαση ασφαλιστικών μέτρων 4658/2012 δεν είναι ικανή να σταματήσει το Tor ή οποιονδήποτε άλλο από τους παραπάνω τρόπους παράκαμψης του “προβλήματος”.

Τι πρέπει να γνωρίζουν οι χρήστες του Internet
Οι χρήστες του internet πρέπει να γνωρίζουν πως ανά πάσα στιγμή μια τέτοια απόφαση μπορεί να τους αλλάξει τις συνήθειές τους αλλά και να τους κόψει την πρόσβαση από πηγές πληροφορίας που μέχρι τώρα είχαν ελεύθερη πρόσβαση. Για να μην βρεθούν τελευταία στιγμή να αναρωτιούνται τί και πώς πρέπει να φροντίζουν να ενημερώνονται για τους κινδύνους και τα προβλήματα. Είναι μάλιστα επιτακτικό ο ένας χρήστης να ενημερώνει τους άλλους. Γι αυτούς ακριβώς τους λόγους τους τελευταίους 2-3 μήνες έχει ξεκινήσει μια προσπάθεια ενημέρωσης των Ελλήνων χρηστών για τα ψηφιακά τους δικαιώματα, τους κινδύνους που υπάρχουν στο διαδίκτυο, πως προστατεύει κανείς τα προσωπικά του δεδομένα και πως αποφεύγει προσπάθειες εταιρικής ή κρατικής λογοκρισίας μέσω κάποιων παρουσιάσεων που γίνονται στο hackerspace της Αθήνας. Η επόμενη παρουσίαση γίνεται στις 30/05/2012 και αφορά την χρήση του δικτύου Tor. Όσοι ενδιαφέρονται είναι ευπρόσδεκτοι να έρθουν να ακούσουν και φυσικά να ρωτήσουν για τυχόν απορίες που ίσως έχουν σχετικά με την ψηφιακή τους ζωή.

Οργανωθείτε!
Αν σας ενδιαφέρει να παλέψετε και εσείς για τα ψηφιακά δικαιώματα και τις ελευθερίες στην Ελλάδα καλό θα ήταν να διαβάσετε το κείμενο θέσεων του Δικτύου για την Ψηφιακή Απελευθέρωση (Digital Liberation Network) και αν συμφωνείτε να εγγραφείτε στην mailing list του DLN.

Using OpenVPN to route a specific subnet to the VPN

I have an OpenVPN server that has the push "redirect-gateway" directive. This directive changes the default gateway of the client to be the OpenVPN server, what I wanted though was to connect to the VPN and access only a specific subnet (eg. 100.200.100.0/24) through it without changing the server config (other people use it as a default gateway).

In the client config I removed the client directive and replaced it with these commands:
tls-client
ifconfig 172.18.0.6 172.18.0.5
route 172.18.0.0 255.255.255.0
route 100.200.100.0 255.255.255.0

What the previous lines do:
tls-client: Acts as a client! (“client” is an alias for “tls-client” + “pull” … but I don’t like what the pull did–>it changed my default route)
ifconfig 172.18.0.6 172.18.0.5: The tun0 interface will have ip 172.18.0.6 on our side and 17.18.0.5 on the server side. The IPs are not random, they are the ones OpenVPN used to assign to me while I was using the “client” directive.
route 172.18.0.0 255.255.255.0: Route all packets to 172.18.0.0 on the tun0 interface. In order to access services running on the OpenVPN server (172.18.0.1) I needed a route to them.
route 100.200.100.0 255.255.255.0: Route all packets to 100.200.100.0 on the tun0 interface

A traceroute to 100.200.100.1 now shows that I accessing that subnet through the vpn.