/mandos/release

To get this branch, use:
bzr branch http://bzr.recompile.se/loggerhead/mandos/release

« back to all changes in this revision

Viewing changes to intro.xml

  • Committer: Teddy Hogeborn
  • Date: 2022-04-25 20:09:43 UTC
  • mfrom: (407 release)
  • mto: This revision was merged to the branch mainline in revision 408.
  • Revision ID: teddy@recompile.se-20220425200943-e154ee7jf6df1uso
Merge from release branch

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

Lines of Context:
intro.xml
 
1
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
 
2
<!DOCTYPE refentry PUBLIC "-//OASIS//DTD DocBook XML V4.5//EN"
 
3
"http://www.oasis-open.org/docbook/xml/4.5/docbookx.dtd" [
 
4
<!ENTITY TIMESTAMP "2020-09-16">
 
5
<!ENTITY % common SYSTEM "common.ent">
 
6
%common;
 
7
]>
 
8
 
 
9
<refentry xmlns:xi="http://www.w3.org/2001/XInclude">
 
10
   <refentryinfo>
 
11
    <title>Mandos Manual</title>
 
12
    <!-- NWalsh’s docbook scripts use this to generate the footer: -->
 
13
    <productname>Mandos</productname>
 
14
    <productnumber>&version;</productnumber>
 
15
    <date>&TIMESTAMP;</date>
 
16
    <authorgroup>
 
17
      <author>
 
18
        <firstname>Björn</firstname>
 
19
        <surname>Påhlsson</surname>
 
20
        <address>
 
21
          <email>belorn@recompile.se</email>
 
22
        </address>
 
23
      </author>
 
24
      <author>
 
25
        <firstname>Teddy</firstname>
 
26
        <surname>Hogeborn</surname>
 
27
        <address>
 
28
          <email>teddy@recompile.se</email>
 
29
        </address>
 
30
      </author>
 
31
    </authorgroup>
 
32
    <copyright>
 
33
      <year>2011</year>
 
34
      <year>2012</year>
 
35
      <year>2013</year>
 
36
      <year>2014</year>
 
37
      <year>2015</year>
 
38
      <year>2016</year>
 
39
      <year>2017</year>
 
40
      <year>2018</year>
 
41
      <year>2019</year>
 
42
      <year>2020</year>
 
43
      <holder>Teddy Hogeborn</holder>
 
44
      <holder>Björn Påhlsson</holder>
 
45
    </copyright>
 
46
    <xi:include href="legalnotice.xml"/>
 
47
  </refentryinfo>
 
48
  
 
49
  <refmeta>
 
50
    <refentrytitle>intro</refentrytitle>
 
51
    <manvolnum>8mandos</manvolnum>
 
52
  </refmeta>
 
53
  
 
54
  <refnamediv>
 
55
    <refname>intro</refname>
 
56
    <refpurpose>
 
57
      Introduction to the Mandos system
 
58
    </refpurpose>
 
59
  </refnamediv>
 
60
  
 
61
  <refsect1 id="description">
 
62
    <title>DESCRIPTION</title>
 
63
    <para>
 
64
      This is the the Mandos system, which allows computers to have
 
65
      encrypted root file systems and at the same time be capable of
 
66
      remote and/or unattended reboots.
 
67
    </para>
 
68
    <para>
 
69
      The computers run a small client program in the initial RAM disk
 
70
      environment which will communicate with a server over a network.
 
71
      All network communication is encrypted using TLS.  The clients
 
72
      are identified by the server using a TLS public key; each client
 
73
      has one unique to it.  The server sends the clients an encrypted
 
74
      password.  The encrypted password is decrypted by the clients
 
75
      using a separate OpenPGP key, and the password is then used to
 
76
      unlock the root file system, whereupon the computers can
 
77
      continue booting normally.
 
78
    </para>
 
79
  </refsect1>
 
80
  
 
81
  <refsect1 id="introduction">
 
82
    <title>INTRODUCTION</title>
 
83
    <para>
 
84
      <!-- This paragraph is a combination and paraphrase of two
 
85
           quotes from the 1995 movie “The Usual Suspects”. -->
 
86
      You know how it is.  You’ve heard of it happening.  The Man
 
87
      comes and takes away your servers, your friends’ servers, the
 
88
      servers of everybody in the same hosting facility. The servers
 
89
      of their neighbors, and their neighbors’ friends.  The servers
 
90
      of people who owe them money.  And like
 
91
      <emphasis>that</emphasis>, they’re gone.  And you doubt you’ll
 
92
      ever see them again.
 
93
    </para>
 
94
    <para>
 
95
      That is why your servers have encrypted root file systems.
 
96
      However, there’s a downside.  There’s no going around it:
 
97
      rebooting is a pain.  Dragging out that rarely-used keyboard and
 
98
      screen and unraveling cables behind your servers to plug them in
 
99
      to type in that password is messy, especially if you have many
 
100
      servers.  There are some people who do clever things like using
 
101
      serial line consoles and daisy-chain it to the next server, and
 
102
      keep all the servers connected in a ring with serial cables,
 
103
      which will work, if your servers are physically close enough.
 
104
      There are also other out-of-band management solutions, but with
 
105
      <emphasis>all</emphasis> these, you still have to be on hand and
 
106
      manually type in the password at boot time.  Otherwise the
 
107
      server just sits there, waiting for a password.
 
108
    </para>
 
109
    <para>
 
110
      Wouldn’t it be great if you could have the security of encrypted
 
111
      root file systems and still have servers that could boot up
 
112
      automatically if there was a short power outage while you were
 
113
      asleep?  That you could reboot at will, without having someone
 
114
      run over to the server to type in the password?
 
115
    </para>
 
116
    <para>
 
117
      Well, with Mandos, you (almost) can!  The gain in convenience
 
118
      will only be offset by a small loss in security.  The setup is
 
119
      as follows:
 
120
    </para>
 
121
    <para>
 
122
      The server will still have its encrypted root file system.  The
 
123
      password to this file system will be stored on another computer
 
124
      (henceforth known as the Mandos server) on the same local
 
125
      network.  The password will <emphasis>not</emphasis> be stored
 
126
      in plaintext, but encrypted with OpenPGP.  To decrypt this
 
127
      password, a key is needed.  This key (the Mandos client key)
 
128
      will not be stored there, but back on the original server
 
129
      (henceforth known as the Mandos client) in the initial RAM disk
 
130
      image.  Oh, and all network Mandos client/server communications
 
131
      will be encrypted, using TLS (SSL).
 
132
    </para>
 
133
    <para>
 
134
      So, at boot time, the Mandos client will ask for its encrypted
 
135
      data over the network, decrypt the data to get the password, use
 
136
      the password to decrypt the root file system, and the client can
 
137
      then continue booting.
 
138
    </para>
 
139
    <para>
 
140
      Now, of course the initial RAM disk image is not on the
 
141
      encrypted root file system, so anyone who had physical access
 
142
      could take the Mandos client computer offline and read the disk
 
143
      with their own tools to get the authentication keys used by a
 
144
      client.  <emphasis>But</emphasis>, by then the Mandos server
 
145
      should notice that the original server has been offline for too
 
146
      long, and will no longer give out the encrypted key.  The timing
 
147
      here is the only real weak point, and the method, frequency and
 
148
      timeout of the server’s checking can be adjusted to any desired
 
149
      level of paranoia.
 
150
    </para>
 
151
    <para>
 
152
      (The encrypted keys on the Mandos server is on its normal file
 
153
      system, so those are safe, provided the root file system of
 
154
      <emphasis>that</emphasis> server is encrypted.)
 
155
    </para>
 
156
  </refsect1>
 
157
  
 
158
  <refsect1 id="faq">
 
159
    <title>FREQUENTLY ASKED QUESTIONS</title>
 
160
    <para>
 
161
      Couldn’t the security be defeated by…
 
162
    </para>
 
163
    <refsect2 id="quick">
 
164
      <title>Grabbing the Mandos client key from the
 
165
      initrd <emphasis>really quickly</emphasis>?</title>
 
166
    <para>
 
167
      This, as mentioned above, is the only real weak point.  But if
 
168
      you set the timing values tight enough, this will be really
 
169
      difficult to do.  An attacker would have to physically
 
170
      disassemble the client computer, extract the key from the
 
171
      initial RAM disk image, and then connect to a <emphasis>still
 
172
      online</emphasis> Mandos server to get the encrypted key, and do
 
173
      all this <emphasis>before</emphasis> the Mandos server timeout
 
174
      kicks in and the Mandos server refuses to give out the key to
 
175
      anyone.
 
176
    </para>
 
177
    <para>
 
178
      Now, as the typical procedure seems to be to barge in and turn
 
179
      off and grab <emphasis>all</emphasis> computers, to maybe look
 
180
      at them months later, this is not likely.  If someone does that,
 
181
      the whole system <emphasis>will</emphasis> lock itself up
 
182
      completely, since Mandos servers are no longer running.
 
183
    </para>
 
184
    <para>
 
185
      For sophisticated attackers who <emphasis>could</emphasis> do
 
186
      the clever thing, <emphasis>and</emphasis> had physical access
 
187
      to the server for enough time, it would be simpler to get a key
 
188
      for an encrypted file system by using hardware memory scanners
 
189
      and reading it right off the memory bus.
 
190
    </para>
 
191
    </refsect2>
 
192
    
 
193
    <refsect2 id="replay">
 
194
      <title>Replay attacks?</title>
 
195
      <para>
 
196
        Nope, the network stuff is all done over TLS, which provides
 
197
        protection against that.
 
198
      </para>
 
199
    </refsect2>
 
200
    
 
201
    <refsect2 id="mitm">
 
202
      <title>Man-in-the-middle?</title>
 
203
      <para>
 
204
        No.  The server only gives out the passwords to clients which
 
205
        have <emphasis>in the TLS handshake</emphasis> proven that
 
206
        they do indeed hold the private key corresponding to that
 
207
        client.
 
208
      </para>
 
209
    </refsect2>
 
210
    
 
211
    <refsect2 id="sniff">
 
212
      <title>How about sniffing the network traffic and decrypting it
 
213
      later by physically grabbing the Mandos client and using its
 
214
      key?</title>
 
215
      <para>
 
216
        We only use <acronym>PFS</acronym> (Perfect Forward Security)
 
217
        key exchange algorithms in TLS, which protects against this.
 
218
      </para>
 
219
    </refsect2>
 
220
    
 
221
    <refsect2 id="physgrab">
 
222
      <title>Physically grabbing the Mandos server computer?</title>
 
223
      <para>
 
224
        You could protect <emphasis>that</emphasis> computer the
 
225
        old-fashioned way, with a must-type-in-the-password-at-boot
 
226
        method.  Or you could have two computers be the Mandos server
 
227
        for each other.
 
228
      </para>
 
229
      <para>
 
230
        Multiple Mandos servers can coexist on a network without any
 
231
        trouble.  They do not clash, and clients will try all
 
232
        available servers.  This means that if just one reboots then
 
233
        the other can bring it back up, but if both reboot at the same
 
234
        time they will stay down until someone types in the password
 
235
        on one of them.
 
236
      </para>
 
237
    </refsect2>
 
238
    
 
239
    <refsect2 id="fakecheck">
 
240
      <title>Faking checker results?</title>
 
241
      <para>
 
242
        If the Mandos client does not have an SSH server, the default
 
243
        is for the Mandos server to use
 
244
        <quote><literal>fping</literal></quote>, the replies to which
 
245
        could be faked to eliminate the timeout.  But this could
 
246
        easily be changed to any shell command, with any security
 
247
        measures you like.  If the Mandos client
 
248
        <emphasis>has</emphasis> an SSH server, the default
 
249
        configuration (as generated by
 
250
        <command>mandos-keygen</command> with the
 
251
        <option>--password</option> option) is for the Mandos server
 
252
        to use an <command>ssh-keyscan</command> command with strict
 
253
        keychecking, which can not be faked.  Alternatively, IPsec
 
254
        could be used for the ping packets, making them secure.
 
255
      </para>
 
256
    </refsect2>
 
257
  </refsect1>
 
258
  
 
259
  <refsect1 id="security">
 
260
    <title>SECURITY</title>
 
261
    <para>
 
262
      So, in summary:  The only weakness in the Mandos system is from
 
263
      people who have:
 
264
    </para>
 
265
    <orderedlist>
 
266
      <listitem>
 
267
        <para>
 
268
          The power to come in and physically take your servers,
 
269
          <emphasis>and</emphasis>
 
270
        </para>
 
271
      </listitem>
 
272
      <listitem>
 
273
        <para>
 
274
          The cunning and patience to do it carefully, one at a time,
 
275
          and <emphasis>quickly</emphasis>, faking Mandos
 
276
          client/server responses for each one before the timeout.
 
277
        </para>
 
278
      </listitem>
 
279
    </orderedlist>
 
280
    <para>
 
281
      While there are some who may be threatened by people who have
 
282
      <emphasis>both</emphasis> these attributes, they do not,
 
283
      probably, constitute the majority.
 
284
    </para>
 
285
    <para>
 
286
      If you <emphasis>do</emphasis> face such opponents, you must
 
287
      figure that they could just as well open your servers and read
 
288
      the file system keys right off the memory by running wires to
 
289
      the memory bus.
 
290
    </para>
 
291
    <para>
 
292
      What Mandos is designed to protect against is
 
293
      <emphasis>not</emphasis> such determined, focused, and competent
 
294
      attacks, but against the early morning knock on your door and
 
295
      the sudden absence of all the servers in your server room.
 
296
      Which it does nicely.
 
297
    </para>
 
298
  </refsect1>
 
299
  
 
300
  <refsect1 id="plugins">
 
301
    <title>PLUGINS</title>
 
302
    <para>
 
303
      In the early designs, the
 
304
      <citerefentry><refentrytitle>mandos-client</refentrytitle
 
305
      ><manvolnum>8mandos</manvolnum></citerefentry> program (which
 
306
      retrieves a password from the Mandos server) also prompted for a
 
307
      password on the terminal, in case a Mandos server could not be
 
308
      found.  Other ways of retrieving a password could easily be
 
309
      envisoned, but this multiplicity of purpose was seen to be too
 
310
      complex to be a viable way to continue.  Instead, the original
 
311
      program was separated into <citerefentry><refentrytitle
 
312
      >mandos-client</refentrytitle><manvolnum>8mandos</manvolnum
 
313
      ></citerefentry> and <citerefentry><refentrytitle
 
314
      >password-prompt</refentrytitle><manvolnum>8mandos</manvolnum
 
315
      ></citerefentry>, and a <citerefentry><refentrytitle
 
316
      >plugin-runner</refentrytitle><manvolnum>8mandos</manvolnum
 
317
      ></citerefentry> exist to run them both in parallel, allowing
 
318
      the first successful plugin to provide the password.  This
 
319
      opened up for any number of additional plugins to run, all
 
320
      competing to be the first to find a password and provide it to
 
321
      the plugin runner.
 
322
    </para>
 
323
    <para>
 
324
      Four additional plugins are provided:
 
325
    </para>
 
326
    <variablelist>
 
327
      <varlistentry>
 
328
        <term>
 
329
          <citerefentry><refentrytitle>plymouth</refentrytitle>
 
330
          <manvolnum>8mandos</manvolnum></citerefentry>
 
331
        </term>
 
332
        <listitem>
 
333
          <para>
 
334
            This prompts for a password when using <citerefentry>
 
335
            <refentrytitle>plymouth</refentrytitle><manvolnum
 
336
            >8</manvolnum></citerefentry>.
 
337
          </para>
 
338
        </listitem>
 
339
      </varlistentry>
 
340
      <varlistentry>
 
341
        <term>
 
342
          <citerefentry><refentrytitle>usplash</refentrytitle>
 
343
          <manvolnum>8mandos</manvolnum></citerefentry>
 
344
        </term>
 
345
        <listitem>
 
346
          <para>
 
347
            This prompts for a password when using <citerefentry>
 
348
            <refentrytitle>usplash</refentrytitle><manvolnum
 
349
            >8</manvolnum></citerefentry>.
 
350
          </para>
 
351
        </listitem>
 
352
      </varlistentry>
 
353
      <varlistentry>
 
354
        <term>
 
355
          <citerefentry><refentrytitle>splashy</refentrytitle>
 
356
          <manvolnum>8mandos</manvolnum></citerefentry>
 
357
        </term>
 
358
        <listitem>
 
359
          <para>
 
360
            This prompts for a password when using <citerefentry>
 
361
            <refentrytitle>splashy</refentrytitle><manvolnum
 
362
            >8</manvolnum></citerefentry>.
 
363
          </para>
 
364
        </listitem>
 
365
      </varlistentry>
 
366
      <varlistentry>
 
367
        <term>
 
368
          <citerefentry><refentrytitle>askpass-fifo</refentrytitle>
 
369
          <manvolnum>8mandos</manvolnum></citerefentry>
 
370
        </term>
 
371
        <listitem>
 
372
          <para>
 
373
            To provide compatibility with the "askpass" program from
 
374
            cryptsetup, this plugin listens to the same FIFO as
 
375
            askpass would do.
 
376
          </para>
 
377
        </listitem>
 
378
      </varlistentry>
 
379
    </variablelist>
 
380
    <para>
 
381
      More plugins can easily be written and added by the system
 
382
      administrator; see the section called "WRITING PLUGINS" in
 
383
      <citerefentry><refentrytitle>plugin-runner</refentrytitle>
 
384
      <manvolnum>8mandos</manvolnum></citerefentry> to learn the
 
385
      plugin requirements.
 
386
    </para>
 
387
  </refsect1>
 
388
 
 
389
  <refsect1 id="systemd">
 
390
    <title>SYSTEMD</title>
 
391
    <para>
 
392
      More advanced startup systems like <citerefentry><refentrytitle
 
393
      >systemd</refentrytitle><manvolnum>1</manvolnum></citerefentry>,
 
394
      already have their own plugin-like mechanisms for allowing
 
395
      multiple agents to independently retrieve a password and deliver
 
396
      it to the subsystem requesting a password to unlock the root
 
397
      file system.  On these systems, it would make no sense to run
 
398
      <citerefentry><refentrytitle>plugin-runner</refentrytitle
 
399
      ><manvolnum>8mandos</manvolnum></citerefentry>, the plugins of
 
400
      which would largely duplicate the work of (and conflict with)
 
401
      the existing systems prompting for passwords.
 
402
    </para>
 
403
    <para>
 
404
      As for <citerefentry><refentrytitle>systemd</refentrytitle
 
405
      ><manvolnum>1</manvolnum></citerefentry> in particular, it has
 
406
      its own <ulink
 
407
      url="https://systemd.io/PASSWORD_AGENTS/">Password
 
408
      Agents</ulink> system.  Mandos uses this via its
 
409
      <citerefentry><refentrytitle>password-agent</refentrytitle
 
410
      ><manvolnum>8mandos</manvolnum></citerefentry> program, which is
 
411
      run instead of <citerefentry><refentrytitle
 
412
      >plugin-runner</refentrytitle><manvolnum>8mandos</manvolnum
 
413
      ></citerefentry> when <citerefentry><refentrytitle
 
414
      >systemd</refentrytitle><manvolnum>1</manvolnum></citerefentry>
 
415
      is used during system startup.
 
416
    </para>
 
417
  </refsect1>
 
418
  <refsect1 id="bugs">
 
419
    <title>BUGS</title>
 
420
    <xi:include href="bugs.xml"/>
 
421
  </refsect1>
 
422
  
 
423
  <refsect1 id="see_also">
 
424
    <title>SEE ALSO</title>
 
425
    <para>
 
426
      <citerefentry><refentrytitle>mandos</refentrytitle>
 
427
      <manvolnum>8</manvolnum></citerefentry>,
 
428
      <citerefentry><refentrytitle>mandos.conf</refentrytitle>
 
429
      <manvolnum>5</manvolnum></citerefentry>,
 
430
      <citerefentry><refentrytitle>mandos-clients.conf</refentrytitle>
 
431
      <manvolnum>5</manvolnum></citerefentry>,
 
432
      <citerefentry><refentrytitle>mandos-ctl</refentrytitle>
 
433
      <manvolnum>8</manvolnum></citerefentry>,
 
434
      <citerefentry><refentrytitle>mandos-monitor</refentrytitle>
 
435
      <manvolnum>8</manvolnum></citerefentry>,
 
436
      <citerefentry><refentrytitle>plugin-runner</refentrytitle>
 
437
      <manvolnum>8mandos</manvolnum></citerefentry>,
 
438
      <citerefentry><refentrytitle>password-agent</refentrytitle>
 
439
      <manvolnum>8mandos</manvolnum></citerefentry>,
 
440
      <citerefentry><refentrytitle>mandos-client</refentrytitle>
 
441
      <manvolnum>8mandos</manvolnum></citerefentry>,
 
442
      <citerefentry><refentrytitle>password-prompt</refentrytitle>
 
443
      <manvolnum>8mandos</manvolnum></citerefentry>,
 
444
      <citerefentry><refentrytitle>plymouth</refentrytitle>
 
445
      <manvolnum>8mandos</manvolnum></citerefentry>,
 
446
      <citerefentry><refentrytitle>usplash</refentrytitle>
 
447
      <manvolnum>8mandos</manvolnum></citerefentry>,
 
448
      <citerefentry><refentrytitle>splashy</refentrytitle>
 
449
      <manvolnum>8mandos</manvolnum></citerefentry>,
 
450
      <citerefentry><refentrytitle>askpass-fifo</refentrytitle>
 
451
      <manvolnum>8mandos</manvolnum></citerefentry>,
 
452
      <citerefentry><refentrytitle>mandos-keygen</refentrytitle>
 
453
      <manvolnum>8</manvolnum></citerefentry>
 
454
    </para>
 
455
    <variablelist>
 
456
      <varlistentry>
 
457
        <term>
 
458
          <ulink url="https://www.recompile.se/mandos">Mandos</ulink>
 
459
        </term>
 
460
        <listitem>
 
461
          <para>
 
462
            The Mandos home page.
 
463
          </para>
 
464
        </listitem>
 
465
      </varlistentry>
 
466
    </variablelist>
 
467
  </refsect1>
 
468
</refentry>
 
469
<!-- Local Variables: -->
 
470
<!-- time-stamp-start: "<!ENTITY TIMESTAMP [\"']" -->
 
471
<!-- time-stamp-end: "[\"']>" -->
 
472
<!-- time-stamp-format: "%:y-%02m-%02d" -->
 
473
<!-- End: -->