رمزنگاری ایمیل؛ بررسی لایه‌های مختلف امنیتی از اتصال تا ذخیره‌سازی

پروتکل ایمیل از ابتدا با فرض امنیت ساخته نشده است و مفهوم «رمزنگاری ایمیل» می‌تواند معانی بسیار متفاوتی داشته باشد. هر لایه از رمزنگاری از تهدید مشخصی جلوگیری می‌کند و پیاده‌سازی آن هزینه‌ها و پیچیدگی‌های خاص خود را دارد. برای معماران نرم‌افزار و توسعه‌دهندگان، شناخت دقیق این لایه‌ها برای طراحی یا انتخاب ابزارهای ارتباطی امن حیاتی است.

مدل‌های تهدید و امنیت ارتباطی

پیش از انتخاب مکانیزم‌های رمزنگاری، باید مشخص کنید چه خطراتی را می‌خواهید دفع کنید. شنود شبکه محلی و حملات مرد میانی (MITM) تهدیدات متداولی هستند، در حالی که دسترسی نهادهای دولتی یا کارمندان داخلی به داده‌ها مدل‌های تهدید پیشرفته‌تری محسوب می‌شوند.

در بالاترین لایه، اتصال شما به ارائه‌دهنده ایمیل با استفاده از TLS 1.3 و زیرساخت کلید عمومی (PKI) محافظت می‌شود. استفاده از شفافیت گواهی (Certificate Transparency) تضمین می‌کند که مرورگرها و کلاینت‌ها، گواهی‌های نامعتبر یا جعلی صادر شده برای دامنه‌ها را شناسایی کرده و رد کنند. سرویس‌هایی مانند Fastmail پورت‌های غیررمزنگاری‌شده IMAP و POP را به طور کامل مسدود می‌کنند تا اتصال امن همیشه اجباری باشد.

انتقال ایمیل بین سرورها و چالش‌های آن

هنگامی که پیامی از یک سرور به سرور دیگر ارسال می‌شود، به طور سنتی از Opportunistic TLS استفاده می‌شود؛ یعنی سرورها تلاش می‌کنند ارتباط را رمزنگاری کنند اما در صورت عدم پشتیبانی مقصد، به حالت عادی و بدون رمز برمی‌گردند.

حمله‌کنندگان فعال می‌توانند با حذف دستور STARTTLS در دست‌دهی اولیه (Handshake)، ارتباط را به حالت رمزنشده تنزل دهند. پروتکل‌های جایگزین برای حل این مشکل طراحی شده‌اند:

• MTA-STS: به دامنه‌ها اجازه می‌دهد الزام وجود اتصال رمزنگاری‌شده و معتبر را اعلام کنند. این پروتکل با رکوردهای DNS و فایل‌های سیاستی پیاده‌سازی می‌شود.
• DANE: اطلاعات گواهی TLS را به صورت امضاشده در DNSSEC قرار می‌دهد. با این حال، به دلیل پیچیدگی‌های عملیاتی و قطعی‌های فاجعه‌بار ناشی از انقضای امضاها، بسیاری از ارائه‌دهندگان بزرگ ترجیح می‌دهند از MTA-STS استفاده کنند تا پایداری سیستم به خطر نیفتد.

رمزنگاری در حالت سکون (At-Rest) و رویکرد Zero-Access

هنگامی که ایمیل روی دیسک سرور ذخیره می‌شود، رمزنگاری تمام‌دیسک (Full-Disk Encryption) از سرور در برابر سرقت فیزیکی سخت‌افزار یا افشای داده‌های اسقاطی محافظت می‌کند. با این حال، کلیدها در اختیار ارائه‌دهنده است و در صورت دریافت دستور قضایی یا نفوذ کامل به سرور، داده‌ها قابل رمزگشایی هستند.

در مقابل، سرویس‌هایی مانند Proton Mail از رمزنگاری Zero-Access استفاده می‌کنند:

• کلیدهای رمزنگاری از طریق رمز عبور کاربر روی دستگاه محلی تولید می‌شوند و سرور هرگز به کلید اصلی دسترسی ندارد.
• در این روش، خطاهایی مانند فراموشی رمز عبور به از دست رفتن همیشگی داده‌ها منجر می‌شود زیرا مکانیسم سنتی بازیابی رمز وجود ندارد.
• قابلیت جستجوی سمت سرور به شدت محدود می‌شود و متادیتاهایی مانند آدرس‌ها و زمان‌ها همچنان رمزنگاری نمی‌شوند.

دیدگاه جامعه مهندسی در هکرنیوز

در بحث‌های هکرنیوز، برخی کاربران به این نکته اشاره کرده‌اند که عدم اعتبارسنجی گواهی‌ها در ارتباطات بین سروری (به دلیل احتمال افت ارتباط به حالت رمزنشده) یک نقص موقتی است؛ هدف نهایی اکوسیستم باید گذار به سمت ارتباطات صرفاً رمزنگاری‌شده باشد تا خطاهای گواهی پوشانده نشوند بلکه به طور دقیق مدیریت گردند.