Что на самом деле скрывает HTTPS: SNI, ALPN, OCSP Stapling и видимые данные

Многие считают, что если рядом с адресом сайта отображается значок замка, HTTPS полностью скрывает всю информацию о соединении.

Это не так.

HTTPS надежно защищает содержимое обмена между браузером и сайтом, но перед началом зашифрованной передачи браузеру и серверу все равно необходимо обменяться частью технической информации.

Без этого невозможно определить адрес сервера, установить соединение, выбрать сертификат и согласовать параметры TLS.

Поэтому HTTPS обеспечивает конфиденциальность передаваемых данных, но не делает само соединение полностью невидимым.

В этой статье разберем, как устроено HTTPS-соединение, для чего используются SNI, ALPN и OCSP Stapling, а также какие данные могут оставаться доступными интернет-провайдеру или другому сетевому наблюдателю.

HTTPS шифрует содержимое, но не все метаданные

Перед тем как браузер начнет передавать защищенные HTTP-данные, необходимо выполнить несколько технических шагов.

Обычно браузеру требуется:

• определить IP-адрес сайта;
• установить сетевое соединение;
• начать TLS handshake;
• получить и проверить сертификат;
• согласовать параметры защищенного соединения.

Из-за этого часть информации существует вне зашифрованного содержимого HTTPS-сеанса.

В зависимости от конфигурации сети могут оставаться видимыми:

• DNS-запросы, если не используется DoH или DoT;
• IP-адрес сервера;
• время установления соединения;
• размеры пакетов;
• общий объем передаваемого трафика;
• отдельные характеристики TLS-соединения.

После завершения TLS handshake HTTP-данные передаются внутри зашифрованного канала.

Это означает, что сторонний сетевой наблюдатель обычно не может просто прочитать:

• содержимое страницы;
• данные форм;
• пароли;
• HTTP-заголовки внутри TLS;
• сессионные данные, передаваемые по HTTPS.

Главное различие можно сформулировать так:

Что такое SNI?

Современный сервер может обслуживать множество сайтов одновременно.

При этом несколько доменов могут использовать один и тот же IP-адрес.

Когда браузер начинает устанавливать HTTPS-соединение, серверу нужно понять, к какому именно доменному имени обращается пользователь, чтобы предоставить правильный TLS-сертификат и корректно обработать соединение.

Для этого используется SNI — Server Name Indication.

В классической схеме TLS имя сайта передается внутри ClientHello таким образом, что сетевой наблюдатель может его увидеть.

Поэтому интернет-провайдер, корпоративный firewall или другое промежуточное оборудование в некоторых случаях способны определить домен, к которому подключается пользователь, даже если содержимое страницы полностью зашифровано.

Для уменьшения такой утечки используется Encrypted ClientHello (ECH).

ECH предназначен для шифрования чувствительных данных ClientHello, включая информацию о серверном имени.

Однако его работа зависит сразу от нескольких факторов:

• поддержки браузером;
• DNS-конфигурации;
• поддержки со стороны сайта и инфраструктуры.

Поэтому нельзя считать, что ECH используется при каждом HTTPS-соединении.

Что такое ALPN?

После начала защищенного соединения браузеру и серверу нужно согласовать, какой прикладной протокол будет использоваться дальше.

За это отвечает ALPN — Application-Layer Protocol Negotiation.

Например, стороны могут согласовать:

• HTTP/1.1;
• HTTP/2.

HTTP/3 работает иначе, поскольку использует QUIC поверх UDP, но TLS 1.3 по-прежнему участвует в криптографическом согласовании соединения.

Сам ALPN не шифрует трафик и не является отдельным механизмом безопасности.

Его задача — выбрать протокол, который поддерживают обе стороны.

При этом ALPN также используется в QUIC для согласования протокола приложения, включая HTTP/3

Благодаря этому браузеру и серверу не приходится устанавливать отдельное соединение только для того, чтобы выяснить, какую версию HTTP использовать.

Видит ли сеть ALPN?

В обычном TLS-соединении без ECH список протоколов, которые клиент предлагает через ALPN, может быть виден сетевому наблюдателю в ClientHello. Например, браузер может сообщить о поддержке HTTP/2 через идентификатор h2.

В TLS 1.3 выбранный сервером протокол передается уже в защищенной части handshake. При использовании ECH чувствительные расширения ClientHello также могут быть скрыты, если эту технологию поддерживают клиент и инфраструктура назначения.

Даже когда конкретные параметры TLS handshake недоступны напрямую, сеть все еще может анализировать другие характеристики соединения: размеры пакетов, направление трафика, временные интервалы и общий объем передаваемых данных.

Например, оборудование может анализировать:

• размеры пакетов;
• временные интервалы;
• направление трафика;
• характер установления соединения;
• поведение протокола.

Именно поэтому зашифрованный трафик можно классифицировать, не читая непосредственно содержимое HTTP-запросов.

Что такое OCSP Stapling?

Одной проверки подписи TLS-сертификата недостаточно.

Браузеру также может потребоваться убедиться, что сертификат не был отозван.

Одним из механизмов проверки статуса отзыва сертификата является OCSP (Online Certificate Status Protocol).

При прямой OCSP-проверке клиент может обратиться к OCSP responder центра сертификации, чтобы получить информацию о статусе сертификата.

У такого подхода были два заметных недостатка:

• появлялся дополнительный сетевой запрос;
• центр сертификации мог получить информацию о том, какой сертификат проверяет браузер.

OCSP Stapling частично решает эту проблему.

Вместо того чтобы заставлять браузер делать отдельный запрос, сервер сайта заранее получает подписанный ответ OCSP и передает его браузеру во время TLS Handshake.

Это дает несколько преимуществ:

• сокращается количество дополнительных запросов;
• уменьшается задержка при установлении соединения;
• браузеру реже приходится напрямую обращаться к OCSP-серверу;
• улучшается приватность процесса проверки сертификата.

OCSP Stapling не является отдельным шифрованием. Его задача — сделать проверку статуса сертификата более эффективной и менее зависимой от прямых запросов браузера.

Что остается видимым даже при HTTPS?

HTTPS защищает содержимое трафика, но не скрывает весь сетевой контекст.

В зависимости от используемых технологий сетевой наблюдатель может видеть или пытаться определить:

• исходный и конечный IP-адреса;
• время соединения;
• длительность сессии;
• размеры пакетов;
• общий объем трафика;
• DNS-запросы, если DNS не зашифрован;
• некоторые характеристики TLS;
• доменное имя, если SNI остается доступным.

При этом содержимое HTTPS-трафика остается защищенным от пассивного чтения.

То есть интернет-провайдер обычно не может просто открыть и посмотреть текст страницы, введенный пароль или содержимое формы.

Почему HTTPS не делает пользователя анонимным?

Безопасность соединения и анонимность — это разные задачи.

HTTPS защищает данные во время передачи между браузером и сайтом.

Но сам сайт получает информацию от браузера уже после установления защищенного соединения.

Например, сайт может видеть или использовать:

• публичный IP-адрес;
• Cookies;
• Local Storage;
• Browser Fingerprint;
• IP Reputation;
• данные аккаунта;
• Behavioral Biometrics.

Если пользователь входит в аккаунт, сайт по-прежнему понимает, какая учетная запись используется.

Если на странице работает аналитический скрипт, HTTPS не мешает ему собирать доступные браузерные данные.

Поэтому корректнее говорить:

HTTPS и Browser Fingerprinting

Browser Fingerprinting работает на другом уровне.

HTTPS отвечает за защиту трафика между браузером и сервером.

Browser Fingerprinting анализирует технические характеристики браузерного окружения.

Например:

• Canvas;
• WebGL;
• WebGPU;
• Audio;
• ClientRects;
• Fonts;
• параметры экрана;
• свойства браузера и операционной системы.

HTTPS не скрывает эти сигналы от самого сайта.

После установки защищенного соединения JavaScript на странице может обращаться к доступным Web API так же, как и без HTTPS.

Поэтому защищенное соединение не мешает сайту использовать Browser Fingerprinting.

Как VPN дополняет HTTPS

HTTPS и VPN работают на разных уровнях и могут использоваться одновременно.

HTTPS защищает соединение между браузером и конечным сайтом.

VPN создает зашифрованный туннель между устройством и VPN-сервером.

При активном VPN локальный интернет-провайдер или оператор публичной Wi-Fi-сети прежде всего видит соединение с VPN-инфраструктурой.

Сам сайт, в свою очередь, обычно видит публичный IP VPN-сервера вместо исходного IP пользователя.

Например, WhoVPN может:

• заменить исходный публичный IP на IP VPN-сервера;
• направлять поддерживаемый трафик через зашифрованный туннель;
• обрабатывать DNS в соответствии с конфигурацией VPN;
• уменьшать прямую видимость отдельных сетевых назначений для локального провайдера.

При этом HTTPS продолжает отдельно защищать соединение с конечным сайтом.

VPN не заменяет HTTPS, а HTTPS не заменяет VPN.

HTTPS и VPN: в чем разница?

Обе технологии решают разные задачи.

Как Encrypted DNS дополняет HTTPS?

Еще один важный элемент — DNS.

Перед подключением к сайту устройству обычно нужно преобразовать доменное имя в IP-адрес.

Обычные DNS-запросы могут передаваться без прикладного шифрования.

Это позволяет локальной сети или промежуточному DNS-инфраструктурному участнику видеть запрашиваемые домены.

Для защиты DNS используются:

• DNS over HTTPS (DoH);
• DNS over TLS (DoT).

Они шифруют DNS-запросы между клиентом и выбранным DNS-резолвером.

Однако Encrypted DNS:

• не скрывает конечный IP-адрес;
• не заменяет HTTPS;
• не заменяет VPN;
• не отключает браузерное отслеживание.

Это отдельный уровень защиты.

Что меняет Encrypted ClientHello?

Encrypted ClientHello предназначен для защиты части TLS-метаданных, которые раньше могли оставаться открытыми.

Главная задача ECH — скрыть чувствительную информацию ClientHello, включая серверное имя.

Без ECH сетевой наблюдатель в определенных условиях может увидеть домен через SNI.

С ECH это становится значительно сложнее.

Но ECH также не делает соединение полностью невидимым.

Даже при его использовании остаются наблюдаемыми:

• IP-адрес назначения;
• временные характеристики;
• объем трафика;
• размеры пакетов;
• другие сетевые параметры.

ECH устраняет конкретный источник утечки метаданных, а не превращает HTTPS в инструмент полной анонимности.

Что сайт видит даже при HTTPS, ECH и VPN?

Даже если использовать HTTPS, Encrypted DNS, ECH и VPN, конечный сайт все равно должен взаимодействовать с браузером.

Поэтому ему могут оставаться доступны:

• Cookies;
• Local Storage;
• Browser Fingerprint;
• параметры браузера;
• данные аккаунта;
• поведение пользователя;
• содержимое действий, которые пользователь сам отправляет сайту.

Именно поэтому сетевую приватность и браузерную приватность важно рассматривать отдельно.

Шифрование транспортного уровня не означает, что сайт перестает получать информацию от собственного JavaScript-кода или от авторизованного пользователя.

Как проверить, что видят сайты?

Проверить часть параметров своего соединения можно с помощью диагностических сервисов вроде Whoer.net.

Они помогают увидеть:

• публичный IP-адрес;
• используемые DNS-серверы;
• WebRTC;
• IPv6;
• отдельные характеристики Browser Fingerprint.

Такой тест хорошо показывает различие между защищенным HTTPS-трафиком и техническими параметрами, которые по-прежнему доступны конечному сайту.

Вывод

HTTPS — один из ключевых механизмов безопасности современного интернета.

Он надежно защищает данные, передаваемые между браузером и сайтом, включая страницы, формы, пароли, Cookies в HTTP-запросах и другую информацию внутри TLS-соединения.

Но HTTPS не скрывает весь контекст соединения.

В зависимости от используемых технологий могут оставаться видимыми или определяемыми:

• IP-адреса;
• DNS-запросы;
• параметры трафика;
• временные характеристики;
• некоторые TLS-метаданные;
• SNI, если не используется ECH.

SNI помогает серверу определить нужный домен, ALPN используется для выбора прикладного протокола, а OCSP Stapling позволяет эффективнее проверять статус сертификата.

Для защиты других уровней используются дополнительные технологии:

• Encrypted DNS защищает DNS-запросы;
• ECH уменьшает утечку имени сайта в TLS;
• VPN защищает участок между устройством и VPN-сервером и меняет видимый публичный IP.

Главное — понимать, что приватность в интернете состоит из нескольких уровней.

HTTPS защищает содержимое соединения, но не делает пользователя или его сетевую активность полностью невидимыми.