integralność wiadomości

Integralność wiadomości to gwarancja, że treść e-maila nie została zmieniona od momentu jej wysłania przez nadawcę.

Integralność wiadomości a niezmienność treści e-maila

Integralność wiadomości oznacza możliwość wykrycia, czy treść komunikatu została zmieniona po jej utworzeniu lub podpisaniu. W przypadku poczty elektronicznej chodzi przede wszystkim o zawartość wiadomości, załączniki oraz wybrane nagłówki, takie jak temat, adres nadawcy i adres odbiorcy. Sama zgodność wyświetlanego tekstu z oczekiwaniami nie jest dowodem integralności, ponieważ wiadomość może zostać zmodyfikowana w programie pocztowym, podczas transportu albo po zapisaniu w skrzynce.

Techniczną podstawą sprawdzania integralności jest funkcja skrótu, na przykład SHA-256. Funkcja ta oblicza krótki wynik na podstawie całego wejścia. Nawet niewielka zmiana znaku w treści lub bajtu załącznika powoduje powstanie innego skrótu. Sam skrót zapisany obok wiadomości nie wystarcza jednak do ochrony przed celową zmianą. Osoba mająca możliwość zmodyfikowania wiadomości mogłaby zmienić również sam skrót, dlatego w praktycznych mechanizmach integralność łączy się z uwierzytelnieniem kryptograficznym.

Jak kryptografia wykrywa zmianę wiadomości

Jednym ze sposobów potwierdzania integralności jest kod uwierzytelniania wiadomości, czyli MAC. W wariancie HMAC skrót jest obliczany z użyciem tajnego klucza znanego nadawcy i odbiorcy. Odbiorca ponownie wylicza HMAC dla otrzymanych danych i porównuje wynik z wartością dołączoną do komunikatu. Zmiana treści powoduje niezgodność wyników. HMAC wymaga jednak wcześniejszego bezpiecznego uzgodnienia wspólnego klucza, dlatego nie jest typowym mechanizmem podpisywania zwykłej korespondencji między przypadkowymi adresatami.

W poczcie elektronicznej częściej stosuje się podpis cyfrowy. Nadawca oblicza skrót podpisywanych danych, a następnie tworzy podpis przy użyciu swojego klucza prywatnego. Odbiorca używa odpowiadającego mu klucza publicznego, aby sprawdzić podpis i ponownie obliczony skrót. Jeżeli podpis jest prawidłowy, wiadomo, że podpisane dane nie zmieniły się od chwili podpisania, a klucz publiczny pozwala powiązać podpis z określonym certyfikatem lub kluczem nadawcy. Nie oznacza to automatycznie, że osoba posługująca się adresem nadawcy jest godna zaufania; potwierdzony zostaje zakres informacji wynikający z użytego klucza i sposobu jego weryfikacji.

Przykładem mechanizmu działającego na poziomie transportu domenowego jest DKIM, czyli DomainKeys Identified Mail. Serwer wysyłający umieszcza w wiadomości nagłówek DKIM-Signature, zawierający między innymi algorytm, identyfikator domeny, selektor klucza oraz skrót treści. Klucz publiczny jest publikowany w systemie DNS pod nazwą zależną od selektora i domeny. Serwer odbiorcy pobiera ten klucz, oblicza skrót z podpisanych elementów i sprawdza podpis. DKIM potwierdza integralność tych części wiadomości, które zostały objęte podpisem; nie jest gwarancją, że każdy późniejszy nagłówek lub cała prezentacja wiadomości pozostaje niezmieniona.

Integralność podczas transportu i po dostarczeniu

Połączenie TLS między programem pocztowym a serwerem oraz między serwerami pocztowymi szyfruje dane podczas transmisji i pozwala wykrywać modyfikacje w ramach konkretnego połączenia. Ochrona ta dotyczy jednak kanału komunikacyjnego, a nie całego cyklu życia wiadomości. Po zakończeniu połączenia e-mail może zostać zapisany w skrzynce, przekazany do innego systemu, przetworzony przez filtr antyspamowy albo otwarty w wielu aplikacjach. TLS nie zastępuje podpisu cyfrowego, ponieważ odbiorca zwykle nie ma ciągłej kontroli nad wszystkimi serwerami pośredniczącymi.

Ważne jest również rozróżnienie integralności wiadomości od autentyczności nadawcy, poufności i ochrony przed ponownym użyciem komunikatu. Szyfrowanie zabezpiecza treść przed odczytem przez osoby nieuprawnione, ale samo szyfrowanie nie zawsze dostarcza odbiorcy trwałego dowodu, kto utworzył wiadomość. Podpis cyfrowy może potwierdzać integralność i pochodzenie klucza, lecz nie ukrywa treści. Mechanizmy takie jak DKIM pomagają ocenić, czy wiadomość przeszła przez infrastrukturę domeny bez zmiany podpisanych elementów, ale nie są tym samym co podpis osobisty nadawcy stosowany w S/MIME lub OpenPGP.

Weryfikacja może zakończyć się ostrzeżeniem mimo braku celowej ingerencji. Przyczyną bywają zmiany formatowania, kodowania znaków, sposobu zapisu końców linii, dodanie stopki przez serwer albo modyfikacja części MIME zawierającej załącznik. Dlatego każdy mechanizm podpisu określa, jakie elementy są podpisywane i jak należy je kanonikalizować przed obliczeniem skrótu. Jeżeli program pocztowy zgłasza nieważny podpis, należy sprawdzić szczegóły weryfikacji, certyfikat lub klucz, zakres podpisanych danych oraz to, czy wiadomość była przetwarzana przez dodatkowe systemy po podpisaniu.

Sprawdzanie integralności w programie pocztowym

Podczas diagnostyki należy najpierw ustalić, czy problem dotyczy pojedynczej wiadomości, wszystkich wiadomości, konkretnego konta, załączników czy samego połączenia z serwerem. Warto porównać tę samą wiadomość otwartą w aplikacji pocztowej i w interfejsie webmail, sprawdzić pełne nagłówki oraz zobaczyć, czy komunikat o podpisie cyfrowym wskazuje zmianę treści, brak certyfikatu, nieznany klucz albo wygasłą możliwość weryfikacji. Sam fakt pojawienia się ostrzeżenia nie pozwala jeszcze rozstrzygnąć, na którym etapie nastąpiła zmiana.

Przy załączniku można dodatkowo porównać jego skrót SHA-256 z wartością opublikowaną przez zaufanego nadawcę, o ile taka wartość została przekazana niezależnym kanałem. Porównanie ma sens tylko wtedy, gdy źródło skrótu jest wiarygodne i obejmuje dokładnie ten sam plik, bez ponownego zapisu, kompresji lub konwersji. Zmiana nazwy pliku nie musi oznaczać zmiany zawartości, natomiast różnica w skrócie oznacza, że porównywane dane nie są identyczne. Warszawskie Pogotowie Komputerowe zajmuje się profesjonalną naprawą laptopów i komputerów PC, w tym diagnostyką problemów z lokalnym programem pocztowym, systemem operacyjnym oraz odczytem wiadomości.