1
*****************************
 
 
2
Security aspects of Bazaar-NG
 
 
3
*****************************
 
 
6
* Good security is required.
 
 
8
* Usability is required for good security.
 
 
10
    Being too strict "because it's the secure way" just means that people will
 
 
11
    disable you altogether, or start doing things that they know is wrong,
 
 
12
    because the right way of doing this may be secure, but [..] also very
 
 
22
David Wheeler gives some good requirements__:
 
 
24
    Problem is, the people who develop SCM tools often don't think about what kind of security requirements they need to support. This mini-paper describes briefly the kinds of security requirements an SCM tool should support. 
 
 
26
__ http://www.dwheeler.com/essays/scm-security.html
 
 
29
      Are only those who should be able to read information able to do so?
 
 
32
      Are only those who should be able to write/change information able to do so? This includes not only limiting access rights for writing, but also protecting against repository corruption.
 
 
35
      Is the system available to those who need it? (I.E., is it resistant to denial-of-service attacks?)
 
 
37
    identification/authentication
 
 
38
      Does the system safely authenticate its users? If it uses tokens (like passwords), are they protected when stored and while being sent over a network, or are they exposed as cleartext?
 
 
44
      Can the system "prove" that a certain user/key did an action later?
 
 
47
      Does the system protect itself, and can its own
 
 
48
      data (like timestamps) be trusted?
 
 
51
      Can the system make sure that its communication with users is
 
 
57
* Unprivileged outsiders.
 
 
59
  (Almost always read-only, but people might want to allow them to
 
 
60
  write in some cases, e.g. for wikis.)
 
 
62
* Non-malicious developers with privilege.
 
 
64
* Malicious developers with privilege.
 
 
66
* Attackers who have stolen a privileged developer's identity.
 
 
72
Dan Nicolaescu gives these examples of access control:
 
 
74
  - security related code that is still emabargoed, only select few
 
 
75
    are allowed to see it, it is not desirable to release this
 
 
76
    information to the public because a fix is still being worked
 
 
77
    on. It would be nice to be able to have this kind of code under
 
 
78
    the same version control system used for normal development for
 
 
79
    ease of use and easy merging, yet it is crucial to restrict access
 
 
80
    to a branches, files or directories to certain people.
 
 
82
  - feature freeze before a release. It would be good if the release
 
 
83
    manager could disable writing to the release branch, so that the
 
 
84
    last tests are run, and not have someone commit stuff by mistake. 
 
 
86
  - documentation/translation writers don't need write access to the
 
 
87
    whole source code, just to the documentation directories. 
 
 
89
  - For proprietary companies restricting access is even more
 
 
90
    important, for example only some engineers should access the
 
 
91
    latest development version of some code in order to keep some
 
 
92
    trade secrets, etc, etc.
 
 
94
In Bazaar-NG, the basic unit of access control is the branch.  If
 
 
95
people are not supposed to read a branch, or know of its existence,
 
 
96
put it somewhere where they can't see it.  If people are allowed to
 
 
97
read from but not write to a branch then set those permissions.  The
 
 
98
code can later be merged into a public branch if desired with no loss
 
 
101
We largely rely on lower-level security measures controlling who can
 
 
102
get read or write access to a branch.  If you have a branch that
 
 
103
should be confidential, then put it on an appropriately-secured
 
 
104
machine, with only people in a particular group allowed to read it.
 
 
106
Not having separate repositories is probably a feature here -- unlike
 
 
107
Subversion, no features depend on having branches be in the same
 
 
108
repository.  Each repository can have different group ownership.
 
 
109
(The directories should usually be setgid.)  It also makes it easier
 
 
110
to see just what the access control is; there is only one object that
 
 
111
can meaningfully have an ACL.
 
 
113
The existence of a secret branch can be fairly well hidden from the
 
 
114
world.  When its changes are merged in, all that is visible is the
 
 
115
name, date, and branch name of the commit, not anything about the
 
 
116
location of the source branch.
 
 
118
The documentation case I would handle by having a separate
 
 
119
documentation branch, which could perhaps be checked out into a
 
 
120
subdirectory when it is required.  I think this is fairly common for
 
 
121
larger projects even in CVS.
 
 
129
As dwheeler points out, this can be important even for open source
 
 
130
projects, such as when preparing a security patch.
 
 
131
Mechanisms that send email should have an option to encrypt the mail.
 
 
133
I can't think of anywhere encrypted archives would be useful.  If you
 
 
134
want to store it on an encrypted filesystem you can.  If you want to
 
 
135
store encrypted files you can do that too, though that will leak some
 
 
136
information in the metadata and branch structure.
 
 
139
Security in distributed systems
 
 
140
-------------------------------
 
 
142
If I have a branch on my laptop, the software ultimately cannot
 
 
143
prevent me doing anything to that branch -- physical access trumps
 
 
144
software controls.  We can, at most, try to prevent non-malicious
 
 
147
The purpose of the software here is to protect other people, whose
 
 
148
machines I do not control.  In particular, it should be hard for me to
 
 
149
lie to them; the software should detect any false statements.
 
 
151
In particular, these should be prevented:
 
 
153
 * Claiming to be someone else.
 
 
155
 * Attempting to rewrite history.
 
 
161
Suppose Alice's code-signing key is stolen by an attacker Charles.
 
 
162
Charles can sign changesets purporting to come from Alice.  
 
 
164
Alice needs to revoke that key; hopefully she has saved a copy of the
 
 
165
key elsewhere and can use that to revoke it.  Failing that she can
 
 
166
mail everyone and ask them to delete it.  This can propagate through
 
 
167
the usual GPG mechanism, which is very nice.
 
 
169
Alice also needs to make a new key and get it trusted.
 
 
171
This revocation does not distinguish between changesets genuinely
 
 
172
signed by Alice in the past, and changesets fraudulently signed by
 
 
175
What can Alice do now?  First of all, she needs to work out what
 
 
176
changesets signed by her key can still be trusted.  One good way to do
 
 
177
this is to check against another branch signed by Bob.  If Bob's key
 
 
178
is safe, we know his copy of Alice's changesets are OK and the full
 
 
179
tree at various points is OK.
 
 
183
 * Go through her old changesets, check that they're OK -- perhaps
 
 
184
   restore from a trusted backup.  Re-sign those changesets with a new
 
 
185
   key bound to the same email address.  Publish the new signatures
 
 
188
   (This seems to indicate it is a good idea to bind signatures to
 
 
189
   changeset by author name/address rather than by key ID.)
 
 
191
 * Roll-up all previous development into a new tree, then sign that.
 
 
192
   This means there is no safe access to the previous individual
 
 
193
   changes, but in some cases it may be OK.
 
 
195
If a key is revoked at a particular time then perhaps we could still
 
 
196
trust commits made before that time.  I don't know if GPG revocations
 
 
203
Keys also expire, rather than being revoked.  What does this mean?
 
 
205
Ideally we would check that the date when a changeset claims to have
 
 
206
been signed is within the validity period of the key.  This requires
 
 
207
more GPG integration than may at the moment be possible, but in theory
 
 
210
Also need to make sure that commits are in order by date, or at least
 
 
211
reasonably close to being in order (to allow for some clock skew).
 
 
213
One interesting case is when version is committed for which both the
 
 
214
public and private keys have been lost.  This will always be
 
 
215
untrusted, but that should not prevent people continuing to use the
 
 
216
archive if they can accept that.
 
 
218
This suggests that perhaps we should allow for multiple signatures on
 
 
225
A special case where we need to be able to destroy history to avoid a
 
 
226
legal problem.  Allowed as discussed elsewhere: either destroy commits
 
 
227
from the tail backwards, or equivalently branch from a previous
 
 
228
revision and replace with that.
 
 
230
People who saw the original branch can still prove it happened; people
 
 
231
who look in the future will not see any record.  
 
 
233
Either way, probably requires physical branch access.
 
 
236
Multiple signature keys
 
 
237
-----------------------
 
 
239
Should we allow for several signatures on a single changeset?  What
 
 
240
would that mean?  How do we know what signatures are meaningful or
 
 
249
   [O]nce you find out who did a malicious act, the SCM should make it
 
 
250
   easy to identify all of their actions. In short, if you make it
 
 
251
   easy to catch someone, you increase the attackers' risk... and that
 
 
252
   means the attacker is less likely to do it.
 
 
254
dwheeler asks that the committer's IP address be recorded.  Putting
 
 
255
this in the changeset seems to cause too much of a
 
 
256
privacy/confidentiality problem.  However, an active server might
 
 
257
reasonably record the IPs of all clients.
 
 
263
If a changeset has propagated to Bob, signed by Alice's key, then Bob
 
 
264
can prove that someone possessing Alice's key signed it.  Alice's only
 
 
265
way out is to claim her key was stolen.
 
 
271
Can be handled by importing onto another branch.  Can have various
 
 
272
levels for "quickly checked", "deeply trusted", etc.
 
 
274
(Is it really necessary to import onto a new branch rather than add
 
 
275
anotations to existing branches?  Copying the whole text seems a bit
 
 
276
redundant.  This might be a nice place for arch-style taggings, where
 
 
277
we just add a reference to another branch.)
 
 
283
Automatically running hooks downloaded from someone else is
 
 
284
dangerous.  In particular, the user may not have the chance to check
 
 
285
the hooks are reasonable before they are run.
 
 
287
Conversely, users can subvert client-side hooks.  If we want to run a
 
 
288
check before accepting code onto a shared branch, that must run on the
 
 
291
Enforcing server-side checks gives a good way to run build,
 
 
292
formatting, suspiciousness checks, etc.  This implies that write
 
 
293
access to a repository is through a mediating daemon rather than by
 
 
301
We use signing to prove that a particular person (or 'principal',
 
 
302
possibly a robot) committed a particular changeset.
 
 
304
It is the job of external signing software to help work out whether
 
 
305
this is true or not.  This has several parts:
 
 
307
 * Mathematical verification that a signature on a particular 
 
 
308
   changeset header document is correct
 
 
310
 * Determining that the signature corresponds to a particular public
 
 
313
 * Determining that the public key corresponds to the person claimed
 
 
314
   to have authored the changeset (identified by email address.)
 
 
316
The second two are really PKI functions, and somewhat harder than the
 
 
319
The canonical implementation is to use GPG/OpenPGP, but anything will
 
 
320
do.  There are simpler RSA/DSA implementations which assume each user
 
 
321
manually builds a list of trusted keys.
 
 
323
This leaves open the question of which people should be trusted to
 
 
324
provide software on a particular branch or at all.  This is not a very
 
 
325
easy question for software to answer.  We assume that people will know
 
 
326
by other means.  For public code, it may be that all changesets are
 
 
327
re-signed by say samba-team@samba.org.
 
 
329
I think it is fair to distinguish people by an email address, or at
 
 
330
least by $ID@$DOMAIN.  There is no need to have this actually receive
 
 
331
email, so spam need not be a problem.
 
 
333
The signing design is inspired by the very usable security afforded by
 
 
334
OpenSSH: it automatically protects where it can, and allows higher
 
 
335
security to users who want to do some work (by offline verification of
 
 
338
Using a signing mechanism other than GPG when key developers already
 
 
339
have GPG and there is a big infrastructure to support it seems
 
 
340
undesirable.  It is true that GPG is quite complex.
 
 
342
The purpose of signing is to protect against unauthorized modification
 
 
345
Bazaar-NG can apply a GPG signature to both patches and manifests.  This
 
 
346
vallows a later proof that the revision and the changeset were produced
 
 
347
by the author they claim to have been written by.
 
 
349
We cannot cryptographically prove that a particular patch was merged
 
 
350
into a branch, because the person doing the merge might have subverted
 
 
351
the patch in the process of merging it.  All we can prove
 
 
352
cryptographically is that the merge committer asserts they took the
 
 
355
GPGME and PyMe seem to give a reasonable interface for doing this:
 
 
356
there is a function to check a signature, and the return indicates the
 
 
357
signing name, with possible errors including a missing key, etc.
 
 
360
Sign branches, not revisions
 
 
361
''''''''''''''''''''''''''''
 
 
363
Aaron Bentley suggested the interesting idea of signing the mapping of
 
 
364
revisions onto branches, rather than revisions themselves.  For
 
 
365
example a branch could contain just a signed pointer to the most
 
 
368
(It probably is useful to be able to check signatures on previous
 
 
369
revisions, for example when recovering from an intrusion.)
 
 
375
Both client and server should be resistant to malicious changesets,
 
 
376
network requests, etc.  There's no easy solution.
 
 
378
* Defense in depth.  Check reasonablenes at various points.
 
 
380
* Disallow changesets that try to change files outside of the branch.
 
 
386
bzr can be configured so as to have no single point of failure to a
 
 
387
denial-of-service attack (or at least nearly none):
 
 
389
* Can have any number of mirrors of a branch.
 
 
391
* If a central server is taken out, developers can continue working
 
 
392
  with state they already have (unbind their branches), and can
 
 
393
  collaborate by email or other means until the server is repaired or
 
 
396
* The origin branch can be on a machine whose location is secret and
 
 
397
  which is not directly publicly accessible.
 
 
399
* Branches can be moved between machines or IP addresses without
 
 
400
  disrupting anything else.
 
 
402
* Branches can be moved around out-of-band, as tarballs over
 
 
405
I think the only possible denial of service attacks are those that aim
 
 
406
to shut down the entire network, or block communication with
 
 
407
individual developers, for example by flooding their email address.
 
 
408
But if those people can get connected through some other means, they