Added Emphasis that ALL subdomain hosts HAVE TO support https when using STS Header...
[ach-master.git] / src / practical_settings.tex
1 \section{Recommendations on practical settings}
2
3
4 \subsection{SSL}
5
6 %%% NOTE: we do not need to list this all here, can move to an appendix
7 %At the time of this writing, SSL is defined in RFCs:   
8 %
9 %\begin{itemize}
10 %\item RFC2246 - TLS1.0         
11 %\item RFC3268 - AES            
12 %\item RFC4132 - Camelia                
13 %\item RFC4162 - SEED           
14 %\item RFC4279 - PSK            
15 %\item RFC4346 - TLS 1.1                
16 %\item RFC4492 - ECC            
17 %\item RFC4785 - PSK\_NULL              
18 %\item RFC5246 - TLS 1.2                
19 %\item RFC5288 - AES\_GCM               
20 %\item RFC5289 - AES\_GCM\_SHA2\_ECC            
21 %\item RFC5430 - Suite B                
22 %\item RFC5487 - GCM\_PSK               
23 %\item RFC5489 - ECDHE\_PSK             
24 %\item RFC5932 - Camelia                
25 %\item RFC6101 - SSL 3.0                
26 %\item RFC6209 - ARIA           
27 %\item RFC6367 - Camelia                
28 %\item RFC6655 - AES\_CCM               
29 %\item RFC7027 - Brainpool Curves               
30 %\end{itemize}
31
32 \subsubsection{Overview of SSL Server settings}
33
34 Most Server software (Webservers, Mail servers, etc.) can be configured to prefer certain cipher suites over others. 
35 We followed the recommendations by Ivan Ristic's SSL/TLS Deployment Best Practices\footnote{\url{https://www.ssllabs.com/projects/best-practices/index.html}} document (see section 2.2 "Use Secure Protocols") and arrived at a list of recommended cipher suites for SSL enabled servers.
36
37 Following Ivan Ristic's adivce we arrived at a categorisation of cipher suites.
38
39 \begin{center}
40 \begin{tabular}{| l | l | l | l | l|}
41 \hline
42 & Version   & Key\_Exchange  & Cipher    & MAC       \\ \hline
43 \cellcolor{green}prefer  & TLS 1.2   & DHE\_DSS   & AES\_256\_GCM   & SHA384        \\ \hline
44     &   & DHE\_RSA   & AES\_256\_CCM   & SHA256        \\ \hline
45     &   & ECDHE\_ECDSA   & AES\_256\_CBC   &       \\ \hline
46     &   & ECDHE\_RSA &   &       \\ \hline
47     &   &   &   &       \\ \hline
48 \cellcolor{orange}consider    & TLS 1.1   & DH\_DSS    & AES\_128\_GCM   & SHA       \\ \hline
49     & TLS 1.0   & DH\_RSA    & AES\_128\_CCM   &       \\ \hline
50     &   & ECDH\_ECDSA    & AES\_128\_CBC   &       \\ \hline
51     &   & ECDH\_RSA  & CAMELLIA\_256\_CBC  &       \\ \hline
52     &   & RSA   & CAMELLIA\_128\_CBC  &       \\ \hline
53     &   &   &   &       \\ \hline
54 \cellcolor{red}avoid   
55 & SSL 3.0   & NULL  & NULL  & NULL      \\ \hline
56     &   & DH\_anon   & RC4\_128   & MD5       \\ \hline
57     &   & ECDH\_anon & 3DES\_EDE\_CBC  &       \\ \hline
58     &   &   & DES\_CBC   &       \\ \hline
59     &   &   &   &       \\ \hline
60 \cellcolor{blue}{\color{white}special }
61 &   & PSK   & CAMELLIA\_256\_GCM  &       \\ \hline
62     &   & DHE\_PSK   & CAMELLIA\_128\_GCM  &       \\ \hline
63     &   & RSA\_PSK   & ARIA\_256\_GCM  &       \\ \hline
64     &   & ECDHE\_PSK & ARIA\_256\_CBC  &       \\ \hline
65     &   &   & ARIA\_128\_GCM  &       \\ \hline
66     &   &   & ARIA\_128\_CBC  &       \\ \hline
67     &   &   & SEED  &       \\ \hline
68 \end{tabular}
69 \end{center}
70
71 A remark on the ``consider'' section: the BSI (Federal office for information security, Germany) recommends in its technical report TR-02102-2\footnote{\url{https://www.bsi.bund.de/SharedDocs/Downloads/DE/BSI/Publikationen/TechnischeRichtlinien/TR02102/BSI-TR-02102-2_pdf.html}} to \textbf{avoid} non-ephemeral\footnote{ephemeral keys are session keys which are destroyed upon termination of the encrypted session. In TLS/SSL, they are realized by the DHE cipher suites. } keys for any communication which might contain personal or sensitive data. In this document, we follow BSI's advice and therefore only keep cipher suites containing (EC)DH\textbf{E} (ephemeral) variants. System administrators, who can not use forward secrecy can still use the cipher suites in the ``consider'' section. We however, do not recommend them in this document.
72
73 %% NOTE: s/forward secrecy/perfect forward secrecy???
74
75 Note that the entries marked as ``special'' are cipher suites which are not common to all clients (webbrowsers etc).
76
77
78 \subsubsection{Tested clients}
79  
80 Next we tested the cipher suites above on the following clients:
81
82 %% NOTE: we need to test with more systems!!
83 \begin{itemize}
84 \item Chrome 30.0.1599.101 Mac OS X 10.9
85 \item Safari 7.0 Mac OS X 10.9
86 \item Firefox 25.0 Mac OS X 10.9
87 \item Internet Explorer 10 Windows 7
88 \item Apple iOS 7.0.3
89 \end{itemize}
90
91
92 The result of testing the cipher suites with these clients gives us a preference order as shown in table \ref{table:prefOrderCipherSuites}. 
93 Should a client not be able to use a specific cipher suite, it will fall back to the next possible entry as given by the ordering.
94
95 \begin{center}
96 \begin{table}[h]
97 \small
98     \begin{tabular}{|l|l|l|l|l|}
99     \hline
100     Pref & Cipher Suite                                   & ID         & Browser                     \\ \hline
101     1    & TLS\_DHE\_RSA\_WITH\_AES\_256\_GCM\_SHA384     &     0x009f & OpenSSL command line client \\ \hline
102     2    & TLS\_ECDHE\_ECDSA\_WITH\_AES\_256\_CBC\_SHA384 &     0xC024 & Safari                      \\ \hline
103     3    & TLS\_ECDHE\_RSA\_WITH\_AES\_256\_CBC\_SHA384   &     0xC028 & Safari                      \\ \hline
104     4    & TLS\_DHE\_RSA\_WITH\_AES\_256\_CBC\_SHA256     &     0x006B & Safari, Chrome              \\ \hline
105     5    & TLS\_ECDHE\_ECDSA\_WITH\_AES\_256\_CBC\_SHA    &     0xC00A & Safari, Chrome, Firefox, IE \\ \hline
106     6    & TLS\_ECDHE\_RSA\_WITH\_AES\_256\_CBC\_SHA      &     0xC014 & Safari, Chrome, Firefox, IE \\ \hline
107     7    & TLS\_DHE\_RSA\_WITH\_AES\_256\_CBC\_SHA        &     0x0039 & Safari, Chrome, Firefox     \\ \hline
108     8    & TLS\_DHE\_DSS\_WITH\_AES\_256\_CBC\_SHA        &     0x0038 & Firefox, IE                 \\ \hline
109     9    & TLS\_DHE\_RSA\_WITH\_CAMELLIA\_256\_CBC\_SHA   &     0x0088 & Firefox                     \\ \hline
110     10   & TLS\_DHE\_DSS\_WITH\_CAMELLIA\_256\_CBC\_SHA   &     0x0087 & Firefox                     \\ \hline
111     \end{tabular}
112 \caption{Preference order of cipher suites}
113 \label{table:prefOrderCipherSuites}
114 \end{table}
115 \end{center}
116
117
118 Table \ref{table:prefOrderOpenSSLNames} shows the same data again with specifying the corresponding OpenSSL name.
119
120 \begin{center}
121 \begin{table}[h]
122 \small
123     \begin{tabular}{|l|l|l|}
124     \hline
125     Cipher Suite                                   & ID         & OpenSSL Name                  \\ \hline
126     TLS\_DHE\_RSA\_WITH\_AES\_256\_GCM\_SHA384     &     0x009f &         DHE-RSA-AES256-GCM-SHA384 \\ \hline
127     TLS\_ECDHE\_ECDSA\_WITH\_AES\_256\_CBC\_SHA384 &     0xC024 &     ECDHE-ECDSA-AES256-SHA384 \\ \hline
128     TLS\_ECDHE\_RSA\_WITH\_AES\_256\_CBC\_SHA384   &     0xC028 &     ECDHE-RSA-AES256-SHA384   \\ \hline
129     TLS\_DHE\_RSA\_WITH\_AES\_256\_CBC\_SHA256     &     0x006B &     DHE-RSA-AES256-SHA256     \\ \hline
130     TLS\_ECDHE\_ECDSA\_WITH\_AES\_256\_CBC\_SHA    &     0xC00A &     ECDHE-ECDSA-AES256-SHA    \\ \hline
131     TLS\_ECDHE\_RSA\_WITH\_AES\_256\_CBC\_SHA      &     0xC014 &     ECDHE-RSA-AES256-SHA      \\ \hline
132     TLS\_DHE\_RSA\_WITH\_AES\_256\_CBC\_SHA        &     0x0039 &     DHE-RSA-AES256-SHA        \\ \hline
133     TLS\_DHE\_DSS\_WITH\_AES\_256\_CBC\_SHA        &     0x0038 &     DHE-DSS-AES256-SHA        \\ \hline
134     TLS\_DHE\_RSA\_WITH\_CAMELLIA\_256\_CBC\_SHA   &     0x0088 &     DHE-RSA-CAMELLIA256-SHA   \\ \hline
135     TLS\_DHE\_DSS\_WITH\_CAMELLIA\_256\_CBC\_SHA   &     0x0087 &     DHE-DSS-CAMELLIA256-SHA   \\ \hline
136     \end{tabular}
137 \caption{Preference order of cipher suites, with OpenSSL names}
138 \label{table:prefOrderOpenSSLNames}
139 \end{table}
140 \end{center}
141
142 Note: the tables \ref{table:prefOrderOpenSSLNames} and \ref{table:prefOrderCipherSuites} contain Eliptic curve key exchanges. There are currently strong doubts\footnote{\url{http://safecurves.cr.yp.to/rigid.html}} concerning ECC.
143 If unsure, remove the cipher suites starting with ECDHE in the table above.
144
145
146 Based on this ordering, we can now define the corresponding settings for servers. We will start with the most common web servers
147
148 \subsubsection{Apache}
149
150 Note: a "\textbackslash" (backslash) denotes a line continuation which was wrapped due to formatting reasons here. Do not copy it verbatim.
151
152 %-All +TLSv1.1 +TLSv1.2
153 \begin{verbatim}
154   SSLProtocol All -SSLv2 -SSLv3 
155   SSLHonorCipherOrder On
156   SSLCompression off
157   # Add six earth month HSTS header for all users...
158   Header add Strict-Transport-Security "max-age=15768000"
159   # If you want to protect all subdomains, use the following header
160   # ALL subdomains HAVE TO support https if you use this!
161   # Strict-Transport-Security: max-age=15768000 ; includeSubDomains
162
163   SSLCipherSuite  DHE+AESGCM:\
164     ECDHE-ECDSA-AES256-SHA384:ECDHE-RSA-AES256-SHA384:\
165     DHE-RSA-AES256-SHA256:ECDHE-ECDSA-AES256-SHA:\
166     ECDHE-RSA-AES256-SHA:DHE-RSA-AES256-SHA:\
167     DHE-DSS-AES256-SHA:DHE-RSA-CAMELLIA256-SHA:\
168     DHE-DSS-CAMELLIA256-SHA:!ADH:!AECDH:!MD5:!DSS
169 \end{verbatim}
170
171 Note again, that any cipher suite starting with ECDHE  can be omitted in case of doubt.
172 %% XXX NOTE TO SELF: remove from future automatically generated lists!
173
174 You should redirect everything to httpS:// if possible. In Apache you can do this with the following setting inside of a VirtualHost environment:
175
176 \begin{verbatim}
177   <VirtualHost *:80>
178    #...
179    RewriteEngine On
180         RewriteRule ^.*$ https://%{SERVER_NAME}%{REQUEST_URI} [L,R=permanent]
181    #...
182   </VirtualHost>
183 \end{verbatim}
184
185 %XXXX   ECDH+AES256:DH+AES256:ECDH+AES128:DH+AES:ECDH+3DES:DH+3DES:RSA+AES:RSA+3DES:!ADH:!AECDH:!MD5:!DSS
186
187
188
189 \subsubsection{nginx}
190
191 \begin{verbatim}
192   ssl_prefer_server_ciphers on;
193   ssl_protocols -SSLv2 -SSLv3; 
194   ssl_ciphers DHE+AESGCM:\
195     ECDHE-ECDSA-AES256-SHA384:ECDHE-RSA-AES256-SHA384:\
196     DHE-RSA-AES256-SHA256:ECDHE-ECDSA-AES256-SHA:\
197     ECDHE-RSA-AES256-SHA:DHE-RSA-AES256-SHA:\
198     DHE-DSS-AES256-SHA:DHE-RSA-CAMELLIA256-SHA:\
199     DHE-DSS-CAMELLIA256-SHA:!ADH:!AECDH:!MD5:!DSS;
200   add_header Strict-Transport-Security max-age=2592000;
201   add_header X-Frame-Options DENY;
202 \end{verbatim}
203
204 %% XXX FIXME: do we need to specify dhparams? Parameter: ssl_dhparam = file. See: http://wiki.nginx.org/HttpSslModule#ssl_protocols
205
206
207 If you decide to trust NIST's ECC curve recommendation, you can add the following line to nginx's configuration file to select special curves:
208
209 \begin{verbatim}
210   ssl_ecdh_curve          sect571k1;
211 \end{verbatim}
212
213 You should redirect everything to httpS:// if possible. In Nginx you can do this with the following setting:
214
215 \begin{verbatim}
216   rewrite     ^(.*)   https://$host$1 permanent;
217 \end{verbatim}
218
219 %\subsubsection{openssl.conf settings}
220
221 %\subsubsection{Differences in SSL libraries: gnutls vs. openssl vs. others}
222
223 \subsubsection{Dovecot}
224
225 Dovecot 2.2:
226
227 % Example: http://dovecot.org/list/dovecot/2013-October/092999.html
228
229 \begin{verbatim}
230   ssl_cipher_list = DHE+AESGCM:\
231     ECDHE-ECDSA-AES256-SHA384:ECDHE-RSA-AES256-SHA384:\
232     DHE-RSA-AES256-SHA256:ECDHE-ECDSA-AES256-SHA:\
233     ECDHE-RSA-AES256-SHA:DHE-RSA-AES256-SHA:\
234     DHE-DSS-AES256-SHA:DHE-RSA-CAMELLIA256-SHA:\
235     DHE-DSS-CAMELLIA256-SHA:!ADH:!AECDH:!MD5:!DSS
236   ssl_prefer_server_ciphers = yes
237 \end{verbatim}
238
239 Dovecot 2.1: Almost as good as dovecot 2.2. Does not support ssl\_prefer\_server\_ciphers
240
241
242 \subsubsection{Cyrus}
243
244 \subsubsection{UW}
245
246 Another option to secure IMAPs servers is to place them behind an stunnel server. 
247
248 % XXX config von Adi?
249 % sslVersion = TLSv1
250 % ciphers = EDH+CAMELLIA256:EDH+aRSA:+SSLv3:!aNULL:!eNULL:!LOW:!3DES:!MD5:!EXP:!PSK:!SRP:!DSS:!RC4:!SEED:-AES128:!CAMELLIA128:!ECDSA:AES256-SHA:EDH+AES128;
251 % options = CIPHER_SERVER_PREFERENCE
252 % TIMEOUTclose = 1
253
254 \subsubsection{Postfix}
255
256 First, you need to generate Diffie Hellman parameters (please first take a look at the section \ref{section:PRNG}):
257
258 \begin{verbatim}
259   % openssl gendh -out /etc/postfix/dh_param_512.pem -2 512
260   % openssl gendh -out /etc/postfix/dh_param_1024.pem -2 1024
261 \end{verbatim}
262
263 Next, we specify these DH parameters in the postfix config file:
264
265 \begin{verbatim}
266   smtpd_tls_dh512_param_file = /etc/postfix/dh_param_512.pem
267   smtpd_tls_dh1024_param_file = /etc/postfix/dh_param_1024.pem
268   smtpd_tls_protocols = !SSLv2, !SSLv3
269   smtpd_tls_mandatory_protocols = !SSLv2, !SSLv3
270   tls_preempt_cipherlist = yes
271   tls_random_source = dev:/dev/urandom          
272     %% NOTE: might want to have /dev/random here + Haveged
273 \end{verbatim}
274   
275 For those users, who want to use ECC key exchange, it is possible to specify this via:
276 \begin{verbatim}
277   smtpd_tls_eecdh_grade = ultra
278 \end{verbatim}
279
280 You can check the settings by specifying  smtpd\_tls\_loglevel = 1 and then check the selected ciphers with the following command:
281 \begin{verbatim}
282 $ zegrep "TLS connection established from.*with cipher" /var/log/mail.log | \
283 > awk '{printf("%s %s %s %s\n", $12, $13, $14, $15)}' | sort | uniq -c | sort -n
284       1 SSLv3 with cipher DHE-RSA-AES256-SHA
285      23 TLSv1.2 with cipher DHE-RSA-AES256-GCM-SHA384
286      60 TLSv1 with cipher ECDHE-RSA-AES256-SHA
287     270 TLSv1.2 with cipher ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384
288     335 TLSv1 with cipher DHE-RSA-AES256-SHA
289 \end{verbatim}
290
291 Source: \url{http://www.postfix.org/TLS_README.html}
292
293 \subsubsection{SMTP: opportunistic TLS}
294 % do we need to documment starttls in detail?
295 %\subsubsection{starttls?}
296
297 \subsection{SSH}
298
299 \begin{verbatim}
300         RSAAuthentication yes
301         PermitRootLogin no
302         StrictModes yes
303         Ciphers aes256-ctr
304         MACs hmac-sha2-512,hmac-sha2-256,hmac-ripemd160
305 \end{verbatim}
306
307 Note: older linux systems won't support SHA2, PuTTY does not support RIPE-MD160.
308
309 \subsection{OpenVPN}
310
311 \subsection{IPSec}
312
313 \subsection{PGP}
314
315 \subsection{PRNG settings}
316 \label{section:PRNG}
317