美国“监控门”情报收集系统 X-Keyscore 技术揭秘

英文原文： NSA X-Keyscore Program Full Presentation

美国“棱镜”监控计划曝光者爱德华·斯诺登近日再度爆出猛料，曝光了美国国家安全局的情报收集系统X-Keyscore 的相关技术细节。

根据资料显示，美国情报机构分析人员可以通过X-Keyscore 对个人的互联网活动进行实时监控。据悉，2012 年X-Keyscore 在 1 个月内存储的各类监控数据记录高达 410 亿条。

斯诺登曝光了 NSA（美国国家安全局）内部关于X-Keyscore 的培训幻灯片，从中你可以看出这个系统有多么强大。幻灯片内容编译如下：

什么是X-Keyscore

• DNI（国家情报局）采集系统/分析框架
• 可针对邮件、内容等执行强大的查询操作
• 提供实时的目标活动信息
• 所有未过滤的数据可在X-Keyscore 缓冲区存放 3 天（通过X-Keyscore，可存储所监控网站的完整数据，并为元数据建立索引，并可以为通用数据类型提供一系列视图）

这是一个联合查询系统——执行 1 次查询将会扫描所有网站，并通过挖掘元数据，来找到你之前闻所未闻的目标事件。

系统相关细节

• 大规模分布式 Linux 集群
• 超过 700 台服务器分布在世界各地
• 系统可以线性扩展——只需添加新的服务器即可
• 服务器群集
• 联合查询机制

X-Keyscore查询层级

X-Keyscore 部署在哪？

X-Keyscore 部署在 150 多个地点，拥有超过 700 个服务器。（注意地图上中国境内的红点）

X-Keyscore 的独特功能

你可以执行浅显分析，作用是：

• 你可以看更多数据
• 如果数据率过高， X-Keyscore 也能被配置为浅显分析

也可以执行深入分析，理由和作用是：

• Strong Selection 本身只提供了一个非常有限的能力
• 人们在网上执行的大部分活动基本上都是匿名的
• 可以使用这个通信量及时发现异常情况，然后指导我们去做情报工作，或针对传统任务执行 strong selectors

X-Keyscore 可以在收集到的会话上做什么？

X-Keyscore 可以通过插件来提取信息，并索引元数据到表中。

X-Keyscore 中包含了如下插件：

• E-mail 地址插件：通过用户名和域名来索引会话中的所有E-mail 地址
• 提取文件插件：通过文件名和扩展来索引会话中的任何文件
• 完整日志插件：索引收集到的每个 DNI 会话。通过标准的N-tupple（IP、端口、Casenotation）来索引数据
• HTTP 解析器插件：索引客户端 HTTP 流量（然后跟踪）
• 电话号码插件：索引会话中的每个电话号码（例如电话本或签名处的号码）
• 用户活动信息插件：索引 Webmail 和聊天内容，包括用户名、在线好友、特定 cookies 等

X-Keyscore 可以存储哪些信息？

可以存储所有你希望提取的内容，你只需选择你的元数据，进行存储设置后，交给 HTTP 解析器即可。

可以使用X-Keyscore 来做什么？

1. 找到目标

如何通过 strong-selectors 来找到一个已知目标？如何找到一个 strong-selectors 中没有相关信息的恐怖分子？

你可以通过查找异常事件和人，比如：

• 那些所使用的语言不是所在地区的人
• 使用加密技术的人
• 搜索网络中可疑东西的人

2. 查找加密信息

比如：

• 显示来自伊朗的所有加密的 word 文档
• 显示伊朗的所有加密软件使用情况

这些查询数据量可能太大，也不可能返回所有信息，无法使用 strong-selector，这种情况可以执行追溯查询，然后从相应的网站上找到你感兴趣的内容。

3. 技术侦查

比如显示X国家中的所有 VPN 启动数据，并显示出能够找到用户的一些信息。

这些事件在X-Keyscore 中很容易浏览到。X-Keyscore 可以提取并存储许多主要文档类型的作者信息，然后执行追溯调查，来跟踪文档起源，这种元数据通常可保存 30 天。

4. 收集个人会话

方法如下：

• 传统上可通过 strong-selector 事件触发，但这不是唯一途径
• 反向 PSC——将异常事件返回到 strong selector。当数据首次被强力查询时，你不能执行这种分析
• 配合 Marina——允许在事件发生后执行 PSC 收集

5. 语言跟踪

比如：如何找到在巴基斯坦讲德语的人？

你可以通过X-Keyscore 的 HTTP 活动插件提取和存储所有能够被搜索的 HTML 语言标签，然后进行分析。

6. Web 搜索事件跟踪

比如：我追踪的人使用了 Google Maps 服务来查找位置，我能通过这个信息找到他的邮件地址吗？或者能否从他的 Web 搜索信息中找到可疑信息？

X-Keyscore 可以提取和存储所有基于 Web 的搜索事件，你可以使用回顾性查询来找到感兴趣的内容

7. 文档跟踪

比如：我发现了一个关于“圣战”的文档，但已经经过无数人之手，如何找出这是谁写的，他们在哪里？具体的方法在幻灯片中已经删除，因为这涉及国家安全局的特定操作。

8. 发现感兴趣的文档

比如：能否显示所有包含来自伊拉克的 MAC 地址的微软 Excel 电子表格，以便我可以执行网络映射？

X-Keyscore 中新的提取器允许在文档/电子邮件的正文中执行不同的字典，这些复杂的字典可以生成并存储这些信息，针对特定的数据类型有多个字典

9. 分析指纹信息

可以从 TAO 中加载指纹信息到 X-Keyscore 的应用/指纹引擎中进行分析。这种操作需要复杂的布尔运算和正则表达式。

10. 发现新的 Web 服务目标

每天都会有新的 Web 服务，X-Keyscore 可以根据用户 ID 来扫描服务而不是执行 strong selection，这意味着你可以检测之前所不知道的应用程序相关活动信息。

11. 实体提取

X-Keyscore 拥有针对英语、阿拉伯语和中文的技术，允许你查询：

• 显示所有涉及 IAEO（伊朗原子能组织）的 word 文档
• 显示所有涉及奥萨马·本·拉登的文档
• 还可以查询显示“类似于 xxx 的 xxx”

X-Keyscore 的成功案例

通过X-Keyscore 生成的情报，成功捕获了 300 多名恐怖分子。

X-Keyscore 的创新点：

• 高速查询
• 工具栏
• 集成 Marina
• 集成 GPRS、WLAN
• SSO CRDB
• 工作流
• 多级别字典

X-Keyscore 的未来计划

• 再次提速（算法和单元处理器）
• 更好地呈现
• 实体提取
• VoIP（网络语音电话业务）
• 更多的网络协议
• 更多类型的元数据（Google-Earth、EXIF 标记、CES-AppProcs 等）
• 更易于安装、维护和升级

这个幻灯片是 2008 年 NSA 内部的培训资料，从上面显示的内容可知，该系统无孔不入，基本上只要你在网上有相关的活动，相关信息即有可能被监控。

斯诺登称，他受雇于 NSA 时，曾有机会使用X-Keyscore，他形容，只要有相应的电子邮件地址，他可以对任何人进行监控，下至平民百姓，上至法官总统。

外界对如此大规模的监控计划普遍感到担忧。

本文链接