Неизвестная микросхема – удачный пример встречающегося на практике «черного ящика». Без маркировки определить предназначение чипа очень сложно.
Что можно вынести из визуального осмотра? Только то, что у чипа 16 контактов или что-то подобное этому. Исследовав монтажную плату и токопроводящие слои, довольно легко можно определить контакты питания. Их можно проверить вольтметром. Но если предположение о контактах питания окажется ошибочным, микросхема будет сожжена.
Кроме того, следует попытаться сделать выводы, основываясь на других компонентах устройства. Можно составить список компонентов, подсоединенных к чипу, и выяснить, к каким контактам они подсоединены. Например, может оказаться, что два контакта в конечном счете подключены к светодиоду LED (LED – Light-Emitting Diode – светоизлучающий диод).
Если окажется, что чип – простое устройство TTL-логики (transistor-transistor logic – транзисторно-транзисторные логические схемы), то можно определить реализуемые этим чипом простые логические функции, подавая на различные контакты напряжение, эквивалентное сигналам «истина/ложь» и одновременно измеряя выходное напряжение на других контактах. Если удастся определить, что чип относится, например, к классу схем И-НЕ (NAND (not-and) gate), то по каталогу микросхем можно определить исследуемый чип или его аналог.
С другой стороны, чип может оказаться по своей сложности сравнимым с небольшим микропроцессором или встроенной вычислительной системой. В последнем случае для определения соответствия между входными и выходными сигналами методом проб и ошибок потребуется рассмотреть слишком много комбинаций. Вполне возможно, что во встроенной системе окажутся аналоговые компоненты (например, динамик), которые сведут на нет все попытки установления закономерностей двоичной логики.
С образцами подобных устройств можно познакомиться по адресу www.parallaxinc.com/html_files/products/Basic_Stamps/module_bs2p.asp. Parallax производит семейство чипов со встроенным интерпретатором BASIC, отличающихся различными комбинациями входных и выходных интерфейсов. Главная сложность подобного устройства заключается в том, что число его состояний заведомо больше, чем можно перечислить. Даже крошечный компьютер с небольшим количеством памяти может сгенерировать бесконечно большое число неповторяющихся результатов. В качестве простого примера представьте себе компьютер на одном чипе, который складывает большие целые числа. Все, что он может сделать, – это выполнить простую программу добавления 1 к введенному числу и вывести результат. Вероятно, исследователь быстро определит, что на компьютере выполняется простая программа сложения чисел, но определить другие возможности компьютера практически невозможно. Иными словами, ничего нельзя сказать о том, является ли это устройство компьютером общего назначения или оно выполняет единственную функцию.
Сложно найти закономерность при исследовании систем методом «черного ящика». Но некоторые извлекают пользу из этого. Закономерности могут быть найдены случайно или в результате активных исследований. Прежде чем попытаться скрыть какую-либо закономерность, следует удостовериться в том, что число вариантов ее проявления достаточно велико. Конкретный пример приведен в статье по адресу www.casinoguru.com/features/0899/f_080399_tocatch.htm. В статье говорится o жуликоватом технике игорных автоматов, который заменил чип в некоторых автоматах. В результате каждый раз при вбрасывании определенной последовательности монет в автомат и дерганья за ручку автомат выплачивал джек-пот. Речь идет об основных приемах «зашивки» в программы «секретных» недокументированных сообщений!
Если из результатов исследования и доступной информации непонятно, что это за чип, то вскройте его! Вскрыть чип? Именно так. Исследователям защитного корпуса таких устройств, как смарт-карты (smart card – кредитная карточка с микропроцессором), известно много способов их изучения, включая выжигание корпуса чипа кислотой и исследование его структуры под микроскопом. Подробнее эти вопросы освещены в главе 14.
Итак, если исследователь с помощью метода «черного ящика» не может разобраться с устройством чипа, то он должен вскрыть его. Опыт посещения автором копий обсидиана (вулканического стекла) в Аризоне наглядно демонстрирует это. Если держать обсидиан на расстоянии вытянутой руки, то он выглядит как черный камень. Но при ярком свете обсидиан становится немного прозрачнее. Таким образом, он не вполне «черный ящик», а скорее в той или иной степени прозрачный «ящик из обсидиана». Другими словами, у исследователя всегда есть возможность получить информацию о решаемой задаче.
www.sysinternals.com можно найти свободно распространяемые инструментальные средства аудита для Windows.
Что можно вынести из визуального осмотра? Только то, что у чипа 16 контактов или что-то подобное этому. Исследовав монтажную плату и токопроводящие слои, довольно легко можно определить контакты питания. Их можно проверить вольтметром. Но если предположение о контактах питания окажется ошибочным, микросхема будет сожжена.
Кроме того, следует попытаться сделать выводы, основываясь на других компонентах устройства. Можно составить список компонентов, подсоединенных к чипу, и выяснить, к каким контактам они подсоединены. Например, может оказаться, что два контакта в конечном счете подключены к светодиоду LED (LED – Light-Emitting Diode – светоизлучающий диод).
Если окажется, что чип – простое устройство TTL-логики (transistor-transistor logic – транзисторно-транзисторные логические схемы), то можно определить реализуемые этим чипом простые логические функции, подавая на различные контакты напряжение, эквивалентное сигналам «истина/ложь» и одновременно измеряя выходное напряжение на других контактах. Если удастся определить, что чип относится, например, к классу схем И-НЕ (NAND (not-and) gate), то по каталогу микросхем можно определить исследуемый чип или его аналог.
С другой стороны, чип может оказаться по своей сложности сравнимым с небольшим микропроцессором или встроенной вычислительной системой. В последнем случае для определения соответствия между входными и выходными сигналами методом проб и ошибок потребуется рассмотреть слишком много комбинаций. Вполне возможно, что во встроенной системе окажутся аналоговые компоненты (например, динамик), которые сведут на нет все попытки установления закономерностей двоичной логики.
С образцами подобных устройств можно познакомиться по адресу www.parallaxinc.com/html_files/products/Basic_Stamps/module_bs2p.asp. Parallax производит семейство чипов со встроенным интерпретатором BASIC, отличающихся различными комбинациями входных и выходных интерфейсов. Главная сложность подобного устройства заключается в том, что число его состояний заведомо больше, чем можно перечислить. Даже крошечный компьютер с небольшим количеством памяти может сгенерировать бесконечно большое число неповторяющихся результатов. В качестве простого примера представьте себе компьютер на одном чипе, который складывает большие целые числа. Все, что он может сделать, – это выполнить простую программу добавления 1 к введенному числу и вывести результат. Вероятно, исследователь быстро определит, что на компьютере выполняется простая программа сложения чисел, но определить другие возможности компьютера практически невозможно. Иными словами, ничего нельзя сказать о том, является ли это устройство компьютером общего назначения или оно выполняет единственную функцию.
Сложно найти закономерность при исследовании систем методом «черного ящика». Но некоторые извлекают пользу из этого. Закономерности могут быть найдены случайно или в результате активных исследований. Прежде чем попытаться скрыть какую-либо закономерность, следует удостовериться в том, что число вариантов ее проявления достаточно велико. Конкретный пример приведен в статье по адресу www.casinoguru.com/features/0899/f_080399_tocatch.htm. В статье говорится o жуликоватом технике игорных автоматов, который заменил чип в некоторых автоматах. В результате каждый раз при вбрасывании определенной последовательности монет в автомат и дерганья за ручку автомат выплачивал джек-пот. Речь идет об основных приемах «зашивки» в программы «секретных» недокументированных сообщений!
Если из результатов исследования и доступной информации непонятно, что это за чип, то вскройте его! Вскрыть чип? Именно так. Исследователям защитного корпуса таких устройств, как смарт-карты (smart card – кредитная карточка с микропроцессором), известно много способов их изучения, включая выжигание корпуса чипа кислотой и исследование его структуры под микроскопом. Подробнее эти вопросы освещены в главе 14.
Итак, если исследователь с помощью метода «черного ящика» не может разобраться с устройством чипа, то он должен вскрыть его. Опыт посещения автором копий обсидиана (вулканического стекла) в Аризоне наглядно демонстрирует это. Если держать обсидиан на расстоянии вытянутой руки, то он выглядит как черный камень. Но при ярком свете обсидиан становится немного прозрачнее. Таким образом, он не вполне «черный ящик», а скорее в той или иной степени прозрачный «ящик из обсидиана». Другими словами, у исследователя всегда есть возможность получить информацию о решаемой задаче.
www.sysinternals.com можно найти свободно распространяемые инструментальные средства аудита для Windows.
· Список Rosetta Stone (по адресу http://bhami.com/rosetta.html) позволяет найти программы трассировки для заданной платформы.
· Отладчики используются для управления выполнением исследуемой программы и поиска ошибок в ней или исследования логики ее работы.
Тестирование методом «черного ящика»
· Тестирование методом «черного ящика» позволяет обнаружить внутренние компоненты, скрытые от невооруженного взгляда исследователя.
· Вскрытие корпуса «черногоящика» – самый легкий способ для определения его внутреннего строения.
· Абсолютно «черныхящиков» нет. Одни из них – более «черные», а другие – менее.
www.syngress.com/solutions, заполнить и отослать форму «Вопрос автору» («Ask the author»).
Вопрос: Какой наилучший метод исследования уязвимостей?
Ответ: На этот вопрос можно дать только субъективный ответ. Наилучший метод исследования уязвимостей – это тот, который исследователю наиболее знаком, наиболее удобен и позволит быстрее провести исследование. Рекомендуется поэкспериментировать с различными методами и схемами их применения.
Вопрос: Законны ли с юридической точки зрения декомпиляция и другие методы реинжиниринга?
Ответ: В Соединенных Штатах реинжиниринг скоро может стать противозаконным. В Акте авторского права цифрового тысячелетия (Dig^l Millennium Copyright Act) содержатся меры по предотвращению обхода обманным путем технологических мер управления доступом к работам, защищенным авторским правом. Исходный текст программы может быть защищен авторским правом, поэтому в этом случае реинжиниринг текста, защищенного авторским правом, противозаконен.
Вопрос: Какие инструментальные средства могут быть полезны при экспертизе сложных исходных текстов программ?
Ответ: Такие инструментальные средства, как SCCS и CVS, могут облегчить экспертизу исходного текста программы. Кроме того, применение интегрированных сред разработки (IDEs – Integrated Development Environmen) может облегчить экспертизу исходного текста.
Вопрос: Где можно узнать правила разработки защищенного программного обеспечения?
Ответ: Для этой цели подойдут ресурс Интернета «Часто задаваемые вопросы по разработке защищенного программного обеспечения в среде UNIX (Secure UNIX Programming FAQ)» по адресу www.whitefang.com/sup/secure-faq.html или список адресатов secprog, поддерживаемый Оливером Фридричсом (OliverFriedrichs).
Вопрос: Где можно достать утилиту strace для моей платформы?
Ответ: Утилита strace – инструментальное средство Linux. Наилучший выбор для платформы Windows, обладающий аналогичными функциональными возможностями, – IDO Pro. Truss реализует ту же самую функцию на платформе Solaris. Дополнительную информацию можно найти в документации производителя.
Вопрос: Откуда можно загрузить исходные тексты приведенных в главе примеров?
Ответ: Исходные тексты доступны по адресу www.syngress.com/solutions.
http://shells.devunix.org/~argoth/iaoq.
В поисках золота. Игровой пример
В тринадцать лет автор загорелся идеей оказания воздействия на приложение путем непосредственной работы с файлами. В то время у него был компьютер Apple][+ и он в меру увлекался компьютерными играми. С точки зрения игр он вполне был на уровне мастерства, достигаемого за один-два года практики. Его любимой игрой была Ultima 2. Ultima 2 – это ролевая фантастическая игра, где вам предлагается сыграть роль героя, который в поисках золота может выбирать оружие для истребления монстров. Как в типичных играх этого жанра, цель состоит в повышении уровня мастерства и опыта в деле поиска золота. А попутно при этом решается еще ряд вопросов. Чем опытнее игрок, тем эффективнее он истребляет монстров, тем больше у него золота, тем лучшее оружие и амуницию он может купить.
Однажды автор захотел обмануть игру. Он устал честно убивать монстров. Уже в этом возрасте у него появились мысли, как подправить игру, обманув ее. Первое, что пришло ему в голову, – это изменить количество золотого запаса. Он знал, что при сохранении игры на диск записывается какая-то информация об игре. Нужно было только найти, где именно на диск сохраняются сведения о золотом запасе, и изменить их.
Использованная автором техника немного отличается от изложенной в этой главе, главным образом потому, что тогда в распоряжении автора были программные средства более примитивные, чем сегодня. Запомнив количество золота, автор сохранял игру, а затем завершал ее. В его распоряжении был редактор секторов – программа, позволяющая непосредственно редактировать сектора диска, обычно в шестнадцатеричном формате. Используя функцию поиска редактора, можно было по имени своего героя найти приблизительное место хранения информации, интересующей автора. Короче говоря, автор нашел несколько чисел, соответствующих золотому запасу героя на момент сохранения игры. Увеличив эти числа и сохранив изменения на диске, после загрузки игры автор убедился, что золотой запас героя возрос. Эврика! Это был первый хакинг автора. Таким образом, автор наткнулся на прием, который будет служить ему в течение многих лет.
Автор смог расширить свое маленькое исследование и написал редактор героев Ultima 2, который позволил ему изменять такие свойства героев, как их сила, ум, количество и тип оружия, амуниция и т. д. Конечно, сегодня, по прошествии многих лет, он раскаивается по поводу содеянного. (К сведению читателя автор сообщает, что недавно вышла Ultima IX. В среднем производитель выпускает новую версию игры каждые 2 года.) В настоящее время автор играет в разные фантастические ролевые игры, например Heroes of Might and Magic II, где игрок играет роль героя, пытающегося добыть золото, совершенствующего свое мастерство в деле убийства монстров… Ну, вы поняли идею. На рисунке 5.6 показан старт типичной игры.
Рис. 5.6. Начало игры Heroes of Might and Magic II
В частности, обратите внимание на золотой запас героя: 7500 порций. Первое, что делает автор, – он сохраняет игру под именем hackl. Затем он изменяет золотой запас на минимально возможную сумму. Вскоре автор объяснит причину своих поступков. Самое простое – это купить что-нибудь недорогое. Автор обычно отправляется в замок и покупает скелет – одну из самых дешевых вещей. После покупки скелета у автора становится 7425 порций золота. Автор сохраняет игру под именем hack2 и затем в режиме командной строки запускает команду сравнения файлов, как показано на рис. 5.7.
Рис. 5.7. Протокол сравнений двух файлов командой DOS fc