Положение ухудшается. Нынешнее поколение игровых приставок (Sega Dreamcast, Sony PlayStation 2) выпускается с такими свойствами, как 56-килобайтовые модемы, IP-стеки и веб-браузеры. Миллионы из них уже проданы. Возможно, браузеры и операционные системы будут безопасны; если – да, то такое случится впервые. Хорошая шутка: вы играете с кем-нибудь в Sonic через модем, и вдруг этот игрок проникает в ваш компьютер и побеждает! Если это только игровой пульт, то круто! Это не повод для волнения. Но не забывайте, что игровые компании требуют, чтобы вы делали все электронные покупки с помощью игрового пульта. Там будут и номера кредитной карточки, и электронный бумажник, и много чего еще. Добро пожаловать в мир, в котором ошибка переполнения буфера в Tekken 3 поставит под угрозу вашу финансовую безопасность.
   Эта проблема становится всеобщей: сегодняшние игрушки будут завтра применены для опасных целей. Программное обеспечение для массового потребителя становится лучше при добавлении разных свойств и функциональных возможностей, но при этом проигрывает в надежности. Несмотря на сказанное и на факт, что программы и сети не были разработаны для опасных применений, но так или иначе, они используются для этого. Мы стали зависимы от систем, неизвестных в своей надежности. Скоропалительные решения вида «отправить, наконец, эту проклятую штуку» стали частью нашей критической инфраструктуры. Интернет и операционные системы – одни из самых наглядных примеров этого.
   Конечно, ошибки безопасности обнаруживаются и исправляются, но это сизифов труд. Изделие «программное обеспечение» уже выпущено. Через какое-то время ошибки безопасности найдены и устранены, и безопасность улучшается. Затем выходит версия 2.0 с новым кодом, с добавленными особенностями и увеличенной сложностью – и мы опять там же, откуда и начинали. Бывает и хуже.
   У военных это называется «среда, насыщенная целями»[67].
   В будущем системы с сетевой структурой будут сложными, а значит, менее стойкими. Индустрия технологий гонится за спросом на особенности, на возможности выбора, на скорость. Нет никаких стандартов по качеству или безопасности и нет никакой ответственности за опасное программное обеспечение. Следовательно, нет экономического стимула поддерживать высокое качество. Вместо этого есть экономическая подоплека для создания продукции самого низкого уровня, какой только выдержит рынок. И пока клиенты не потребуют «лучшее качество и безопасность», ситуация не изменится.
   Я вижу две альтернативы. Первый вариант – это «притормозить», упростить и попытаться добавить безопасности. Клиенты не потребуют этого (такие проблемы слишком сложны для их понимания), поэтому это должна потребовать группа защиты прав потребителей. Я могу легко представить организацию для Интернета, подобную Управлению по контролю за продуктами и лекарствами (FDA), но в окружающей нас среде, где на утверждение рецепта нового лекарства требуется десятилетие, это решение экономически не выгодно.
   Другой путь – признать, что цифровой мир будет «номером один» со сверхрасширяющимися особенностями и возможностями, со сверхбыстрым выпуском изделий, со сверхувеличивающейся сложностью и сверхскоротечно падающей безопасностью. Если мы признаем эту реальность, то сможем попытаться заняться делом вместо того, чтобы прятать голову в песок и отрицать проблему.
   Я повторюсь: сложность – самый ярый враг безопасности. Безопасные системы должны быть «обрезаны до кости» и сделаны настолько простыми, насколько это возможно. И нет никакой замены этой простоте. К сожалению, простота противоречит основным тенденциям развития цифровых технологий.
Новые технологии
   Уже появились новые технологии, которые могут полностью изменить средства безопасности и в лучшую, и в худшую сторону. Так как эта книга не по предсказанию будущего, упомяну только несколько наиболее интересных достижений.
   Крупные достижения в криптографии. Криптография лишь в некоторой степени основана на математических доказательствах. Лучшее, что мы можем сказать – то, что мы не можем ее взломать, так же как и другие ловкие люди, пытавшиеся сделать это. Всегда есть шанс, что когда-нибудь мы изучим новые методы, которые позволят нам взломать то, что недоступно сегодня. Как говорят в Агентстве национальной безопасности: «Атаки всегда совершенствуются, они никогда не ухудшаются». Мы наблюдали это в прошлом, когда, казалось бы, надежные алгоритмы были разрушены с помощью новых методов, и мы, вероятно, увидим это и в будущем. Некоторые люди даже предполагают, что в АНБ уже многое знают из этой новой математики и спокойно, с выгодой для себя взламывают даже самые сильные алгоритмы шифрования. Я так не думаю: может быть, они и владеют некоторыми секретными техниками, но не многими.
   Крупные достижения факторизации. Вызывает опасение, что все алгоритмы открытых ключей базируются в основном на двух математических задачах: проблеме разложения на множители больших чисел (факторизации) или проблеме дискретного логарифмирования. Разложение на множители становится осуществлять все легче, и это происходит намного быстрее, чем кто-либо думал. Не доказано математически, что эти проблемы невозможно решить, и, хотя математики так не думают, может быть, кто-нибудь придумает способ эффективного решения этих проблем еще в наши дни. Если это случится, то мы окажемся в мире, где криптография открытых ключей не будет работать, и тогда главы этой книги будут представлять только исторический интерес. Но все не так страшно; инфраструктура аутентификации, основанная на симметричном шифровании, может служить для той же цели. Но в любом случае я не думаю, что это произойдет[68].
   Квантовые компьютеры. Когда-нибудь квантовая механика фундаментально изменит способ работы компьютера. В настоящее время можно смело утверждать, что квантовые компьютеры способны сложить два 1-битовых числа, но кто знает, что будет дальше?[69] Возможно, если иметь в виду новые квантовые методы расчета, большинство алгоритмов открытых ключей покажутся устаревшими (см. предыдущий пункт), но на самом деле они всего лишь заставят нас удвоить длины ключа для симметричных шифров, хэш-функций и MACs (кодов аутентификации сообщения).
   Аппаратные средства сопротивления вторжению. Многие проблемы безопасности устраняются, если использовать для защиты информации аппаратные средства сопротивления вторжению. Бурное развитие технологий привело к значительному уменьшению стоимости средств защиты от несанкционированного вмешательства[70].
   Искусственный интеллект. Работа многих защитных средств может быть сведена к выполнению простой задачи: пропускать полезное содержимое, задерживая при этом вредоносное. Так работают брандмауэры, системы обнаружения вторжения, антивирусное программное обеспечение, VPN, системы защиты от мошенничества с кредитными картами и множество других вещей. Они подразумевают два подхода: неосмысленный (если есть любой из десятков тысяч образцов поиска в файле, следует, что файл заражен вирусом) или интеллектуальный (если программа начинает делать подозрительные вещи, скорее всего, завелся вирус, и вы должны все исследовать). Последнее кажется внушающим ужас, вызывает пугающие ассоциации с искусственным интеллектом. Что-то подобное было испытано как антивирусный механизм и в конце концов оказалось менее эффективным, чем примитивная модель проверочного сканера. Подобные идеи моделируются в некоторых продуктах обнаружения вторжения, и все еще неясно, делают ли они что-нибудь лучше, чем методичный поиск сигнатур, которые свидетельствуют о внедрении[71]. Однако когда-нибудь это может стать большим делом: если в области искусственного интеллекта со временем произойдет существенный прогресс, мы получим революцию в компьютерной безопасности.
   Средства автоматической проверки. Многие дефекты системы безопасности, такие как ошибки переполнения буфера, – результат небрежного программирования. Хорошие автоматические средства, которые могут просматривать коды компьютера с целью обнаружения изъянов защиты, должны пройти длинный путь, чтобы они сумели обеспечить хорошую безопасность. Хорошие компиляторы и хорошая программа синтаксического контроля также проходят долгий путь, и когда задачи безопасности выйдут в них на первый план, только тогда они действительно смогут помочь программистам избежать ошибок. Кроме того, нужно убедить программистов использовать эти новшества, однако это уже другой вопрос. (Имеется ряд хороших средств, но они почти никем не затребованы.) И это отдельная проблема.
   Безопасные сетевые инфраструктуры. Интернет не безопасен, безопасность никогда не стояла в планах для этой системы. Люди, которые будут работать в Интернете II, должны в первую очередь подумать о безопасности. При создании этой новой сети следует допустить, что кто-то будет перехватывать и пытаться похищать сетевые соединения и что заголовок пакета данных, возможно, будет подделан[72]. Нужно учесть, что пользователи в большинстве случаев не могут доверять друг другу, и рассматривать с этой точки зрения все виды приложений. Существует множество проблем, которые нельзя разрешить с помощью самых лучших протоколов сети, но некоторые можно.
   Анализ трафика. Технология анализа трафика все еще находится в периоде становления, и я думаю, что новые интересные достижения в этой области появятся в следующем десятилетии[73]. Методы защиты трафика должны еще долго совершенствоваться, чтобы они могли обеспечить должный уровень защиты любой сети.
   Обеспечение надежности. Надежность означает, что система делает то, что ей положено делать, и ничего лишнего. Технология, которая смогла бы обеспечить надежность программ, была бы незаменимой для компьютерной безопасности.
   Большинство подобных технологий все еще находятся в стадии разработки. Я не буду делать скидок ни для одной из них. Практические результаты если и появятся, то, скорее всего, только в далеком будущем. Хотя если чему-то и научило нас двадцатое столетие, то это – как можно реже употреблять слово «невозможно».
Научимся ли мы когда – нибудь?
   Рассмотрим нападения, приводящие к переполнению буфера. Впервые о них заговорили в сообществе безопасности в начале 1960-х (система с разделением времени пострадала от такой атаки), и, вероятно, они описывались в литературе по безопасности еще раньше. В 70-е годы первые компьютерные сети имели много недостатков, которые часто использовались для нападения. В 1988 году компьютерный червь Морриса вызывал переполнение буфера, используя команду fingerd UNIX (распространенный способ нападения этого типа). Теперь, через 10 лет после появления червя Морриса и примерно через 35 лет после первоначального обнаружения такого способа нападения, можно было бы предполагать, что сообщество безопасности наконец-то решило проблему защиты буфера. Но это не так. В 1998 году более чем две трети всех обращений в CERT были связаны с проблемами, вызванными переполнением буфера. В 1999 году в течение двух особенно неудачных для Windows NT недель, в NT-приложениях было обнаружено 18 различных изъянов, открывающих дорогу для такой атаки. Когда в первую неделю марта 2000 года я стал собирать факты, с описания которых начал эту книгу, среди них мне встретились три случая ошибки переполнения буфера. Пример с переполнением буфера – это низко висящий плод. Но если мы когда-либо и научимся решать эту проблему, тут же появятся другие, возможно, еще более сложные.
   Рассмотрим алгоритмы шифрования. Закрытые секретные алгоритмы появляются постоянно и затем вскрываются самым банальным образом. Каждый раз мы убеждаемся, что закрытые секретные алгоритмы – плохая идея. Тем не менее многие компании в различных отраслях промышленности продолжают выбирать частные, закрытые алгоритмы взамен открытых.
   Обратимся к проблемам исправления ошибок. В начале 2000 года всего одна прореха в защите Microsoft Internet Information Server помогла хакерам украсть тысячи номеров кредитных карточек с разных сайтов электронной торговли. Microsoft выпустила «заплату», в которой эта ошибка была исправлена еще в июле 1998, и еще раз напомнила о необходимости установить эту «заплату» в июле 1999, когда стало ясно, что многие пользователи и не беспокоятся по поводу установки исправления.
   Кто-нибудь обращает внимание на подобные вещи?
   На самом деле никто. Или, по крайней мере, совсем немногие. Поскольку потребность в средствах защиты программных продуктов огромна, их появляется все больше. А постоянная нехватка действительно компетентных экспертов приводит к тому, что все меньшее количество людей уделяют внимание проблемам безопасности.
   Можно описать сценарий, по которому происходит проектирование большинства программных продуктов, имеющих средства защиты «внутри». Менеджер находит какого-нибудь парня, который считает, что безопасность – «это круто», и назначает его ответственным за эту часть системы. Этот человек может кое-что знать о безопасности, а может и не знать. Может, он прочитал одну-две книги по этой теме, а может быть, и нет. Проектирование системы защиты – вообще забавная вещь. Это как игра в «кошки-мышки». Или как в кино: агент против агента.
   Проверка системы защиты происходит так же, как и проверка любой другой части системы: вы смотрите, как это работает, и делаете выводы. Все работает великолепно – в конце концов, безопасность не имеет никакого отношения к функциональным возможностям, – и менеджер счастлив.
   Однако, поскольку уровень экспертизы систем безопасности вообще низок, оказывается, средства защиты совершенно неэффективны. Но никто не догадывается об этом.
   Ситуация несколько лучше, если программный продукт является средством защиты. Более вероятно, что проектировщики что-то смыслят в безопасности. Но они не могут делать все. Однажды разработчик брандмауэра рассказал мне о недостатках в его коде, приводящих к переполнению буфера. Он сказал, что сделал все возможное, чтобы гарантировать отсутствие подобных вещей, но он не мог проверять всех остальных программистов в команде. Он пробовал, но не смог. Несколько серьезных недостатков в коде, связанных с переполнением буфера, были обнаружены и исправлены за последующие годы. И нет оснований предполагать, что необнаруженных ошибок больше не осталось.
   Меня бесконечно удивляют всяческие дырки в защите, используя которые, нетрудно ее взломать. Я видел продукт, осуществляющий шифрование файла, который случайно сохранил ключ в незашифрованном виде. Я видел VPN, где файл конфигурации, отвечающий за телефонную связь, случайно позволяет лицам, не обладающим соответствующими правами, пройти процедуру аутентификации, или такие, где один клиент VPN может видеть файлы всех других клиентов. Существует огромное количество способов сделать продукт ненадежным, и производители ухитряются натыкаться на одни и те же грабли снова и снова.
   Они ничему не учатся, потому что и не должны учиться.
   Средства защиты компьютера, так же как и программное обеспечение в общем, обычно соответствуют довольно странным представлениям о качестве. Здесь ситуация другая, чем в случае с автомобилем, небоскребом или упаковкой с жареным цыпленком. Если вы покупаете какую-либо вещь и терпите урон по вине изготовителя, вы можете предъявить иск и выиграть дело. Производителю автомобилей не избежать неприятностей, если автомобиль взорвется при столкновении. Буфетчик не останется без проблем после продажи земляничного пирога с крысой внутри. Чего никогда не скажут подрядчики-строители, так это: «Ну что ж. Мы скоро построим второй небоскреб, и уж он не упадет на все 100%». Эти компании ответственны за свои действия.
   Программное обеспечение бывает разное. Оно продается без какой-либо ответственности вообще. Например, в лицензионном соглашении Windows 98 есть следующие слова: «Изготовитель и его поставщики отказываются нести материальную ответственность за какие-либо убытки, вытекающие из использования или невозможности использования данного изделия, даже в том случае, если Изготовитель был предупрежден о возможности этих убытков».
   Ваша база данных взаиморасчетов с партнерами может рухнуть, увлекая за собой вашу компанию, а вы не сможете предъявить никаких претензий к производителю программного обеспечения. Ваш текстовый процессор может испортить законченную рукопись вашей книги (из-за чего я часто беспокоюсь), уничтожив несколько лет вашей работы, и вам некуда будет обратиться за помощью. Если ваш брандмауэр вдруг окажется совершенно бесполезным, в этом будете виноваты только вы сами. Microsoft в состоянии пропустить дефект в Hotmail, который будет использован кем-нибудь для получения сорока миллионов или около того учетных записей, защищенных паролем или нет, и даже не потрудится принести извинения.
   Производители программного обеспечения могут и не беспокоиться о качестве своих продуктов, так как не несут за это никакой ответственности. (То есть ответственность существует, но она ограничивается заменой гибкого диска или компакт-диска с физическими дефектами.) Поэтому средства защиты могут и вовсе не обеспечивать безопасность, так как никто не сумеет предъявить иск их производителям, обманувшим покупателя лживыми заверениями.
   В конце концов, эта ситуация приводит к тому, что рынок не поощряет создание действительно безопасных продуктов. Их разработка требует больше труда, времени и средств. Покупатели же не знают, как отличить надежный продукт от негодного. На этом рынке можно добиться успеха, выпустив программное обеспечение, о надежности которого производитель позаботился лишь постольку, поскольку это ему необходимо, чтобы избежать неприятностей.
   Крупные производители знают это, как и то, что создавать надежное программное обеспечение не выгодно. Согласно исследованиям, 90-95% всех программных изъянов безобидны, они не сказываются на работе программ, и пользователи их не замечают. Намного дешевле выпускать программное обеспечение с дефектами и затем исправлять обнаруженные 5-10% ошибок.