Глава 1

Введение

В марте 2000 года я занимался тем, что собирал воедино сведения из различных источников о событиях, связанных с проблемой компьютерной безопасности. Вот эти сведения.

• Кто-то взломал веб-сайт SalesGate com (электронная коммерция В2В, business-to-business) и украл около 3000 записей, содержащих номера кредитных карт клиентов и информацию частного характера. Часть этой информации он поместил в Интернете.

• В течение нескольких лет частная информация утекала с веб-сайтов (таких как Intuit) к рекламодателям (например, DoubleClick). Когда посетители производили расчеты на сайте Intuit, вводимая ими информация посылалась и на DoubleClick благодаря ошибке, допущенной программистами при создании сайта. Все это происходило без ведома пользователей и, что более удивительно, без ведома Intuit.

• Осужденный за свои преступления хакер Кэвин Митник в показаниях Конгрессу сказал, что наиболее уязвимое место в системе безопасности – «человеческий фактор». Он зачастую выведывал пароли и другую секретную информацию, действуя под чужим именем.

• Опрос службы Гэллапа показал, что каждый третий из тех, кто делает покупки через Интернет, будет делать их, пожалуй, менее охотно в свете последних событий, связанных с проблемами безопасности.

• Частные данные клиентов, заказывавших PlayStation 2 на веб-сайте корпорации Sony, «утекли» к неким другим клиентам. (Это – актуальная проблема всех типов сайтов. Многие посетители «отмечаются» на них в надежде получить информацию о покупателях сайта.)

• Директор ЦРУ отрицал, что Соединенные Штаты участвовали в экономическом шпионаже, но не стал отрицать существования обширной разведывательной сети, называемой ECHELON.

• Некто Пьер-Гай Лавойе, 22 лет, был осужден в Квебеке за взлом системы безопасности нескольких правительственных компьютеров США и Канады. Он провел 12 месяцев в заключении.

• Министерство обороны Японии приостановило внедрение новой компьютерной системы безопасности после того, как установило, что программное обеспечение было разработано членами секты Аум Синрике.

• Новый почтовый вирус, названный «Чудесный парк» (Pretty Park), распространился через Интернет. Это новая разновидность вируса, появившегося годом раньше. Он рассылался автоматически по всем адресам, имеющимся в почте пользователей программы Outlook Express.

• Novell и Microsoft продолжают препираться по поводу замеченных ошибок в системе безопасности Active Directory операционной системы Windows 2000: кто из них должен обеспечивать параметры безопасности, установленные вами для своего каталога (я лично верю, что это конструктивный недостаток Windows, а не ошибка).

• Двое сицилианцев (Джузеппе Руссо и его жена Сандра Элазар) были арестованы за кражу через Интернет около тысячи кредитных карт США. Они использовали эти карты для закупки лучших товаров и лотерейных билетов.

• Отражена серия атак, направленных на отказ в обслуживании, проведенных хакером (на самом деле – скучающим подростком) по имени Кулио (Coolio). Он признал, что в прошлом вскрыл около 100 сайтов, в том числе сайт криптографической компании RSA Security и сайт, принадлежащий государственному департаменту США.

• Злоумышленники организовали атаки, приведшие к отказам в обслуживании на веб-сайте компании Microsoft в Израиле.

• Джонатан Босанак, известный как Гетсби (Gatsby), был приговорен к 18 месяцам заключения за взлом сайтов трех телефонных компаний.

• Военные Тайваня объявили, что обнаружили более 7000 попыток со стороны китайских хакеров войти в систему безопасности страны. Эта жуткая статистика не была конкретизирована.

Вот еще несколько сообщений о нарушениях систем безопасности в марте 2000 года:

• Лазейка, обнаруженная в Microsoft Internet Explorer 5 (в Windows 95, Windows 98, Windows NT 4.0 и Windows 2000), позволила злоумышленнику создать веб-страницу, дающую ему возможность запустить любую программу на компьютере посетителя сайта.

• Модифицировав URL, некий нарушитель сумел полностью обойти механизм аутентификации, защищающий удаленных пользователей серверов Axis StarPoint CD-ROM.

• Обнаружено, что если атакующий пошлет Netscape Enterprise Server 3.6 некое длинное сообщение, то переполнение буфера приведет к прекращению работы программы, а атакующий сможет выполнить в этом случае на сервере любой код.

• Стало известно, что некоторые атаки (приводящие к отказу в обслуживании или направленные на подавление сценария CGI) могут быть проведены таким образом, что программа RealSecure Network Intrusion Detection их не обнаружит.

• Выяснилось, что, посылая определенный URL на сервер, обслуживаемый программой ColdFusion компании Allaire, злоумышленник может получить сообщение об ошибке, содержащее информацию о физических адресах различных файлов.

• Omniback – это система резервного копирования компании Hewlett-Packard. Злоумышленник может использовать ее для проведения атаки, приводящей к отказу в обслуживании.

• Эмулятор DOS Dosemu, поставляемый с Corel Linux 1.0, имеет слабое место, позволяющее пользователю выполнять привилегированные команды.

• Манипулируя значениями некоторых параметров DNSTools 1.8.0, злоумышленник может воспользоваться недостатками программы и выполнить произвольный код.

• Пакет InfoSearch для работы с CGI автоматически конвертирует текстовые документы в HTML. Ошибка в CGI-сценарии позволяет нарушителю выполнять на сервере команды на уровне привилегий веб-сервера.

• Найдены слабые места в почтовой программе The Bat! позволяющие злоумышленникам красть файлы с компьютеров пользователей.

• Clip Art Gallery компании Microsoft позволяет пользователю загружать файлы с клипами с веб-страниц. При определенных условиях видоизмененный файл клипа может вызвать выполнение произвольного кода на компьютере пользователя.

• Если вы посылаете определенное имя пользователя и пароль (даже если он неправильный) на FTP-сервер 3.5 Bison Ware, он выйдет из строя.

• Используя специальным образом модифицированные URL, злоумышленник может повредить Windows 95 и Windows 98 на компьютерах пользователей.

Ниже представлен список 65 веб-сайтов, которые, согласно информации, опубликованной на сайте attrition org, были обезображены в течение месяца. В данном контексте слово «обезображены» означает, что некто вскрыл сайт и заменил главную страницу.

Tee Plus; Suede Records; Masan City Hall; The Gallup Organization; Wired Connection; Vanier College; Name Our Child; Mashal Books; Laboratorio de Matematica Aplicada da Universidade Federal do Rio de Janeiro; Elite Calendar; Parliament of India; United Network for Organ Sharing; UK Jobs; Tennessee State University; St. Louis Metropolitan Sewer District; College of the Siskioyous; Russian Scientific Center for Legal Information; Ministry of Justice; RomTec Pic; Race Lesotho; Monmouth College; Association of EDIUsers; Bitstop, Inc; Custom Systems; Classic Amiga; 98 Sskate; CU Naked; Korea National University of Education; PlayStation 2; Assotiation for Windows NT User Group Bloem S.A.; Aware, Inc.; Ahmedabad Telephone Online Directory; Ahmedabad Telecom District; Fly Pakistan: Quality Business Solutions; Out; Internet Exposure; Belgium Province de Hainvan Wervings en Sectiebureaus; Engineering Export Promotion Council, Ministry of Commerce, India; AntiOnline's Anticode; Pigman; Lasani; What Online; Weston High School; Vasco Boutique; True Systems; Siemens Italy; Progress Korea; Phase Device Ltd.; National Postal Mail Handlers Union; Metrics; Massachusetts Higher Education Network; The London Institute; Fort Campbell School System; and MaxiDATA Tecnologia e Informatica Ltda.

И наконец, атаки на домашний компьютер, принадлежащий одному моему другу и подсоединяющийся к Интернету через модем:

• двадцать шесть просмотров с целью обнаружить слабые точки;

• четыре обнаруженные попытки взлома компьютера во время поиска слабых точек;

• множество других хакерских трюков.

Фиксируя подобные события только в течение первой недели марта 2000 года, я воистину устал от этого занятия.

Обозревая получившийся список, можно сказать, что устрашающе действует прежде всего большое разнообразие проблем, слабых точек и атак. Слабые места имеются в программах, которые мы считаем защищенными; есть они даже в самих системах безопасности. Некоторые из них присутствуют в системах электронной коммерции, при конструировании которых наверняка учитывались вопросы безопасности. Одни из них есть в новых программах, другие – в программах, которые продаются уже в течение многих лет. Нередко поставщики программного обеспечения никак не хотят согласиться, что у их продукции имеются проблемы с безопасностью.

Первые семь дней марта 2000 года не были исключением. И в другие недели случались подобные происшествия, а некоторые из них были еще показательнее. Действительно, факты говорят о том, что положение вещей ухудшается: число «дыр» в системах безопасности, взломов и отказов постоянно возрастает. Даже если мы будем больше знать о безопасности (как сконструировать криптографические алгоритмы, как построить безопасную операционную систему), все равно обеспечить полную безопасность будет невозможно. Почему это так и что можно с этим сделать – и является предметом нашего разговора.

Понятие «система» относительно ново для науки. Восточные философы уже давно рассматривали мир как единую систему, состоящую из различных компонентов, но в западной традиции было принято разделять его на отдельные явления, развивающиеся в различных направлениях.

Машины только недавно стали системами. Подъемный блок – это машина; но лифт – это комплексная система, включающая много различных механизмов. Системы взаимодействуют: лифт взаимодействует с электрической системой здания, с его системой пожарной безопасности и, возможно, даже с его системой защиты окружающей среды. Компьютеры, взаимодействуя, образуют сети; сети, взаимодействуя, образуют более крупные сети… в общем, вы уловили идею.

Адмирал Грейс Хоппер говорил: «Жизнь была проще перед Второй мировой войной. После этого у нас появились системы». Это – очень проницательный взгляд на вещи.

Если вы используете концепцию систем, можно проектировать и строить в более крупном масштабе. Есть разница между созданием особняка и небоскреба, орудия и ракеты Patriot, посадочной полосы и аэропорта. Каждый может изготовить светофор, но разработать городскую систему транспортного контроля значительно сложнее.

Интернет, возможно, наиболее сложная система, которая когда-либо разрабатывалась. Она включает в себя миллионы компьютеров, объединенных в непредсказуемо сложные физические сети. На каждом компьютере работают сотни программ, некоторые из них взаимодействуют с программами, установленными на том же компьютере, другие – через сеть с программами, установленными на удаленных компьютерах. Система принимает сигналы от миллионов пользователей, часто одновременно.

Один человек сказал: «Сэр, это зрелище подобно собаке, стоящей на задних лапах. Удивительно не то, что она делает это недостаточно хорошо, а то, что она вообще способна это делать».

Системы имеют несколько интересных свойств, которые уместно здесь обсудить.

Во-первых, они сложны. Механизмы просты: молоток, дверные петли, нож для бифштексов. Системы же намного сложнее: они имеют компоненты, петли обратной связи, среднее время отклика, инфраструктуру. Цифровые системы весьма затейливы: даже простая компьютерная программа состоит из тысяч строчек кода, описывающего всевозможные разновидности различных операций. Сложная программа имеет тысячи компонентов, которые могут работать как по отдельности, так и во взаимодействии друг с другом. Именно для сложных цифровых систем было разработано объектно-ориентированное программирование.

Во-вторых, системы взаимодействуют, формируя еще более крупные системы. Это может быть сделано намеренно – программисты используют объекты, чтобы дробить большие системы на малые, инженеры подразделяют большие механические системы на малые подсистемы, и так далее, – или происходит естественным образом. Изобретение автомобиля привело к развитию современной системы дорог и магистралей, а она, в свою очередь, взаимодействуя с другими системами, существующими в нашем мире, породила то, что мы называем мегаполисом. Система контроля авиалиний взаимодействует с навигационной системой самолета и с системой предсказания погоды. Тело человека взаимодействует с другими человеческими организмами и с другими системами на планете. Интернет переплетается со всеми наиболее важными системами в нашем обществе.

В-третьих, системы обладают неожиданными свойствами. Другими словами, они иногда могут делать вещи, которых разработчики и пользователи не ожидают от них. Телефонная система, например, породила новый способ взаимодействия людей. (Александр Грэхем Белл не имел представления, что телефон станет прибором для осуществления персональной связи, – он предполагал использовать его для сообщений о приходе телеграммы.) Автомобили изменили пути, на которых люди встречаются, назначают свидания и влюбляются. Системы защиты окружающей среды в зданиях оказывают влияние на здоровье людей, что также сказывается на работе системы здравоохранения. Системы обработки текстов изменили способ их написания. У Интернета полно неожиданных свойств: вспомните об электронных покупках, виртуальном сексе, совместном авторстве.

И – четвертое: в системах имеются «баги»[1]. Они являются особой разновидностью ошибки. Их наличие – неожиданное свойство системы, не предусмотренное при ее создании. «Баги» принципиально отличаются от сбоев. Если где-то происходит сбой, продолжение работы невозможно. Когда же имеется «баг», работа продолжается, хотя объект, ее производящий, ведет себя «плохо»: возможно, неустойчиво, возможно, необъяснимо. «Баги» – уникальное свойство систем. Машины могут ломаться или портиться, или не работать вовсе, но только системы могут иметь «баги».

Все перечисленные свойства оказывают влияние на безопасность систем. Ухищрения – вот точное определение для безопасности на сегодняшний день, поскольку обезопасить сложную систему, подобную Интернету, трудно именно в силу ее сложности. Безопасность систем – дело сложное, а безопасность сложных систем в особенности.

Обычный для компьютеризованных систем механизм тиражирования игнорирует наличие системы как таковой и сосредоточен на отдельных машинах – такова технология… Поэтому мы загружены работой по выработке технологий безопасности: криптография, брандмауэры, инфраструктура ключей общего доступа, сопротивление несанкционированному доступу. Эти технологии просты для понимания и обсуждения и достаточно просты в использовании. Но было бы наивно полагать, что они способны неким таинственным образом наполнить системы свойством:

<reverence type – 'hushed'> Security </reverence>

(<тип уважения = 'секретность'> Безопасность </уважение>)

Увы, так не случается, и подтверждение тому можно видеть в моем отчете за 7 дней марта 2000 года. Причина большинства событий, связанных с нарушением безопасности, коренится в четырех свойствах систем, рассмотренных ранее:

• Сложность. Проблемы безопасности в Active Directory операционной системы Windows 2000 прямо вытекают из сложности любой компьютерной системы каталогов. Я думаю, что они зиждятся на недостатке, заложенном при проектировании: Microsoft применила конструкторское решение, обеспечивающее удобство пользователям, но небезупречное с точки зрения безопасности.

• Взаимодействие. Взаимодействие между программным обеспечением вебсайта Intuit и программным обеспечением DoubleClick, производящее отображение объявлений пользователей, привело к утечке информации от одного к другому.

• Неожиданность. Судя по сообщениям в прессе, программисты Sony не знают, как происходит утечка информации о кредитных картах от одного пользователя к другому. Она просто происходит.

• «Баги». Уязвимость Netscape Enterprise Server 3/6 была следствием программного «бага». Нарушитель мог использовать этот «баг», породив проблему для безопасности.

Многие страницы этой книги (особенно в третьей ее части) посвящены детальному объяснению, почему безопасность мыслится как система внутри большой системы, но пока я хочу, чтобы для начала вы просто держали в голове две вещи.

Первое – это соотношение между теорией и практикой безопасности. Существует целая куча теорий безопасности: теория криптографии, теория брандмауэров и обнаружения вторжения, теория биометрик. В истории полно примеров, когда система была основана на великой теории, но терпела поражение на практике. Йоги Берра однажды сказал: «В теории нет различия между теорией и практикой. На практике есть».

Теоретические изыскания лучше всего подходят для идеальных условий и лабораторных установок. Самая популярная шутка на занятиях физикой в моем колледже была: «Рассмотрим сферическую корову с равномерно распределенной плотностью». Некоторые вычисления мы можем производить только для идеализированной системы: реальный мир гораздо сложнее, чем теория. Цифровые системы безопасности также подчиняются этому закону: мы можем сконструировать идеализированные операционные системы так, что они, вероятно, будут безопасными, но мы не можем заставить их действительно безопасно работать в реальном мире. В реальном мире существуют несоответствия проекту, неприметные изменения и неправильные реализации.

Реальные системы не подчиняются теоретическим решениям. Совпадения случаются только тогда, когда сферическая корова обладает такими же неожиданными свойствами, как и реальная Буренка. Именно по этой причине ученые – не инженеры.

Вторая важная вещь, которую нужно помнить – это соотношение между предупреждением, обнаружением и реагированием. Хорошая защита объединяет все три звена: безопасное хранилище, чтобы сохранить ценности, сигнализацию, чтобы обнаружить грабителей, если они захотят туда проникнуть, и полицию, которая отреагирует на сигнал тревоги и поймает грабителей. В системах компьютерной безопасности наблюдается тенденция полагаться в основном на упреждающие меры: криптография, брандмауэры и т. д. В большинстве случаев в них не заложено обнаружения и почти никогда нет реагирования и преследования. Такая стратегия оправдана только тогда, когда предупредительные меры совершенны: в противном случае кто-нибудь наверняка сможет сообразить, как их обойти. Большинство уязвимых мест и, соответственно, нападений, описанных в данном разделе, – это результат несовершенства превентивных механизмов. В реальности же нашего мира обнаружение и реагирование очень существенны.