dxdt.blog: занимательный интернет-журнал

Нередко предполагается, что автомобили-роботы станут выдавать в эфир сведения о планируемой траектории движения, так как это может помочь другим автомобилям-роботам в планировании своих траекторий. Это одна из особенностей, связанных именно с роботами. Нельзя сказать, что сложно предсказать путь следования автомобиля под управлением обычного водителя-человека. Но то некий “путь”, предположим, “из точки А в точку Б”, с точностью до выбранных улиц и дорог, – не сложно, если водитель не запутывает следы специально. А вот с конкретными манёврами, составляющими отрезки траектории, трудности предсказания возникают регулярно. С роботами, как ожидается, дело другое: они могут строго придерживаться только что заявленного траекторного интервала. Это создаёт пространство для принципиально новых атак.

Представьте, что злонамеренный “участник движения” транслирует в сторону других автомобилей-роботов противоречивые траекторные данные – специально запутывает согласование, выполняет хитрую DoS-атаку. В тривиальной кооперативной системе другие роботы будут вынуждены остановиться, поскольку все их возможности движения окажутся закрыты атакующим. При этом источник атаки вовсе не обязан быть автомобилем-роботом – это может быть просто коробка с электронной начинкой, оставленная кем-то у столба на перекрёстке. Получается, коробка как бы изображает “нерешительного” водителя-человека и успешно блокирует движение роботов. И даже пассажиров, у кого они на борту, высадить нельзя на перекрёстке.

Для реализации, конечно, нужен соответствующий протокол. И можно предположить, что если такой протокол внедрят (а прототипы есть), то он будет защищён тем или иным криптографическим способом. Анонсируемые маршруты могут подписываться источниками (звучит как sBGP и RPKI), а другие участники станут проверять подписи. По причине рьяной поддержки маркетинга нетрудно приделать сюда ту или иную “иерархию удостоверяющих центров”, как это с регулярностью и происходит в смежных электронных областях (пример – eSIM и GSMA). Тогда ключи/сертификаты злонамеренных “маршрутопостановщиков” будут отозваны и прочие роботы смогут данные анонсы игнорировать. Вот только проблема в том, что это всё оказывается связано с безопасностью движения, а неверный отзыв ключа/сертификата легко может привести к тому, что добросовестные роботы на дороге проигнорируют добросовестный автомобиль-робот и, в соответствии с правилами блокбастерного кинематографа, его протаранит самоуправляемый грузовик. А соответствующий чужой сертификат, как окажется, тоже отозвал злоумышленник. С учётом Нового Средневековья, отозвать сертификат может быть даже проще, чем городить коробку-ретранслятор.

Суперпозиция на омонимах может быть развита вплоть до демонстратора важных онтологических принципов, стоящих за квантовыми вычислениями. Фраза “личинка заблокировала собачку в замке” содержит заметно более одного значения среди возможных. Однако, если сопроводить фразу “настроечным” текстом, значение схлопывается в конкретный вариант.

“Насекомые могут мешать работе механизма, бывает, что и личинка заблокировала собачку в замке”. Это вариант для жуковедов. Если же в “настроечном” тексте речь шла о домашних животных феодалов, то собачка вполне может заранее превратиться в маленькую собаку. Фактически, слова начального текста, взятые вместе с фактом интерпретации омонимов, проявляют структуру, на которой успешно строится и понимание “квантовой запутанности” с неравенствами Белла, и другие элементы популярной квантовой механики, которые, почему-то, едва ли не повсеместно спешат назвать “контринтуитивными”.

Если хотите, то упомянутая структура управляет ударением в омографе “замок”. (Тут ещё интересно то, как подобное теряется в LLM, – в “больших языковых моделях” ИИ, – но это отдельная тема.) Как можно этим же способом охватить и принципы квантовых вычислений? Часть уже должна быть понятна из суперпозиции “собачек”. На следующем шаге потребуется представление интерференции состояний. То есть, требуется добавить ещё омонимов, но не каких угодно, а таких, которые окажутся связаны с состояниями уже используемых в целевой фразе. Самый простой вариант – для того, чтобы “собачка” стала механическим элементом, можно использовать “ключ” и “треснул”: “треснул ключ, а личинка заблокировала собачку в замке” (и засов теперь не сдвинуть). Использование “ключа” вызвало интерференцию, резко снизив вероятность интерпретации слова “собачка” как обозначающего мелкое животное белого цвета.

Заметьте, что такая интерпретация всё ещё возможна в принципе, если немного расширить контекст. “Чтобы вновь запустить цирковую карусель, медведь доской треснул ключ, а личинка заблокировала собачку в замке” (круговорот диковин в шапито: гигантская личинка загоняет собачку в макет замка). Интерференция позволяет перегонять вероятность в нужном направлении, а в вычислениях такое должно работать потому, что превращение “собачки” в механическую деталь позволяет определить наличие “ключа” даже в том случае, когда начало фразы не приводится: если ударение в “замке” на последний слог, то где-то раньше стоял “ключ”, который “треснул”. То есть, если представить, что начало предложения может быть разным, то способ постановки ударения в “замке” позволяет определить, механическое там что-то было или нет. Обратное распространение значений. Впрочем, не сказано, кто же тогда предложение читает.

Это забавно. Однако, сколь бы странным подобное рассуждение ни показалось, именно структуры данного типа, существующие выше морфологии, позволяют строить осознаваемые (не всеми, но некоторыми) интерпретации квантовой механики, и даже планировать построение квантовых компьютеров. Но для LLM это недоступно.

Десять лет назад на dxdt.ru появлялось, например, краткое упоминание про гиперзвуковой самолёт (а может – беспилотник) SR-72:

SR-72 должен достигать скоростей порядка M=6. Запланирована комбинированная двигательная установка, включающая турбореактивный двигатель, служащий в роли основного до скорости M=3.

На сайте Lockheed Martin страница уже недоступна, но, вроде как, аппарат SR-72 всё ещё продолжает находиться в “процессе разработки”.

В октябре 2023 года вышло немало записок на dxdt.ru, так что некоторые снова можно отметить дополнительно:

“Сжатие языковых структур” и кусочки “Илиады” – небольшой занимательный экскурс в различные версии фрагментов “Илиады” и их трансляцию через превращения основного текста в ходе линии времени;

Port knocking как инструмент управления доступом к скрытым сервисам – использование секретных последовательностей в качестве ключа для авторизованного доступа. Если данный технический вариант достаточно хорошо развить, то он вполне предотвращает разное “простукивание сервисов” со стороны сканеров, определяющих точки доступа: самый известный вариант – SSH;

Неравенство треугольника в Интернете и anycast – простой, геометрический и понятный, но не самый точный, способ определения anycast-узлов;

Исторические концепции квантовых вычислений – какие мысли могут наводить на идею о том, что за интерпретациями квантовой механики может скрываться новая “вычислительная мощность”, которая представляется даже более “аналоговой”, чем “классические” аналоговые вычислители (результаты которых тоже квантуются, но в меньшем количестве измерений);

Споткнувшаяся симуляция Вселенной – странные рассуждения о вложенных вселенских гипервизорах и квантовом моделировании.

(Кроме того, в октябре вышло ежегодное обновление технического описания TLS.)

В свете нашумевшей атаки на Jabber.ru (с перехватом TLS) нередко пишут, будто эта атака показала, что “система хорошо известных (публичных) удостоверяющих центров TLS не вызывает доверия”. Атака, конечно, такое показала, но с уточнениями: “система хорошо известных УЦ” и раньше должна бы “вызывать доверие” равно в пределах разумной модели угроз, то есть – доверять ей можно только в сугубо определённых, узких случаях. И нельзя расширительно толковать возможности УЦ – это как раз большая ошибка, но весьма распространённая. В случае же инцидента с Jabber.ru, если говорить о сторонах, которые “вызывают доверие”, то тут такой стороной должен быть прежде всего хостер – предполагается высокая степень доверия хостеру (но не полное доверие, даже в этом случае), а только потом – немного доверия УЦ.

Омонимы различных типов неплохо иллюстрируют разные аспекты образования смысла, и даже могут показывать “квантовые” эффекты. Вот, например, такое предложение: “личинка заблокировала собачку в замке” – в нём присутствует почти что суперпозиция значений, “схлопывание” которой выполняется контекстом. Попробуйте обнаружить базисы вариантов самостоятельно, выполнив пару “измерений”:

Личинка заблокировала собачку в замке.
(1) Из-за перекоса.
(2) В одной из комнат.

(Развитие темы: “Квантовые вычисления для филологов“.)

Представьте, что некоторый протокол туннелирования в Интернете устроен следующим образом: в качестве базового транспорта используется UDP (то есть, отсутствуют сессии транспортного уровня, тут это важно); применена схема “клиент-сервер”, использующая двухстороннюю аутентификацию с общим секретом, а процесс аутентификации тоже полностью зашифрован (пробное расшифрование и т.д.); используются различные IP для серверов – точек входа, а также динамически изменяемые номера портов; полезные данные тоже полностью зашифрованы – отсутствуют какие-либо открытые заголовки (кроме UDP), отсутствует фиксированная структура пакета, пакеты имеют разную длину, а адреса/номера портов изменяются в ходе соединения. Подобные протоколы есть, но в этой заметке речь о том, почему именно такой подход создаёт трудности в обнаружении и блокировании соединений.

Протокол медленный, не предназначен для создания стабильных и широких каналов, но зато он скрытый, полностью “мутирующий” и “размытый” (возможно, кто-то из читателей помнит, как в своё время появились первые развитые “полиморфные” компьютерные вирусы, содержавшие зашифрованное тело и генерируемый псевдослучайным образом “распаковщик” – теоретически, никаких статических сигнатур). Описанный протокол как раз внешне выглядит как случайный поток случайных UDP-пакетов, в котором не видно никаких сессий и контекста, не определяется внутренний статус, а общим является только адрес возможного клиента, так как он фигурирует и в отправителях, и в получателях, а вот уже входной и выходной серверные IP-адреса могут изменяться; это особенно занятно, если использовать IPv6 (за скобками оставлено преодоление NAT и некоторые другие сетевые особенности).

Теперь представьте, что некоторая система DPI должна блокировать соединения и прерывать сессии, используя в качестве флага тип протокола. Но у “размытого” протокола, описанного в предыдущем абзаце, нет устойчивых признаков, позволяющих уверенно определить его тип. Конечно, можно сказать, что такой признак всё же есть, просто он “несобственный” – исследуемый протокол “не похож ни на что известное”. Но для такого метода классификации нужно не только составить “белый список” протоколов, но ещё и так запрограммировать систему, чтобы она и классифицировала все протоколы, а это исключает всякую гибкость в пропуске трафика. Скажем, вот обнаружен UDP-пакет, который пока что не соответствует никакому контексту из уже созданных узлом DPI, инспектирующим трафик: если пакет относится к этапу установления соединения в рамках “размытого” протокола и если этот пакет не пропустить, то такое соединение не состоится. Но как определить, что это не пакет, выпавший из другой сессии “разрешённого” протокола (типа DTLS, предположим)?

Надёжное определение контекста становится затруднительным на достаточных объёмах трафика: у допустимых протоколов есть внутренние открытые заголовки, но они короткие и, в теории, могли просто совпасть, поэтому обязательно нужно взвешивать дополнительные параметры по нескольким пакетам – длину, адреса, номера портов. Но чтобы взвешивать несколько пакетов, для них придётся создать некоторую очередь измерений. А как сделать такую очередь эффективной, если туда предлагается складывать всё, что не получилось разобрать? Кроме того, задержка пакета “размытого” протокола приводит к тому, что другие пакеты просто не поступают – не из чего собирать полезный контекст в принципе. Если один “размытый” пакет пропустить, то получится, что и обмен данными случился, и тут уже вовсе не обязательно, что пакет относился к процессу аутентификации – он мог и нести полезные данные в рамках скрытой сессии. Более того, если некоторые пакеты проходят, то это означает, что сам “размытый” протокол успешно работает, преодолевая блокирующие узлы, потому что одно из заявленных свойств протокола – его внутренний статус нельзя определить даже по нескольким пакетам.

Вообще, классификация подобных протоколов с формированием контекста с целью распознавания – та ещё задача. В упрощённом виде можно представить, что классификатор работает с некоторым деревом состояний, переходы по которому определяются наличием видимой для DPI активной сессии между узлами (то, что в распространённых брандмауэрах называется Established connection), наличием ответных (парных) сообщений (это детектирование типовых “хендшейков” вида “запрос-ответ-подтверждение” на начальной стадии), соответствием заголовков транспортных пакетов и параметров адресации (адреса, номера портов), наличием заданных сигнатур и средним объёмом переданных данных. Понятно, что только лишь поиск сигнатур в конкретном пакете – тут заведомо не работает: нужно именно сопровождение состояний во времени. При этом классификация пакетов “размытого” протокола требует максимального задействования вычислительных ресурсов, нужных для расчёта эволюции только что описанного дерева – ведь каждый пакет требуется обработать, провести по функциям проверки, а потом положить информацию в буфер, чтобы позже проверить, не придёт ли какой-то ещё пакет, который можно привязать к уже полученному. Так что это всё скорее теоретические рассуждения, чем доступные на практике методы.

(Я уже писал о полностью зашифрованных протоколах раньше, в том числе, про распределение ключей и влияние TLS.)

Из очевидных, – казалось бы, – особенностей обработки радиосигналов: определять координаты (точечного) источника радиосигнала можно и при помощи одного приёмника, если этот приёмник движется, знает свою траекторию, а также знает параметры сигнала источника в точной привязке ко времени. Тогда можно вычислить рассогласование (по фазе) между сигналами в разных точках траектории приёмника, это рассогласование позволит построить “фазовый фронт”, а по его “кривизне” уже можно рассчитать координаты источника. Грубо говоря, если передатчик-пищалка излучает “чистую синусоиду”, то, определив фазу в одной точке, можно переместить приёмник и посчитать рассогласование фаз между этими точками (но, конечно, нужно учитывать, что не произошло перехода через целый период). На этом же геометрическом принципе основано синтезирование антенных апертур.

Вовсе не обязательно зацепляться именно за “чистые гармоники”, как в простом примере выше, годится произвольный сигнал, характеристики которого известны заранее в развёртке по времени. То есть, фиксируется опорный кадр времени “внутри сигнала” в начальной пространственной точке приёмника, потом новые кадры, записанные в других точках, сдвигаются по времени к опорному кадру – сдвиги как раз и дают нужные данные: разницу в расстоянии до источника. Ну или, если хотите, можно считать, что в начальной точке синхронизируется временная шкала, а потом измеряется расхождение в других точках (это основа радионавигации). Да, схема полностью полагается на предсказуемость свойств сигнала, потому что в двух разных точках этот сигнал измеряется в разное время. И если сигнал передатчика совсем уж непредсказуем, то возникнут проблемы, поскольку непонятно, что с чем сравнивать, и таки придётся использовать несколько приёмников с синхронизацией внешнего времени. Однако очень многие современные сигналы, – в том числе, носители “цифровых каналов связи”, – имеют “внутри” подходящие метки – синхроимпульсы различного типа.

Есть ещё такой аспект в практическом использовании систем “текстового” ИИ, типа ChatGPT: некоторые пользователи думают, что когда они задают этой системе “задание” написать текст по некоторой теме, то ИИ собирает информацию, проверяет предмет через “поисковые системы” и извлекает данные из “научных статей”.

Собственно, именно на этой интерпретации основана идея, что ИИ “заменит учёных” (оно, конечно, опрос “воображаемого эксперта”, как метод, для некоторых СМИ вполне может если и не заменить, то сильно облегчить, это факт). Чуть более маркетинговое толкование на этом же направлении приводит к предложению использовать ИИ для получения “краткого пересказа” статей.

При этом то, с чем имеют дело пользователи современных систем ИИ в реальности, это всего лишь программы, которые генерируют текстовый вывод по внутренним шаблонам, отталкиваясь от заданных в запросе слов и предложений. То есть, не анализируют публикации, не собирают данные, а генерируют формальный текст по словарю в соответствии с алгоритмом и коэффициентами, взятыми из базы компьютерной нейросети, но делают это очень хорошо, почему и вводят в заблуждение.

А так, конечно, “компьютер не может ошибаться“.

– Зачем вы устраиваете эту симуляцию вселенной?
– Чтобы проверить, что симуляция вселенных вообще возможна.

Тут, кстати, тоже есть рекурсия: некоторая “старая” сверхцивилизация запускает симуляцию вселенной, мотивируя расход ресурсов необходимостью проверки, не в симуляции ли находится сама эта сверхцивилизация, ведь такую симуляцию могла запустить Сверхцивилизация (с заглавной буквы). Однако только в том случае, если симуляции вообще возможны. Напрашиваются проблемы вложенности вселенских “гипервизоров”: можно ли запустить гипервизор внутри гипервизора? ну, “докер-контейнеры” можно попробовать, да; а какие будут потери вычислительных ресурсов на такой вложенности?

Тут важны квантовые свойства. Предположим, мы устроим собственную квантовую симуляцию вселенной (со строчной буквы) таким образом, чтобы заведомо сильно нагрузить внешний рекурсивный гипервизор, если он есть. Как это можно проделать? Станем выбирать такую модель, где результат симуляции в каждый временной шаг требует интерференции большого количества возможных квантовых состояний. Учёт этих состояний внешним симулятором-гипервизором должен загрузить доступные этому гипервизору ресурсы. Каждое состояние требуется посчитать и удерживать в памяти для построения корректного результата интерференции – от этого результата зависит дальнейший ход нашей охватывающей симуляции, в которой, предположим, исследователями наблюдаются результаты собственной вложенной симуляции. Если немного сосредоточиться, то тут можно насчитать три уровня: внешняя Вселенная, симуляция “нашей” вселенной, симуляция вселенной внутри симуляции. Тут можно понадеяться на то, что внутри этой третьей симуляции тоже станут запускаться вложенные симуляции вселенных, но, скорее всего, от этого предусмотрена защита. Эффект от срабатывания этой защиты должен подниматься из вложенных симуляций, а значит – можно попробовать его использовать в качестве способа обнаружения гипервизора (что-то это напоминает).

Вообще, именно управление распределением ресурсов гипервизора и нужно детектировать, на этом построено много научных работ о симуляции вселенных. Так, если добавление квантовых состояний требует выделения новых ресурсов, то момент их выделения может проявляться в некотором скачке: ресурсы запрашиваются – симуляция спотыкается и приостановлена – ресурсы выделены – симуляция заработала в прежнем режиме. Забивать ресурсы вселенского гипервизора квантовыми состояниями, запуская симуляции собственных вселенных, можно с экспоненциальным ростом. Как обычно, мешает непонятный и путаный принцип хода времени: если запрос ресурсов и поднимается в гипервизор, то не факт, что ход их перераспределения спускается обратно в симуляцию. То есть, момент “спотыкания” может быть не виден изнутри. Однако можно ожидать, что характерным образом споткнётся время во вложенной симуляции (на третьем уровне). Вот поэтому и имеет смысл запускать квантовую симуляцию вселенной – если споткнётся, то, возможно, всё уже и так в гипервизоре.

Почему “спагеттизация” Интернета не относится напрямую к технологиям создания, собственно, “каналов связи”? В принципе, на уровне от “физического порта” до “физического порта” сейчас тоже присутствует виртуализация, а создание туннелей под собирательным названием “L2VPN/MPLS” – вполне себе распространённая практика. То есть, трафик и на этом уровне может ходить замысловатыми путями, тут имеется собственная маршрутизация, хитрая динамическая коммутация и прочие занимательные инструменты. Это так, однако Интернет – это IP плюс автономные системы с BGP (и плюс DNS, конечно), а также более или менее непрерывная, в смысле IP/BGP, “глобальность” (которая пока что ещё остаётся доступной на практике). “Глобальность” важна потому, что IP-сети повсеместно используются и вполне себе изолированные. Но, конечно, элементы “битвы за банхаммер” наблюдаются и на уровне “отключения канала и портов доступа”.