dxdt.blog: занимательный интернет-журнал

Намечается очередная новинка в области безопасности систем GSM. На этот раз речь об удалённом внедрении программного кода в SIM-карту телефона. Краткая суть: современные SIM-карты могут содержать специальные JAVA-приложения, реализующие ту или иную дополнительную функцию телефона. Обновления этих приложений производятся при помощи отправки специальных SMS, которые должны проходить проверку достоверности.

Однако, как пишут исследователи (Karsten Nohl, который довольно давно занимается проблемами GSM), для реализации такой проверки используются устаревшие, уязвимые алгоритмы (а именно – слабый вариант DES), что позволяет раскрыть секретный ключ и отправлять на телефонные аппараты абонентов произвольный программный код, который будет там выполняться, так как успешно проходит аутентификацию. Сам ключ раскрывается перебором, данные для перебора добываются путём отправки на атакуемый телефон неправильно сгенерированного SMS-сообщения, имитирующего обновление: ответ, присланный телефоном, содержит блок данных, зашифрованный искомым ключом.

Вот, старая тема вновь всплыла: говорят, что в Штатах записывают все телефонные разговоры внутри страны, чтобы потом, если вдруг, то запись поднять и прослушать.

Известна юридическая трактовка, согласно которой автоматическая запись и обработка – не есть прослушивание, поэтому не нужно дополнительных разрешений. Самых занятных технических вопросов, связанных с этой темой, два: первый – насколько большой объём данных получается; второй – как быть с маршрутизацией данных во время записи внутри большой и сложной системы телефонных сетей (речь, вообще говоря, идёт и о мобильной связи).

Если есть система распознавания речи, то объём данных можно резко сократить, сжимая текстовое представление, полученное после расшифровки аудиосигнала. В таком варианте нет никаких проблем с хранилищем: люди за год не наговорят даже на сотню жёстких дисков. Распознавание не требуется вести в реальном времени, можно устроить буферную зону из которой данные перетекают в текст по мере обработки. Очевидно, что фрагменты, которые не удалось уверенно распознать, можно сохранять в звуковом виде, в качестве дополнения к текстовой расшифровке.

Сложнее со вторым вопросом: как собирать данные. Очевидно, можно поставить специальное оборудование на ключевых транзитных узлах, если такие узлы есть. Проблема в том, что большие телефонные сети (особенно это касается сотовых), в смысле передачи данных, не обязательно хорошо “централизованы”, скорее наоборот – склонны к децентрализации. Поэтому нужно либо ставить очень много специальных записывающих узлов, строить отдельную иерархию сбора данных, либо обязать операторов связи самостоятельно построить нужную иерархию дополнительных каналов на своих сетях, а получившиеся потоки передать “куда следует”. Обе задачи сложны. Сложнее, чем организация преобразования и хранения данных. Но, естественно, всё это вполне решаемо. То есть, даже если сейчас не записывают всё подряд (избранные потоки уже записывают, без сомнений), то будут записывать в самом ближайшем будущем.

Интересный пример: всё возрастающая доступность технологий теперь позволяет строить некий аналог сети GSM на базе очень доступного оборудования и, что немаловажно, открытого ПО; вот – здесь для создания подобия соты использовали Raspberry Pi.

То есть, буквально уже сейчас подобные “частные сети” будут доступны для реализации силами пары подкованных энтузиастов. Связь идёт в массы. Уже поговаривают, что подобные решения скрытно используются для связи нелегальными группами разного толка. При этом никто не отменял государственного регулирования использования радиочастот. Поэтому, с одной стороны, есть доступный эфир, в который может выйти каждый. И, с другой стороны, нарушения правил использования этого эфира наказываются – ну, если сумеют вычислить нарушителя. (Исследователи, сделавшие соту на Raspberry Pi, использовали заэкранированную лабораторию для своих экспериментов.)

Тут есть параллели с регулированием Интернета. Если говорить о публикации информации, о “влиянии на умы”, то Интернет сейчас сделал эту функцию доступной для каждого. Это тот самый свободный эфир. А механизмы регулирования “радиочастотного спектра” – для Интернета пока только готовятся.

DARPA подыскивает технологии для создания радиоканалов с полосой 100 Gb/s. Планируют разработать, построить и испытать канал для радиосвязи воздушного базирования, обладающий пропускной способностью, эквивалентной волоконно-оптической линии, способный действовать сквозь облака. При этом требуется всепогодность (допускается, впрочем, снижение показателей при неблагоприятных атмосферных условиях). Дальность действия – 200 километров для каналов “воздух-воздух” и 100 километров для “воздух-поверхность”. Работает с высотной летающей платформы – то есть, дирижабль, как я думаю.

DARPA анонсирует состязание под названием Spectrum Challenge: участникам предлагается, используя одинаковую аппаратуру SDR (software-defined radio), реализовать протокол обмена радиосообщениями, обеспечивающий устойчивую связь в условиях, когда частоты используют другие радиоустройства, мешающие работе. Причём, этими “мешающими пользователями” будут разработки других участников – на то оно и состязание.

Про насекомых, из которых делают киборгов, я писал больше четырёх лет назад. Сейчас тема набирает популярность. Собственно, преимущества таких киборгов перед роботами, которых делают с нуля, всё те же: инженерам не нужно морочить голову, конструируя эффективные (экономичные) сервоприводы, обеспечивающие перемещение робота. Насекомое – тот же робот, только приводы у него уже есть и вряд ли можно сконструировать что-то эффективнее.

Более того, насекомые уже поставляются с системой питания. А это, до сих пор, основная проблема: компактных и достаточно мощных источников питания, подходящих для микроробота по прочим параметрам, за четыре прошедших года так и не создали (см. старую записку по ссылке выше). В общем, со всех сторон выгоднее приделать свой контроллер к имеющемуся природному насекомому. Идеальное решение, конечно, будет подразумевать интеграцию чипов на уровне личинки, чтобы после превращения жук уже получался с дополнительными системами.

Особых проблем с передачей данных по каналу жук – центр в двух направлениях – нет. Куда как сложнее приделать чип к насекомому, чем обеспечить с ним дальнюю связь. Приём сигналов на стороне центра управления могут осуществлять и специальные спутники (большие антенны на них ставить научились очень давно), и самолёты, и перспективные высотные дирижабли, барражирующие в заданном регионе. Несколько сложнее обеспечить приём команд жуком. То есть, передавать-то мощный сигнал можно, но если действовать в лоб, то сигнал будет демаскировать факт применения киборгов. Кроме того, вмешаются помехи. На стороне киборга ситуацию ухудшает принципиальная невозможность размещения большой антенны.

Можно предложить такую схему: жук достаточно автономен и не нуждается в большом числе команд, поступающих в режиме реального времени; а небольшой набор “медленных” управляющих сигналов может передаваться в защищённом режиме (размазываем по времени и частотам) и восстанавливаться, вычисляться, на борту, при помощи накопления энергии сигнала. Равно та же методика хорошо работает для GPS-приёмников.

Так что затруднений на сигнальной стороне, про которые сейчас пишут, не будет в практическом применении созданных насекомых-киборгов. Если только их запустят в серию, то есть, примутся выращивать в особых инкубаторах сотнями – цель-то именно такая. И прикладные трудности тут касаются именно способов достижения этой цели, а не надуманных “проблем связи”.

Google показывает очки “дополненной реальности”. А между прочим, ценность интерактивных очков, позволяющих просматривать дополнительную информацию в интегрированном с “основной” картинкой реальности виде, теряется, если эти очки служат лишь интерфейсом для смартфона. “Дополненние реальности” уведомлениями об SMS – это не то, что хотелось бы получить. Это лишь избыточный, маркетинговый “функционал”.

Полезный вариант – информация о том, что происходит вокруг, которую нельзя (или очень затруднительно) “пронаблюдать” обычным способом. Скажем, какие-то физические сведения об объектах, находящихся в поле зрения: скорость, направление движения – это интересно и полезно, потому что оказывается развитием зрительной системы. Ещё полезнее вывод информации от дополнительных сенсоров, демонстрация результатов анализа этой информации в режиме онлайн.

Хотя, наверное, как товар от Google – очки с “эсэмэсками” должны пойти хорошо. Тем более, что туда же можно транслировать указания вида “купи вот эту куртку”.

Nokia анонсирует смартфон с камерой в 41 мегапиксел. Видимо, расчёт как раз на то, что такое число все кинутся обсуждать. Вообще, они честно пишут, что, мол, пикселы собираются в группы по семь штук, поэтому реальное разрешение где-то около 5 мегапикселей. Показатель более разумный, потому что 41 мегапиксель для матрицы размером примерно 12х8 мм (если я не ошибаюсь) – это за пределами физического разрешения всякой световой оптики, а особенно далеко за пределами разрешающей способности небольшого объектива, который можно запихнуть в смартфон. С другой стороны, даже в случае с объединением пикселей, не ясно, достаточно ли там света, чтобы было, что “семь раз отмерить”.

Число пикселей – это ж важный инструмент маркетинга смартфонов, наверное, скоро будут гигапиксельные устройства, да?

Микроэлектронные комплектующие, которые производятся и закупаются за рубежом, могут содержать в себе аппаратные закладки (строго говоря, и отечественные микросхемы тоже могут содержать закладки, но это уже другая категория рисков). Понятно, что такие закладки могут вредить оборудованию, в составе которого используются вредоносные микросхемы. Тут нетрудно наметить сразу несколько направлений борьбы.

Во-первых, можно производить все комплектующие самостоятельно, на проверенных заводах. Ничего не закупать. Второй путь: можно совершенствовать инструменты выявления закладок, чтобы не использовать опасные микросхемы, а закупать хорошие. Плюс – улучшать архитектуру электроники, строя системы таким образом, что даже сработавшая закладка не приносит заметного вреда. Да, закладку вполне реально спроектировать практически необнаруживаемой. Но такое проектирование потребует дополнительных вложений от разработчика. То есть, опять возникает экономический аспект.

Понятно, что собственное производство обеспечивает некоторую дополнительную независимость для государства. Вопрос в том, является ли этот момент ключевым, дающим какое-то уникальное преимущество. Исследование микросхем – ничуть не менее высокотехнологичное направление, чем их производство, так что всякие дополнительные бонусы, вроде развития прикладной науки, сохраняются. При этом доступ к глобальному рынку позволяет получить более широкий ассортимент комплектующих. Какой подход, в итоге, оказывается эффективным? Постройка собственного производства или развитие инструментов контроля?

В продолжение комментариев к заметке про управляемые пули. Интересно посчитать, примерно прикинуть, на каких интервалах времени должна работать гипотетическая система, обнаруживающая снайперов путём наблюдения полёта пули. Обнаружить стрелка нужно до того, как пуля поразит цель. Это только на первый взгляд кажется фантастикой. Существуют системы, работающие с куда более быстрыми процессами, чем полёт пули.

Итак, предположим, что скорость пули в момент вылета из ствола винтовки составляет 1000 м/с. Это очень и очень высокая оценка. Обычный винтовочный показатель – 700-900 м/с, для мощного патрона, заметьте. Дистанция до цели – 700 метров. Это довольно далеко (хотя рекордные показатели сейчас превышают километр). Понятно, что на всем протяжении полёта пуля теряет скорость. Да, для очень точных результатов нужно ещё учитывать, что траектория не будет прямой линией. Однако в нашем случае и без этих деталей понятно, что оптимистичная оценка времени полёта – около 800 мс (0.8 с). Важная особенность: получается, что полёт пули будет сверхзвуковым на всём протяжении, так что звуковые детекторы отпадают.

Для наблюдения за пулей используется сенсор, работающий с тем или иным электромагнитным полем (излучением). Пусть это будет специальный лидар, или РЛС миллиметрового диапазона (тут есть свои трудности с выбором технического решения, но это другая история). Для преодоления пути 700*2=1400 м (до винтовки и обратно) сигналу РЛС потребуется примерно 5 мкс (5*10^-6 секунды). То есть, за одну десятую часть времени полёта пули (0.08 с), зондирующий сигнал успеет сбегать до места нахождения снайпера и обратно примерно 16000 раз. Понятно, что требуется время на генерацию зондирующего сигнала и обработку принятого отражённого, и всё такое прочее. Но всё равно масштабы времени столь различаются, что сенсоры нашей гипотетической системы, пока пуля летит, будут успевать сканировать большой сектор пространства.

Вернёмся к одной десятой от подлётного времени. 0.08 секунды. Микропроцессор, работающий с тактовой частотой в 10 МГц и выполняющий одну команду за такт, успеет пробежать программу из 800000 команд. (Если, конечно, программисты не “накосячат” в коде и штука не повиснет раньше.) Это много.

Что в итоге? Во-первых, есть куча времени на то, чтобы промерить траекторию полёта пули (тысячи зондирующих импульсов); во-вторых, есть ещё больше команд вычислителя, которые за то же время рассчитают возможные точки попадания пули. И, естественно, местоположение снайпера. И вот остаётся только один занятный вопрос: а не проще ли будет обнаруживать этой сверхбыстрой суперсистемой не пулю, а самого снайпера, до того, как он выстрелит?

Интересно придумать побочные каналы передачи информации, которые могут уже по причине своей “побочности” служить хорошей основой для стеганографии, сокрытия самого факта передачи информации. Речь о сценарии, когда кто-то (пусть это будет персонаж шпионского романа), находящийся, допустим, под наблюдением, скрытно передаёт данные третьей стороне.

Вообще, всякие наводки/излучения, с которыми борются, защищая информацию, годятся для организации подобного скрытого канала. Просто достаточно естественную наводку не блокировать. Скажем, годится сеть электропитания компьютера: в таком случае принимающая сторона ставит “прослушивающее” оборудование на линию, а тот, кто информацию передаёт, просто просматривает определённые файлы на своём компьютере – всё как обычно. Понятно, что есть куча сходных ЭМ-вариантов: сигнал, транслируемый монитором; наводки от принтера и так далее.

Есть в меру литературная идея с “передатчиком”, модулирующим свет лампы освещения в квартире: специальная лампа незаметно мерцает, мерцание представляет собой шумоподобный сигнал, передающий информацию; принимается утечка с помощью небольшого телескопа, который установлен в припаркованном на улице автомобиле. Проблема тут одна: слишком медленный канал получается, так как лампы освещения – это не лазерные стробоскопы.

Едва ли не идеальное решение – Wi-Fi. Источник достаточно мощный, частота высокая. Можно намеренно поставить жучок в точку доступа. Жучок подмешивает в сигнал “дополнительную нагрузку” – то есть, организует спланированную утечку, работающую без всякого вмешательства пользователя, который, как обычно, просто работает с документами на своём компьютере.

Наверняка, есть ещё немало занятных идей.