dxdt.blog: занимательный интернет-журнал

Очередная демонстрация возможностей новых технологий на примере “печати” стрелкового оружия: в этот раз пистолет металлический, стреляет без проблем и выдерживает, как минимум, несколько десятков выстрелов. Привлекательным для массовой прессы достижением отличилась компания Solid Concepts. Естественно, речь не о домашнем 3D-принтере, использующем пластик. Детали пистолета M1911 изготовлены на дорогостоящем индустриальном устройстве, при помощи технологии под названием Direct metal laser sintering (DMLS). Подробности – ниже.

Суть метода “печати” – в сваривании частиц металлического порошка при помощи лазера. Компьютерная модель детали разбивается на тонкие (параллельные) слои. Исходный материал (порошок) засыпан в специальный лоток, на поверхности массы порошка лазер “рисует” очередной слой детали, сваривая частицы между собой. На следующем шаге поверх обработанного материала наносится новый слой порошка, из которого достраивается новый слой детали, и так далее. Думаю, схема понятна. По завершении – из порошка достаём готовую деталь. (По ссылке выше есть видео – там процесс показан в подробностях.) Как пишут, у пистолета нарезной ствол, нарезки при этом “выращены вместе с деталью”. Детали не подвергались машинной обработке, а лишь немного дорабатывались ручными инструментами, видимо, перед первой сборкой.

Изготовить пистолет на домашнем оборудовании таким способом пока что не выйдет. Но только потому, что само оборудование не домашнее. Впрочем, если у кого-то подходящий 3D-принтер завалялся в гараже, то теперь достаточно “скачать из Интернета” модель, засыпать порошок и – пожалуйста, пистолет готов. Осталось только “доработать напильником”.

(Кстати, пружины, судя по всему, взяты готовые. “Печать” пружин – та ещё задачка.)

В продолжение предыдущей записки о системе хранения интернет-трафика. Понятно, что мало найти место для хранения трафика, нужно ещё решить ряд других непростых задач: во-первых, трафик нужно как-то заливать в хранилище; во-вторых, нужно предоставить доступ (с поиском и разными выборками) к сохранённому трафику.

Мы оцениваем трафик порядка терабита в секунду (это верхний предел, определённый из объёмов MSK IX). Конечно, напрямую заливать терабит в систему хранения через один порт технически невозможно. Поэтому для приёма трафика требуется построить некий распределённый многопортовый шлюз. Это большая проблема. Дело даже не в том, что гипотетический сверхпроизводительный элементарный узел сможет обрабатывать не более гигабита в секунду и таких узлов потребуется тысяча, а в том, что поступающий трафик нужно будет корректно сортировать по ряду признаков. Сортировка нужна хотя бы для того, чтобы удалить дубликаты пакетов и верно определить источник и получателя для каждой сессии. Тем не менее, эта проблема решается. Узлы, составляющие принимающий шлюз, могут быть размещены на разных площадках: не обязательно организовывать подключение в одной точке. Между узлами потребуется построить собственную сеть обмена “метаинформацией” о том, кто и что сохраняет. Очищенный на местах трафик отправляется в центральное хранилище.

Отдельная сложность – поиск в базе данных, имеющей объём около трех петабайт. Вспомним, что речь идёт о данных, которые перезаписываются каждые 12 часов. То есть, поиск должен быть быстрым, так как каждый час, затраченный на выборку, означает, что часть данных, которые могут потребоваться для уточняющих запросов, уже удалена. Возьмём экстремальный случай и предположим, что для выполнения запроса требуется перебрать 10% собранных данных. Пусть объём всей базы 2,7 петабайта, тогда 0.1 это 270 терабайт. Если наш “процессинговый центр” обрабатывает гигабайт в секунду (чрезвычайно быстро), то для перелопачивания 270 терабайт потребуется 75 часов. А это означает, что обработка уже не имеет никакого смысла. Не нужно, впрочем, делать вывод, что из подобной системы хранения нельзя извлечь ничего полезного.

Решением является создание архитектуры, оптимизированной с точки зрения выполнения неких определённых типов запросов на поиск. Чтобы такие запросы выполнять быстро, нужно будет при сохранении трафика вычислить некоторое “избыточное” представление, позволяющее найти нужный фрагмент трафика, скажем, в течение часа. Впрочем, решение этой задачи существенно усложняет организацию системы, записывающей трафик: потребуются дополнительные вычислительные мощности и, конечно, новое дисковое пространство.

Ну а идеальным решением было бы хранилище, способное долговременно хранить весь трафик. Пока что это абсолютная фантастика, ведь для терабита в секунду потребуется система, способная прирастать, примерно, на шесть петабайт доступного пространства в сутки – дата-центры строятся медленнее.

Телефонии немало лет. На смену проводной – повсеместно пришла беспроводная. За десятилетия эволюционировали и телефонные аппараты. Интересно взглянуть, как богател набор встроенных в аппарат функций, подходящих для сбора информации (в том числе, негласного сбора).

Первые аппараты работали либо в режиме точка-точка, либо через оператора. При подключении к проводам появлялась возможность прослушивания разговора. Это, собственно, тривиальный случай, но его тоже нужно отметить. Разговор мог в штатном режиме прослушивать оператор.

Параллельно с ростом проникновения телефонной связи развивались и средства негласного получения информации. Строгой связи с телефонией тут, конечно, нет. Однако классический проводной телефон, вошедший в употребление во второй половине 20-го века, за редкими исключениями, являлся “жучком”, установленным в квартире. Дело в том, что в телефонном аппарате есть узлы, которые, будучи запитанными от телефонной сети, создают канал утечки информации из помещения: подключив специальное, – но не очень сложное, – оборудование к абонентскому проводу (телефонной паре), можно принимать возникающие наводки и слушать разговоры в помещении примерно так же, как если бы мы использовали микрофон. Подчеркну: речь не о разговоре по телефону, а о разговорах в комнате, “возле телефона”.

Например, один из таких узлов – электрический звонок, находящийся в аппарате. Благодаря удачной конструкции, он, в качестве побочного эффекта, успешно преобразует акустические колебания в электрические сигналы, поступающие в телефонную линию. Снимать такой сигнал можно только в том случае, если удалось подключиться напрямую к “последней миле” заданного абонента. Зато качество сигнала очень неплохое.

Надо сказать, долгое время подобное подключение было возможно на так называемых телефонных кроссах АТС, куда абонентские пары выводились напрямую, без частотного уплотнения и прочих фокусов с обработкой. То есть, специалистам не требовалось выезжать в условный “конкретный подъезд”. Достаточно было организовать подключение на территории АТС.

Итак, классический телефонный аппарат позволял без особых сложностей прослушивать помещение, где он установлен. Но только в том случае, если аппарат подключен к телефонной розетке. Отключили – данная конкретная утечка невозможна. Впрочем, возможно организовать утечку, использующую выключенный телефонный аппарат, другими способами. Но все они по сложности существенно превышают описанный выше метод, а кроме того, не являются специфичными именно для телефонии. (Пример: настенные электронные часы. Но это другая история.) Больше из классического аппарата ничего особенного вытянуть нельзя. Продвинутые электронные модели, конечно, имели память для телефонных номеров: она часто фигурирует в детективах, позволяя тому или иному персонажу узнать, куда последний раз звонил “пользователь телефона”. Да ещё, наверное, можно снять отпечатки пальцев с трубки, но, опять же, это не особенность телефона.

Первые мобильные телефоны, надо сказать, устраняли каналы утечек по проводам, ввиду отсутствия последних. Взамен, до введения приемлемого шифрования, телефонные разговоры стало возможно прослушивать в эфире. Некоторые модели мобильных аппаратов, практически как и проводной телефон, позволяли (позволяют) прослушивать, с некоторого расстояния, разговоры, даже если аппарат находится в режиме ожидания. Но процесс организации утечки весьма сложен, требуется дорогостоящее, редкое оборудование и подходящие условия в эфире. Более того, эта, скорее теоретическая, возможность, по своему практическому результату полностью повторяет соответствующую функцию проводного телефона.

Самая главная новинка мобильной связи, в контексте нашей истории, – это возможность определения географического положения носителя жучка. Определить местоположение можно быстро, удалённо, и чисто техническими средствами. Принципиально новая функция, недоступная ранее. Сигнал аппарата содержит уникальные метки. Для определения положения нужны несколько приёмников, специальное оборудование и навыки радиопеленгации. GPS не требуется, но и простыми средствами не обойтись. Особенно благоприятной ситуация была в те времена, когда мобильные телефоны не получили ещё повсеместного распространения. Впрочем, других прорывов, кроме определения местоположения, первые мобильные телефоны не принесли, так как набор сервисных функций у них совпадал с электронными проводными телефонами.

С годами список сервисных функций расширялся. Переход на цифровую мобильную связь сразу же создал возможность локальной записи телефонных разговоров владельца аппарата. Ещё до появления современных смартфонов, такую запись можно было организовать, используя недокументированные возможности (читай – ошибки) аппарата. Электронная записная книжка, перекочевавшая в телефон, позволила получать подробную информацию о контактах владельца. Если эту книжку удалось скопировать, то раскрывались имена и фамилии, а не только телефонные номера. Память аппарата вообще является фундаментом для целого ряда дополнительных функций жучка: тексты SMS, сведения о частотности звонков на те или иные номера, данные о взаимодействии аппарата с сетью оператора – это всё новые возможности.

Итак, на очередном этапе эволюции к возможностям жучка добавились: функция определения местоположения, теоретическая локальная запись разговоров по телефону, локальное накопление информации о контактах.

Появились смартфоны, оснащённые большими экранами, мощными процессорами, и, что главное, фото- и видеокамерами. Теперь аппарат получил возможность вести наблюдение за реальностью вокруг его владельца, а из памяти можно вынуть большое количество снимков, запечатлевших друзей и знакомых владельца, для многих тут же указаны имена, фамилии и, естественно, номера телефонов. Наличие нескольких видов каналов внешнего доступа у смартфона (кроме чисто “телефонной” сети, добавились WiFi, Bluetooth и т.д.) сильно снижает затраты по подключению к нужным функциям жучка извне. Кроме того, перемещение “сервисных” возможностей на борт аппарата позволяет, например, получать сведения о местоположении абонента штатными локальными средствами – тут помогает GPS.

Просмотр веб-сайтов, электронная почта – благодаря большой памяти аппарата теперь можно получить доступ не только к каким-то там SMS, но и к подробному архиву личных сообщений. Физический доступ к аппарату, как в случае со старыми трубками, уже не нужен: достаточно удалённо установить приложение. Это же приложение сможет слушать разговоры с помощью встроенного микрофона и, при необходимости, делать фотоснимки и вести видеозапись.

Удачное сочетание функций определения положения в пространстве, измерения ускорений (тот или иной “гироскоп”, как известно, тоже наличествует в смартфоне) и ориентации аппарата, а также получения фотоснимков и анализа сигналов WiFi, уже позволяет картографировать места обитания носителя жучка в удивительных подробностях, позволяющих построить детальную 3D-модель его квартиры, вместе со всем внутренним убранством. Да, нужно установить приложение. Но, как показывает практика, никто пока что не отменил и недокументированных возможностей.

Так что новый этап эволюции позволил жучку-телефону записывать сведения о привычках владельца, собирать его личную почту, строить модели жилища. В список не попали традиционная запись разговоров различными способами и определение местоположения. В новых телефонных аппаратах уже добавляют сканеры отпечатков пальцев, а личные данные из телефона давно приучили копировать “в облако”, чтобы, опять же, не требовался физический доступ к аппарату.

На всё про всё потребовалось около 130 лет. Не так уж и долго, с другой стороны.

Занятное сейчас время в истории российского Интернета. Больше года назад мы с Артемием Ломовым написали для “Доменных имён” статью “Сценарии конца Интернета”, я уже как-то приводил на неё ссылку. В качестве первого сценария конца в статье приводится сбой “Красной кнопки” – механизма, призванного блокировать отдельные сайты. Процитирую пару моментов:

Предположим, что такую кнопку создали. Неважно как. […] При создании кнопки не предусмотрели всех мер по ее защите, по исключению ложного срабатывания. Еще бы! Кнопку конструировали для того, чтобы отключить интернет-ресурсы, и всякие излишние меры предосторожности тут вредны — вдруг в ответственный момент они помешают?

В общем, однажды кнопку включат для того, чтобы заблокировать один интернет-ресурс, но в результате срабатывания технологического механизма заблокированным и отключенным окажется весь Интернет. «У-упс! » — вежливо произнесет оператор кнопки, обозначив окончание очередной эпохи.

Думали, фантастика. Но уже в мае этого года из-за серьёзной архитектурной ошибки в реализации блокирования сайтов “Ростелеком” на некоторое время закрыл доступ к “Яндексу”. То есть, первый сценарий уже заиграл.

На днях начала просматриваться вторая веха интернет-истории. Она связана с борьбой за “копирайт”. Конечно, этот сценарий, – он не новый, – тоже описан в статье:

Сценарий может подкорректировать вмешательство государств, которые […] запретят использование файлообменных протоколов и заодно социальных сетей, обяжут провайдеров блокировать соответствующие виды трафика и, например, разрешать доступ только по «белым спискам». Не ограниченное фильтрами использование Интернета вообще автоматически приравняют к «нарушению копирайта», не размениваясь на уточнения, и обычные пользователи потеряют ко всему этому технологическому безобразию интерес.

Нельзя, конечно, сказать, что описанные сценарии год назад являлись таким уж прямо открытием. Но что события пьесы станут развиваться с подобной быстротой, да ещё сразу по нескольким сюжетным линиям – это, действительно, неожиданно.

Историческое время.

P.S. Кстати, с апреля этого года я больше не являюсь главным редактором “Доменных имён”, но остался в редколлегии и веду в журнале раздел, посвящённый информационной безопасности.

Предположим, что в не самом далёком будущем, году эдак в 2072, атомные реакторы, вырабатывающие электроэнергию, находятся прямо внутри крупных городов, заменяя собой распределительные подстанции масштаба квартала или многоквартирного высотного жилого комплекса. Как такое стало возможным?

Вот как. “Зелёные” обрели большую силу и наконец-то добились повсеместного запрета атомной энергетики. Однако буквально каких-то десять лет спустя, население, – вынужденно проживавшее не только без электромобилей, кондиционеров, роботов-пылесосов, но и без СВЧ-печей и стиральных машин, – взбунтовалось. В результате возникшей реакции, “зелёных” выселяют “на природу”, а атомную энергетику не просто выводят из-под всяких запретов, но ещё и дают ей такое распространение, какое не снилось даже кондовым технофутурологам из 30-х годов двадцатого века. Поэтому специальные реакторы буквально в каждом дворе. Заглублённые под землю, понятно. Главное, чтобы топлива хватило.

(Кстати, термоядерные реакторы в этом будущем не используют потому, что конструкторы пока так и не смогли добиться их стабильной работы.)

(Источник иллюстрации.)

Известно, что боеголовка, доставляемая к цели межконтинентальной баллистической ракетой, может быть маневрирующей. Обычно, в качестве причины для использования маневрирующих боеголовок называют преодоление ПРО. Действительно, перехватить такую цель сложнее, чем обычную, летящую более предсказуемо. (Кстати, вовсе не факт, что маневрирующая боеголовка обязательно “маневрирует непредсказуемо” с точки зрения системы ПРО. Непредсказуемости ещё нужно добиться специальными конструкторскими решениями.) Интересно, что преодоление ПРО – это только одно логичное применение.

Все, кто пробовал стрелять из рогатки, знают, что даже минимальное отклонение параметров пуска заряда приводит к серьёзным отклонениям от цели на конечном этапе его полёта. С ракетами примерно то же самое. Поэтому очень важна точная работа двигателей и систем управления на начальном этапе полёта. Например, точное отключение тяги реактивного двигателя – всегда стояло в ряду ключевых ракетных технологий, обеспечивающих точность. Точность и предсказуемость разгона проще реализовать для двигателей, работающих на жидком топливе. А вот с твердотопливными системами – дело обстоит сложнее.

Однако, если есть возможность корректировать полёт полезной нагрузки (боеголовки) на заключительном этапе, то, очевидно, требования к точности работы разгонных элементов можно снизить. Естественно, большие ошибки всё равно испортят полёт, но минимальные погрешности можно компенсировать позже. Эффективность коррекции при этом сильно возрастает, так как оставшееся подлётное время невелико и минимальные погрешности наведения уже не дадут таких больших отклонений, как если бы они приключились на начальном этапе полёта.

Вывод можно сделать такой: для твердотопливных систем маневрирующая боеголовка – не только средство преодоления ПРО, но и необходимый элемент, который позволяет достичь нужной точности доставки нагрузки к цели, тем самым снизив потребную мощность заряда (что, вероятно, позволяет разместить больше блоков индивидуального наведения на одной ракете).

В Музее Фицуильяма (Fitzwilliam Museum) хранится занимательный металлический многофункциональный нож, вроде швейцарского армейского: помимо клинка, инструмент имеет складную ложку, некие крючки и вилку. Ничего необычного, конечно. Кроме того, что этот инструмент с территории Рима датируют третьим веком нашей эры. Материалы: железо (клинок) и серебро. Скорее всего, если это третий век, то нож был весьма специальный, не имевший широкого хождения. Картинка ниже.

Естественно, на ум сразу приходят идеи об особом снаряжении древних “специальных агентов”. Нет, понятно, что подобная чисто бытовая штука им без надобности. Но её существование показывает, что древний механик мог придумать и что-то позаковыристее. Не только придумать, но и изготовить. Вероятно, в силу редкости, подобное снаряжение до нас не дошло. Хотя, должны бы быть какие-то схемы.

(Ссылкой на описание этого ножа поделился Александр Малюков.)

Воскресная тема. Мне показали старый советский агитационный плакат, датированный 1942 годом. Вот его фрагмент:

Обратите внимание на самолёты (вверху слева) – у них характерное тонкое стреловидное крыло. Если трактовать изображение, делая поправку на художественную трансформацию, то крыло пригодно для сверхзвукового полёта. Естественно, выраженное стреловидное крыло для самолёта известно с начала 20-го века. Но массовые военные самолёты 40-х годов имели либо прямое крыло, либо крыло малой стреловидности, к тому же, профиль обычно был довольно толстым. То есть, для 1942 года изображённые самолёты весьма прогрессивны, и больше напоминают реактивные истребители 50-х, особенно, если учитывать ещё и форму фюзеляжа.

Откуда могла пойти легенда о том, что существуют “секретные теоремы высшей алгебры”, которые позволяют криптоаналитикам спецслужб смотреть на современную криптографию под совсем другим углом зрения? Очевидно, из опубликованных (спустя многие годы) закрытых работ, происходящих из недр аналитических и исследовательских подразделений тех самых спецслужб.

Действительно, анализ конкретных криптосистем, проводимый для собственных нужд разведки, должен быть засекречен. Через некоторое время секретность теряет смысл – документы, связанные с анализом, могут быть опубликованы. В документах есть математика, есть теоремы. Достаточно немного популярно изложить предмет – и вот вам “секретные теоремы высшей алгебры”.

Ну и не станем забывать о том, что многие результаты, легшие в основу современного “несекретного” математического аппарата криптографии, были параллельно получены в рамках вполне себе секретных исследований, выполненных профильными институтами спецслужб. Наиболее часто описываемый случай “секретных теорем” (не так важно, достоверный или нет) – криптосистема RSA: алгоритм, известный сейчас как RSA, на несколько лет раньше появления описаний в открытых источниках, предложил Клиффорд Кокс (Clifford Cocks), математик британского Центра правительственной связи (GCHQ), но его публикации держали в секрете до 1997 года.

На картинке, как пишут, “концепт” боевого беспилотника с вертикальным взлётом и посадкой от Lockheed Skunk Works.

Красиво. Занимательно. Сверху и снизу, в крыле, это открыты лючки посадочных “вентиляторов”. Из-за них крыло – дозвуковое, похоже. Что касается пилонов: вообще, рано или поздно инженерная мысль придёт к внешним подвескам, не нарушающим режим малой радиолокационной заметности. Пилоны можно изготовить из сверхсовременных материалов, которые не “светятся”, а для ракет, подвешенных к ним, собственная низкая заметность тоже весьма полезна.

Фото (Библиотека Конгресса), на котором изображён пожарный трицикл из 1910-х годов прошлого века, “стимпанковского” вида:

Интересный аппарат. Это действительно противопожарная система быстрого реагирования, которую можно было доставить к возгоранию за минимальное время. Для создания давления в системе тушения использовали энергию химической реакции (поэтому Chemical), важные химикаты находятся в цилиндрическом баке, расположенном наверху, его хорошо видно. Тушили, впрочем, смесью воды с продуктами реакции.

(Источник фотографии.)