Секреты и ложь. Безопасность данных в цифровом мире - Брюс Шнайер

Это серьезные проблемы, и они не могут быть легко решены. Аутентификация с использованием криптографии в конечном счете поможет преодолеть эти трудности, потому что больше не будет компьютеров, безоговорочно доверяющих сообщениям, которые якобы прибыли с сервера DNS. В настоящее время продолжается работа по созданию надежной версии системы DNS, которая справится с этими проблемами, но ждать придется долго.

В сентябре 1996 года неизвестный хакер или группа хакеров атаковали компьютеры нью-йоркского интернет-провайдера Panix. Они посылали сообщения hello (пакеты синхронизации SYN) на компьютеры Panix. Обычно предполагается, что удаленный компьютер отправляет Panix приветственное сообщение, ожидает ответа и после этого продолжает сеанс связи. Нападавшие фальсифицировали обратный адрес удаленных компьютеров, так что Panix пытался синхронизироваться с компьютерами, которые в действительности не существовали. Компьютеры Panix 75 секунд ожидали ответа удаленного компьютера, прежде чем прервать связь. Хакеры «топили» Panix со скоростью более 50 сообщений в секунду. Это превышало возможности компьютеров Panix, что и привело их к аварийному отказу. Такое нападение называется атакой синхронизации (SYN flooding).

Это был первый получивший огласку случай атаки на хосты Интернета, приводящей к отказу в обслуживании. С тех пор было предпринято много других. Атака, приводящая к отказу в обслуживании, – это особо вредоносная атака на коммуникационные системы, поскольку они разрабатывались именно для связи. В сети лавинная адресация запросов на установление связи является хорошим способом привести компьютер к аварийному выходу из строя. И часто не бывает возможности отождествления организатора этого нападения.

Существует возможность вызвать «отказ в обслуживании» обычного почтового сервиса: злоумышленник подписывает жертву на все каталоги почтовых заказов и на прочие издания, которые только могут прийти на ум. Жертва получает так много корреспонденции, допустим, 200 единиц в день, что шансы потери полезной почты среди ненужного хлама увеличиваются соответственно. Теоретически так обязательно и случится. Единственный способ воспрепятствовать этому нападению – ограничить количество рассылок ненужного хлама. А в Интернете почтовые серверы по определению рассылают почту. В 1995 году Фронт освобождения Интернета (Internet Liberation Front – это, скорее всего, вымышленное название, с тех пор о нем не было упоминаний) направил поток сообщений по электронной почте в журнал Wired и его автору Джошуа Квиттнеру. Поток был так велик, что компьютеры перестали работать.

Эта атака известна как бомбежка почтой, и она весьма эффективна. Отправьте кому-нибудь достаточное количество почтовых посланий, и его почтовый сервер будет принимать почту до тех пор, пока не «захлебнется». Наилегчайший путь сделать это – подписать жертву на тысячи почтовых рассылок. На дисках жертвы может не остаться места, сетевое подключение может перестать работать, или компьютеры могут прийти к аварийному отказу. И если вы замаскируете происхождение потока электронной почты, никто вас не поймает.

Есть другие нападения, приводящие к отказу в обслуживании. Некоторые нацелены на компьютеры, подобно только что описанному нападению на сервер электронной почты. Другие ориентированы на маршрутизаторы. Некоторые настроены на вебсерверы. Основная идея – та же самая: завалить цель таким большим количеством хлама, что он остановит ее работу. WinNuke может привести к аварийному отказу компьютеров с операционной системой Windows 95 и более ранней. Одиночное нападение в Интернете в апреле 1999 года вызвало сбой 6000 компьютеров с Windows 95.

Иногда может быть трудно отличить нападение, приводящее к отказу в обслуживании, от неправильных действий. Представьте себе городские магистрали. В нормальное время по ним можно ехать быстро. В часы пик там много заторов. Во время демонстраций они вообще закрыты. В 1999 году демонстрация против Всемирной торговой организации парализовала движение в центре Сиэтла, что, несомненно, можно рассматривать как атаку типа «отказ в обслуживании». Несколько раньше, когда пилоты American Airlines стали сказываться больными намного чаще обычного и у компании возникли проблемы с обслуживанием рейсов, это было менее очевидной разновидностью этой атаки. В 2000 году после выхода в эфир специальной телевизионной программы «Кто хочет выйти замуж за мультимиллионера» веб-сайты телеканала были сокрушены наплывом желающих войти и зарегистрироваться для участия в шоу. Было ли это нападением, приводящим к отказу в обслуживании?

Некоторые исследователи предложили средства защиты, вынуждающие клиента производить длительные вычисления, прежде чем он получит возможность соединения. Идея состоит в том, что если клиент должен потратить время на вычисления, то он не сможет «затопить» адресата многочисленными соединениями. Это хорошая идея, но она не будет работать против распределенных нападений типа «отказ в обслуживании», о чем мы поговорим в следующем разделе этой главы.

Некоторые полагают, что всему виной недостаточная аутентификация в Интернете. Это утверждение бессмысленно. Нападения типа «отказ в обслуживании» причиняют вред тем, что присылают пакеты; будут ли пакеты аутентифицированы или нет, никакого значения не имеет. Обязательная аутентификация никак не сможет предотвратить такие нападения или помочь в идентификации нападающих. Было бы иначе, если бы аутентификация могла быть проверена в каждой точке Сети. Это привело бы к изменениям в способе работы Интернета и значительно уменьшило бы пропускную способность сетей: вместо простой маршрутизации пакетов все коммутаторы и маршрутизаторы должны были бы еще аутентифицировать их.

Здесь может помочь крупномасштабная фильтрация сети интернет-провайдерами; если сеть в состоянии заблокировать нападение типа «отказ в обслуживании», оно никогда не достигнет цели. Здесь аутентификация может оказаться полезной. Но фильтрация интернет-провайдерами потребует больших усилий и значительно уменьшит сетевую пропускную способность. Подобным образом повсеместное использование коммутаторов и маршрутизаторов Интернета, в работу которых были бы внесены некоторые изменения, способствовало бы решению этой проблемы: они могли бы отказаться пересылать пакеты, которые явно подделаны. И опять-таки, это потребует значительных изменений.

И наконец, несмотря ни на что, с нападениями, которые попросту заваливают адресата потоками информации, ничего нельзя поделать. Некоторые нападения основываются не только на использовании лавинного эффекта: они также эксплуатируют определенные слабые места в защите; и они могут быть предотвращены, если будут заблокированы эти уязвимые точки. Но если у нападающего достаточно мощный «пожарный брандспойт», он может «затопить» свою жертву.

Нападения, приводящие к отказу в обслуживании, не являются вторжениями. Они не затрагивают данных веб-сайтов. Эти нападения не могут привести к завладению номерами кредитных карт или являющейся частной собственностью информацией. С их помощью нельзя перевести деньги с банковского счета или торговать акциями от чужого имени. Нападающие не в силах извлекать выгоду из своих нападений сиюминутно. (Они могут внезапно продать акции и после этого напасть на компанию.)

Это не говорит о том, что такие нападения не реальны или они не имеют значения. Для большинства крупных корпораций самый большой риск – это возможность потери дохода или репутации. И то и другое может быть изящно осуществлено при помощи блистательного нападения, приводящего к отказу в обслуживании. А если речь идет о компаниях, в режиме реального времени оперирующих данными, имеющими важное значение для решения критических задач или от выполнения которых может зависеть чья-то жизнь, нападения типа «отказ в обслуживании» буквально могут стать опасными для жизни людей.

Распределенные нападения, приводящие к отказу в обслуживании, – это поистине опасная разновидность атак такого типа. Автоматические инструментальные средства для этих нападений были выпущены в 1999 году. Университет Миннесоты стал первой целью в августе того же года, а поток высококлассных нападений в начале 2000 года привел к тому, что сообщения о них попали на первые полосы всех газет.

Эти нападения точно такие же, как и традиционные нападения типа «отказ в обслуживании», только на сей раз нападение не имеет единственного источника. Нападающий сначала внедряется через Интернет в сотни или тысячи незащищенных компьютеров, называемых «зомби», и устанавливает программу атаки. После этого он координирует все эти машины для одновременного нападения. Поскольку цель подвергается нападению сразу из многих мест, ее традиционная защита не работает, и она падает «замертво».