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

Компьютеризированные лотерейные терминалы используются в большинстве лотерей типа «Кено». Организаторы лотереи приобретают защищенный компьютер и принтер, который печатает и заверяет лотерейный билет с выбранными номерами. Один или два раза в неделю проводится розыгрыш. Выигрыши бывают как маленькие, так и очень большие.

Угрозы в этом случае очевидны. Опасность исходит непосредственно от самих организаторов лотереи, которые могут вступать в сговор с людьми, обслуживающими лотерейную систему. Они способны мошенничать одним из двух способов: «покупкой» билетов или изменением информации об уже купленных билетах после того, как результаты станут известны. Более изощренный способ – использование ложного терминала, который собирает деньги, но вовсе не выплачивает выигрыши (на самом деле было бы разумнее выплачивать маленькие выигрыши и исчезнуть, когда кто-нибудь сорвет куш).

Эти опасности возникают в случае открытой политики безопасности. Терминалы лотереи должны работать в режиме онлайн и регистрировать все выбранные комбинации чисел на центральном сервере. На этом сервере должны храниться контрольные записи с маркерами времени, и он должен направлять терминалам информацию, которая будет печататься на билете. Сервер в первую очередь должен иметь средства обеспечения безопасности при проведении лотереи. И должен быть предусмотрен способ выявления ложных организаторов лотереи: очевидно, следует позволить получать небольшие выигрыши у любого распространителя билетов, а не только у того, который их продал. Помогают также регулярные проверки.

Есть еще много деталей, которые требуют проработки, но общую идею вы уже представляете.

В заключение давайте рассмотрим два различных механизма защиты: смарт-карты и запоминающие карты с магнитной полосой. В главе 14 я рассказывал о защите от вмешательства, посягательствах на смарт-карты и о безопасной территории. В главе 19 описывалась модель угроз гипотетической электронной валюте, основанной на смарт-картах. Обладая этими знаниями, давайте зададимся следующим вопросом: будет ли более безопасно пользоваться смарт-картой (картой с микропроцессором), чем картой с памятью (или только с микросхемой памяти, или с магнитной полосой) в конкретном случае?

Тому, кто способен взломать смарт-карту, это безразлично. Он умеет восстанавливать данные с карт обоих типов, но эти карты могут использовать шифрование в качестве защитной меры. Для того, кто не в силах взломать карту, это имеет существенное значение. Он, возможно, умеет считывать данные карты с магнитной полосой, но не может проникнуть в память смарт-карты. С другой стороны, если информация зашифрована каким-либо способом, также не имеет значения, может ли он считывать магнитную полосу. Возможно, в этом случае имеется меньше различий, чем следовало предположить.

Давайте рассмотрим, как используются карты двух различных типов.

Карты с магнитной полосой. Пользователь помещает карту в считывающее устройство и вводит PIN (личный идентификационный номер), пароль или код. Устройство считывает данные с магнитной полосы и использует PIN для расшифровки данных. Затем эти данные обрабатываются устройством для выполнения системой разнообразных действий, для которых она предназначена: вхождение в систему, подписывание электронного чека, плата за стоянку и т. п.

Смарт-карты. Пользователь помещает карту в различные считывающие устройства и вводит тот же личный идентификационный номер. Устройство посылает PIN в смарт-карту, которая расшифровывает данные. Затем они используются картой (а не устройством) для выполнения системой нужных действий, а само устройство выполняет в системе функцию ввода-вывода данных.

В чем же различия? В обоих случаях примененное в преступных целях считывающее устройство в состоянии разрушить систему, так как это устройство является единственной связью карты с внешним миром. Как только станут известны секретные данные карты с магнитной полосой, устройство может делать все, что пожелает. Как только смарт-карта получит правильный PIN, считывающее устройство может заставить всех поверить всему, что оно захочет.

Основное различие между этими картами состоит в том, что смарт-карта умеет осуществлять некоторый контроль, так как имеет внутреннюю защиту. Например, если кто-нибудь украдет карту с магнитной полосой, он сможет грубыми приемами завладеть данными этой карты. Он может сделать это автономно, на компьютере, так что ее владелец даже не узнает о случившемся. (Хитрый вор возьмет карту, считает данные с магнитной полосы и затем положит ее обратно в бумажник жертвы.) Смарт-карту нельзя взломать подобным образом, поскольку ее можно запрограммировать так, что она будет выключаться после десяти (или около того) неправильных вводов пароля подряд. Так, если кто-нибудь похитит смарт-карту, узнать пароль с легкостью у него не получится. Он получит возможность сделать только десять попыток. (Предполагается, что вор не умеет взламывать карту. Если он на это способен, то он может сделать это так же, как и в случае завладения картой с магнитной полосой.)

Другое существенное различие состоит в том, что смарт-карта не выдает свои секреты. Например, при использовании карт для подписи документов смарт-карта будет более безопасна, чем карта с магнитной полосой. Карта с магнитной полосой передает считывающему устройству функцию подписания документа, тем самым сообщая ему все секретные данные. В этом случае остается только надеяться на лучшее. Преступник с помощью устройства чтения может украсть шифр подписи. Смарт-карта же самостоятельно ставит подпись. Сканирующее устройство может загружать в карту для подписи подложные документы, но оно не получит шифр подписи.

Есть и другие, более тонкие различия. Смарт-карта позволяет опереться на некоторые основные правила выполнения действий. В принципе это можно использовать и в системе, которая обращается к базам данных, и для карт с магнитной полосой, но смарт-карты позволяют добиться лучшей реализации.

Известно, что смарт-карты распространены как платежное средство по всей Европе, но не в Соединенных Штатах. Почему? Все объясняется особенностями телефонной связи. Система проверки американских кредитных карточек работает в режиме онлайн. Когда вы покупаете что-нибудь, продавец использует модем, чтобы убедиться в том, что ваша карточка действительна и вы платежеспособны. Пятнадцать лет назад эта система не могла бы работать ни в одной европейской стране. Плата за телефон была высока, многие магазины их даже не имели, а в Италии, например, их установки приходилось дожидаться год или два. Связь была дорогой и ненадежной. Создание онлайновой системы в Европе было невыгодно, поэтому индустрия кредитных карт отдала предпочтение смарт-картам, позволявшим хоть как-то обезопасить сделки. Дело не в том, что смарт-карты защищены лучше, чем карты с магнитными полосами, просто американский способ борьбы с мошенничеством был менее практичным. Настойчивое лоббирование европейскими производителями смарт-карт (Bull SA, Gemplus, и Schiumberger) также нельзя не учитывать.

Если говорить кратко, то существует определенное различие между картами с магнитными полосами и смарт-картами, но насколько это важно – зависит от их применения. Сопротивление вторжению в смарт-карту при достаточных затратах времени и средств всегда может быть преодолено, поэтому не имеет смысла создавать систему, безопасность которой основана на средствах сопротивления вторжению. Большинство людей не способны взломать смарт-карту, так что она достаточно хорошо защищена от большей части преступлений. Но обе карты создавались в предположении, что считывающему устройству следует доверять, поэтому они могут пострадать от действия устройств, используемых злоумышленниками. И все же, смарт-карта лучше защищена от взлома. И до тех пор, пока сопротивление вторжению не преодолено, смарт-карта надежно хранит свои секреты.

Хороши такие меры противодействия, которые не только защищают от известных угроз, но и эффективно действуют в непредвиденных случаях. Хотя и очень трудно обеспечить настоящую безопасность, неразумно полагать, что не случится катастрофа, если в чем-либо допущены просчеты.

Слишком многие системы безопасности чересчур хрупки: они разваливаются от самой незначительной ошибки. Вот несколько примеров:

• Главный секрет систем защиты европейских платных каналов телевидения в течение прошлого десятилетия находился в устройстве настройки телевизора. Это означало, что как только кому-то удастся преодолеть защиту и завладеть ключом, вся система окажется под угрозой.

• Защиту карточки с магнитной полосой MetroCard, использовавшейся для оплаты проезда в метро и автобусах Нью-Йорка, можно было обойти, просто сложив карту в нужном месте (это было в 1998 году).