Иванов Разрушаюсчие программные воздействия 2011

2. Каждая из копий ВП Vb, располагающихся на брокерских машинах, выбирает две зараженные удаленные машины, при помощи которых будет осуществляться атака, и анонимно посылает на их имя приглашение с указанием собственного идентификатора IDb. Каждый из приглашенных либо соглашается

участвовать в атаке и выступать в роли Vr, j , j = 1, 2 , либо отказывается, если ранее уже принял приглашение другого узла.

3.Vb, Vr,1 и Vr,2 формируют пары ключей шифрования и обмениваются ими. Любое дальнейшее взаимодействие между ними сопровождается шифрованием и подписыванием передаваемых сообщений. Для предотвращения атаки типа «человек посредине» важно, чтобы вплоть до текущего шага копии ВП общались скрытно и не привлекали к себе лишнего внимания.

4.Vb выбирает случайную гамму R и шифрует с ее помощью секрет D, получая криптограмму C. В дальнейшем R передается

Vr,1, а C – Vr,2.

5. Vb открывает себе кредит на некоторую сумму на счету в брокерской фирме. При этом уже не важно, будет ли это сделано с ведома брокера или нет.

Этап III

1.Vr,1 и Vr,2 совместно делают указание Vb покупать или продавать какие-либо акции из числа торгуемых на бирже. Выбор может быть произведен случайно, например по протоколу подбрасывания монеты, или рекомендация к совершению сделки может быть выработана по сложному распределенному интеллектуальному алгоритму. Взаимонезависимость, пространственная разделенность и анонимность копий ВП гарантируют, что решение будет честным, даже если одна из них будет скомпрометирована.

2.В зависимости от степени контроля над брокерской

системой криптовирус Vb либо совершает затребованную сделку самостоятельно, либо принуждает к этому брокера под угрозой разглашения секрета D. При успешном завершении торговых операций зашифрованный и подписанный ответ маклера

91

публикуется в общедоступном месте, где бы Vr,1 и Vr,2 смогли его прочесть и проверить его подлинность.

3. Vr,1 и Vr,2 ожидают ответа в течение определенного времени, к примеру двух дней, а затем, если ответ не поступил, опубликовывают C и R с тем расчетом, чтобы любой желающий мог бы расшифровать и узнать D.

Если протокол был исполнен до конца и сделка была совершена, то через некоторое время этап III может быть повторен. Таким образом, брокерская фирма будет вынуждена осуществлять торговые операции по указанию криптовируса. При этом она может анализировать полученные результаты. Между ВП и брокером возникает игра, возможный исход одного раунда которой приведен в табл. 3.2.

Честность и беспристрастность атакующей стороны гарантируется в силу распределенности и анонимности построенной систе-

мы. Ни один из узлов Vb, Vr,1 и Vr,2 не знает, с кем точно он имеет дело и где территориально располагаются его «сообщники». Даже

если одна из удаленных копий криптовируса будет скомпрометирована и выдаст C или R, восстановить D можно будет только тогда, когда будет опубликована вторая половина секрета. Выявление

иобезвреживание обоих «шантажистов» может стать невыполнимой задачей даже для государственных компетентных органов.

Удалением Vb сразу после обнаружения брокерская фирма окажет себе медвежью услугу, ведь, не дождавшись ответа на этапе III, Vr,1

иVr,2 разгласят украденную конфиденциальную информацию.

92

Интернет

Публичный ресурс

СR

Рис. 3.1. Схема взаимодействия узлов в протоколе электронного шантажа

В общем случае, когда предсказания роста и падения биржевых индексов случайны, большая часть всех сделок будет убыточной, и ВП будет терять больше денег, чем зарабатывать. Поскольку торгует она за счет брокера, то небольшие финансовые потери лягут на брокерскую фирму. Этот сценарий в табл. 3.2 описывает ячейка, лежащая на пересечении первого столбца и первой строки. Криптовирус рассчитывает, что его предписания будут исполнены и принесут ему некоторую выгоду, что символизирует единичный выигрыш ВП при выборе брокером первого столбца. Разглашение же секрета сильно ударит по репутации фирмы и нанесет ей большой урон. Проигрыш брокера при выборе ВП второй строки условно принят равным -10 (в десять раз больше, чем при кооперации). Вариант, при котором брокерская фирма отказывается сотрудничать, а ВП в ответ ничего не предпринимает, ничего не меняет.

93

Рассматриваемая игра, очевидно, является игрой с ненулевой суммой, и, казалось бы, имеет тривиальную стратегию. Брокеру следует удалить Vb и не поддаваться шантажу. Однако не следует забывать, что игра носит повторяющийся, итерационный характер. Если в данном раунде брокер выберет второй столбец (не кооперироваться), то на следующем этапе Vr,1 и Vr,2 ему «отомстят» и сыграют вторую строку. Оптимальной стратегией для брокерской фирмы с точки зрения минимизации проигрыша в итерационной игре будет постоянный выбор первого столбца, так как в этом случае криптовирус запрограммирован выбирать первую строку. Правда, при текущем выборе отношения коэффициентов a2 и c2, d2 по прошествии десяти раундов суммарный проигрыш брокерской компании за всю игру станет больше, чем при однократном отказе от сотрудничества. Эта проблема также имеет решение.

Дело в том, что с течением времени ВП может повышать качество своих предсказаний, и на определенной итерации почти все ее сделки начнут приносить прибыль. Коэффициенты a1, c1 и a2 в табл. 3.2 увеличатся и станут положительными. Брокерской фирме станет выгодно не только четко выполнять поступающие требования, но даже вкладывать в выбранные активы свои собственные средства. В результате ВП превратится в эффективного «внештатного» биржевого аналитика и финансового советника.

Но каким образом криптовирус сможет прогнозировать поведение рынка ценных бумаг? Во-первых, не стоит забывать, что зараженные криптовирусом машины представляют собой некое подобие большого распределенного кластера, который может включать тысячи узлов и проводить анализ больших объемов финансовой информации. Во-вторых, ВП способна обучаться, наблюдая за дей-

94

ствиями других биржевых игроков, и подражать наиболее успешным из них.

Примечательно, что сам автор ВП не может получить от атаки прямой выгоды, так как из соображений безопасности лишен возможности снимать заработанные средства со счета криптовируса. В планы злоумышленника в данной ситуации входит получение косвенного контроля над действиями брокерской фирмы. Он может удаленно и анонимно руководить действиями ВП, а через нее влиять на брокерскую компанию. Возможно, создатель криптовируса — владелец акционерного общества, которое выиграет от ажиотажной скупки своих акций, или он может быть специально нанят такой недобросовестной компанией. И напротив, возможно, атакующий преследует цель посеять хаос на бирже, инициировав массовые продажи активов многими жертвами, вызывая финансовый кризис.

3.2.3. Распределенные вычисления

Идея использовать сетевые РПВ для проведения распределенных вычислений не нова. К примеру, уже достаточно давно описан принцип использования вирусов для подбора ключа DES [96]. Аналогично ВП могут искать простые множители, вычислять дискретные логарифмы и решать другие вычислительно сложные задачи. Для этого им, очевидно, потребуется большой объем вычислительных ресурсов, потребление которых с большой вероятностью раскроет факт вирусного заражения.

В связи со своим скорым обнаружением вирусные кластеры распределенных вычислений явно выиграли бы от применения методов информационного шантажа, описанных ранее. Общий принцип остается тем же, однако в данном случае атаке подвержены не только брокерские фирмы, а вообще любые узлы, у которых есть некоторая ценная секретная информация D. Пусть во время этапа I криптовирусу удалось распространиться на N различных машин. В начале этапа III все множество допустимых решений приблизительно поровну делится на N частей, каждая

95

из которых передается одному из зараженных узлов для поиска решения задачи методом перебора. Обозначим через si начальный элемент множества, переданного вирусу Vi.

Для успеха атаки важно разделить части секретов Ci , Ri , i = 0 .. (N −1) между всеми Vi равномерно и случайно.

Иначе одна из вирусных копий будет перегружена и станет узким местом системы. Распределение украденной информации можно произвести, например, на основании случайных идентификаторов вирусов. Пример такого распределения приведен на рис. 3.2, где сетевые узлы обозначены окружностями, а идентификаторы — числами внутри них. В рассматриваемом примере сеть состоит из шести узлов, каждый из которых выдает по паре C и R. Узлы упорядочены по величине идентификатора ID.

Алгоритм пересылки частей секрета между узлами таков:

i = 0 .. (N −1): Ci →V(i+1)mod N , Ri →V(i+2)mod N .

Таким образом, каждый из узлов получает по одной части секрета от двух удаленных машин, причем у него нет возможности установить, от кого именно какое сообщение получено.

Рис. 3.2. Пример разделения секрета между узлами сети

Пусть для примера вирусный кластер решает задачу дискретного логарифмирования. Хозяину РПВ требуется найти такое x,

ходные данные для решения задачи в формате { yr , p, g, q, si }

96

отсылаются всем зараженным узлам. Если какому-нибудь из них удастся подобрать и опубликовать такое z, что yr = g z mod p , то только разработчик криптовируса сможет определить x по известному только ему r : x = z − r .

Рассмотрим более подробно принцип работы одной из вирусных копий Vi. Получив задание от своего создателя, она начинает последовательно проверять справедливость следующих равенств по модулю p:

yr = gsi , yr = g si +1, yr = g si +2 , yr = g si +3

и так далее, пока не найдет искомое решение. Кроме этого, Vi периодически контролирует работоспособность узлов Vi -1 и Vi - 2. Проверка осуществляется следующим образом:

a) Vi выбирает случайные r1 , r2 < q и j {0, 1, 2, ... , 220 −1};

b) Vi формирует случайный бит b;

c) Vi вычисляет w= rb2 (r1 − j)b mod q, t = yrb gr1 mod p ;

d)Vi : { t, w }→Vi−1 ;

e)в течение промежутка времени Т Vi -1 выполняет одно из

следующих действий:

- высылает в ответ k,

k {0,1, 2, ... , 220 −1 }, t = g w+k mod p ;

-посылает сообщение «Экспонента не найдена»;

-не отвечает вообще;

f) по прошествии времени Т Vi выполняет одно из следующих действий:

-если ответа не поступило, то он раскрывает свою часть секрета Vi -1;

-если b = 1 и в ответ было получено k, то он

ii.Если это неверно, то публикуется Ri - 1 или

Ci - 1.

- если b = 1 и в ответ было получено «Экспонента не найдена», то принимается, что

k {0,1, 2, ... , 220 −1 }: t ≠ g w+k mod p.

- если b = 0 и в ответ было получено сообщение «Экспонента не найдена» или такое k, что k ≠ j , то

раскрывается Ri - 1 или Ci - 1. Проверка Vi - 2 проходит аналогично.

Данный изощренный протокол необходим для предотвращения удаления Vi - 1 и Vi - 2 или их преднамеренной модификации, при которой они бы создавали только видимость полезных вычислений, постоянно выдавая случайные ответы или сообщения «Экспонента не найдена». При каждой очередной проверке вирус Vi способен выявить подобное нерегламентированное поведение с вероятностью 50 % и наказать нарушителя, раскрыв свою часть его зашифрованной конфиденциальной информации. Аналогичным образом поступит и второй хранитель секрета, выдавая вторую половину.

Интересной особенностью предложенной схемы является перенесение страха перед РПВ в сферу психологии человеческих взаимоотношений. Вирус существует за счет взаимных неприязни и недоверия различных незнакомых людей друг к другу. Ведь даже если администратор зараженной машины i найдет криптовирус, разберется в чем дело и уничтожит Ci - 1 и Ri - 2, тем самым оказывая услугу пользователям i - 1 и i - 2, у него не будет никакой гарантии, что так же благородно себя поведут администраторы i + 1 и i + 2 по отношению к нему самому.

Можно предложить еще один вариант организации симбиотических вирусных систем распределенных вычислений, который в еще большей степени опирается на человеческие слабости. Такая система даже не будет являться РПВ в строгом смысле этого термина. Да и от вирусного принципа саморепликации можно отказаться, предоставив пользователям возможность самостоя-

98

тельно распространять криптотрояны между собой, чем они и будут заниматься с большим энтузиазмом.

В последнее время широкое распространение получают всевозможные сетевые многопользовательские компьютерные игры. По самым скромным оценкам западных специалистов, к концу 2007 г. активными пользователями Интернет-игр во всем мире являлись около 200 млн (!) человек, причем в течение последних лет ежегодный прирост их числа составлял более 8 %. Проблемы гигантского количества игроков (в 1,5 раза больше всего населения России) усугубляются тем, что многие из них испытывают настоящую наркотическую зависимость, проводя за online-играми много часов в день, пренебрегая при этом даже самыми базовыми человеческими потребностями. Зафиксированы случаи смерти людей, проведшими за компьютером несколько суток безотрывочно. Эксперты оценивают игроманию как настоящую психическую болезнь, находящуюся в состоянии пандемии всемирного масштаба.

С учетом сложившейся ситуации, существующие многопользовательские сетевые игры могут быть признаны РПВ даже без каких-либо ухищрений. Достаточно допущения, что прилагательное «разрушительные» имеет отношение не только к компьютерным системам, но и к человеческой психике. Между тем, именно online-игры как ничто другое подходят для внедрения скрытых распределенных функциональных возможностей. В силу своей организации подобные системы в процессе игры требуют постоянного выхода в сеть и генерируют большой сетевой трафик, назначение которого не разглашается. Игровые клиенты, размещаемые на компьютерах пользователей, зачастую представляют собой сложные закрытые программные комплексы с недокументированным принципом функционирования, модификация которых строго запрещена.

Все вышеперечисленное позволяет организовать эффективную систему распределенных вычислений, состоящую из центрального игрового сервера и клиентских программ на удаленных машинах игроков. Далеко не всегда компьютерные игры в процессе работы

99

полностью загружают аппаратные ресурсы компьютера. Скорее наоборот, основная нагрузка в большей степени ложится на память

ипериферийные устройства, тогда как часть вычислительной мощности процессора остается невостребованной. Это время простоя центрального процессора могло бы быть потрачено с пользой, если бы игровой сервер, помимо выполнения своих основных функций по обеспечению игрового процесса, передавал бы каждому из своих клиентов небольшое вычислительное задание. Контроль правильности расчетов проводился бы аналогично случаю распределенного вирусного кластера.

Следует особо отметить, что между качеством развлекательного приложения и его требовательностью к аппаратным ресурсам нет прямой зависимости, а, значит, возможно разработать многопользовательскую компьютерную игру, которая была бы интересной и пользовалась бы большой популярностью в широких кругах пользователей и при этом оставляла бы много невостребованных ресурсов для нужд полезной работы. При вовлечении в систему достаточно большого числа игроков может получиться, что финансовая прибыль от проводимых вычислений будет полностью покрывать все затраты на содержание игровой инфраструктуры, и тогда игру можно сделать полностью бесплатной. Если потенциальным клиентам не придется покупать клиентское программное обеспечение

иоплачивать время доступа к игровому серверу, то это непременно положительно скажется на популярности игры, привлекая все больше новых узлов в распределенный кластер.

Врезультате возникает система, в которой не ущемляются интересы ни одного из участников. Каждой из сторон выгодно сотрудничать друг с другом. Каждый идет на это по собственному желанию и сам отвечает за свои действия. Примечательно, что в общем случае не важно, осведомлены ли пользователи о своем участии в кластере, или распределенные вычисления проводятся скрытно. Низкоприоритетный фоновый процесс, на первый взгляд обрабатывающий какую-то информацию для нужд игры, вряд ли вызовет какие-то подозрения.

100