Брюс Шнайер
Секреты и ложь. Безопасность данных в цифровом мире
Кроме того, обнародование кода не гарантирует, что проблемы безопасности решаются сразу, как только обнаруживаются. Нет оснований надеяться, что некая часть открытого исходного кода двухлетней давности имеет меньше недостатков, чем часть закрытого кода такого же стажа. Если открытый исходный код интенсивно исследовался, это может быть похоже на правду. Но только то обстоятельство, что часть исходного кода была доступной в течение нескольких лет, само по себе ничего не означает[60].
Я – за открытый исходный код и полагаю, что таким образом можно повысить уровень безопасности. Но программное обеспечение не становится автоматически надежным только потому, что делается открытым, и, наоборот, оно не делается небезопасным, если остается закрытым. Другие отмечали, что открытый код кажется более безопасным, и эта необоснованная вера заставляет людей доверять ему больше, чем следует. Это плохо.
Также обратите внимание, что в этом исследовании полностью игнорируется существенный вопрос о том, как сделать программное обеспечение безопасным в первую очередь на стадии разработки. Использование открытого кода – это, во-первых, стратегия бизнеса и, во-вторых, стратегия безопасности. К сожалению, похоже, что традиционные методы закрытого программного обеспечения более эффективны при создании высококачественного крупного продукта. Возможно, лучше всего в отношении безопасности создать закрытое программное обеспечение и затем сделать его открытым (как поступила Netscape со своим кодом браузера).
Перепроектирование и закон
Стараясь отвертеться от практики полного раскрытия и использования открытого исходного кода, некоторые компании пытались защитить себя с помощью законодательных мер и прилагали усилия к тому, чтобы обратное проектирование (reverse engineering) было объявлено незаконным. Закон Соединенных Штатов об авторском праве в компьютерной сфере DMCA (Digital Millennium Copyright Act) объявляет обратное проектирование уголовным преступлением, такое же положение содержится в UCITA (Uniform Computer Information Transactions Act). В настоящее время это становится законом в нескольких штатах.
Мы уже знаем, к чему это приводит. Ассоциация контроля за копированием DVD (DVD Copy Control Association) начала судебное преследование тех, кто перепроектировал их схему защиты DVD, и тех, кто создал общедоступные средства, позволявшие использовать слабые места. Эти люди были арестованы. Mattel выиграла дела против хакеров, которые воспроизвели средства безопасности в CyberPatrol – программе, блокирующей доступ к определенным ресурсам.
Налицо опасный прецедент. Законодательными мерами не укрепить безопасность систем и не воспрепятствовать нападающим в поисках слабых мест. Все, на что они годятся, – это дать производителям возможность не беспокоиться по поводу паршивой безопасности своих продуктов и сваливать с больной головы на здоровую. Конечно, легче реализовать плохие средства безопасности и запретить кому бы то ни было обращать на это внимание, чем трудиться над созданием надежной защиты. Несмотря на то что подобные законы помогают сдерживать распространение взломанного программного обеспечения (пример тому – случаи с DVD и Mattel), в конечном счете они надолго останавливают развитие средств безопасности.
Состязания по взломам и хакерству
Мы часто сталкиваемся с объявлениями: «Компания X предлагает 10 000 долларов каждому, кто прорвется через ее брандмауэр (взломает ее алгоритм, успешно использует ее протокол в мошеннической операции или сделает что-либо подобное)». Эти состязания хакеров проводятся для демонстрации того, насколько сильна и надежна защита объектов, подвергающихся нападениям. Логика здесь примерно такова: «Мы предложили приз за взлом цели, но никто не сделал этого. Значит, цель хорошо защищена».
Но это не так.
Состязания – негодный способ демонстрации безопасности. Очевидно, продукт (или система, протокол, алгоритм), выдержавший испытание, заслуживает не больше доверия, нежели тот, который ему не подвергался. Результаты состязаний вообще не содержат никакой полезной информации. Тому есть четыре основных причины.
Во-первых, состязания в основном нечестны. Криптоанализ в этом случае осуществляется в условиях, когда нападающий знаком со всем, кроме главного секрета. Он имеет доступ к алгоритмам, протоколам, исходному коду. Он знает зашифрованный и открытый тексты. Вероятно, он даже владеет частичной информацией о ключе. И результат криптоанализа может быть каким угодно. Это может быть полный взлом: когда средства безопасности удается преодолеть в разумные сроки. Это может быть доказательство того, что теоретически взлом возможен: результат, который не имеет практического применения, но все-таки показывает, что средства безопасности не так хороши, как было объявлено. Большинство состязаний по хакерству имеют произвольные правила, определяющие, с чем должен работать нападающий и что следует считать удачным взломом. По некоторым правилам алгоритмы не раскрываются.
Состязания по взлому компьютеров ничем не лучше. Они не раскрывают того, как используются программные продукты, поэтому ничего нельзя сказать относительно того, что является причиной взлома: изъяны самого продукта или ошибки, допущенные при его установке или конфигурировании. Они выявляют особенности различных частей системы: если в состязании проверяется надежность брандмауэра, то что можно сказать об уязвимости операционной системы, из-за недостатков которой этот брандмауэр может оказаться неэффективным?
Правила, по которым определяют победителя состязаний, также произвольны. В 1999 году Microsoft установила веб-сервер Windows 2000 и рискнула предложить хакерам взломать его. Внезапно сервер исчез из Интернета. Вскоре он появился вновь, и Microsoft успокоила, что причиной небытия было отключение питания. (Как это ни странно, похоже, что действительно просто забыли установить систему бесперебойного питания и это сказалось на испытании.)
Нечестные соревнования не новы. В середине 1980-х проводили состязание авторы алгоритма шифрования, названного FEAL. Они предложили файл с зашифрованным текстом и обещали награду первому, кто его прочитает. С тех пор алгоритм неоднократно взламывался. Все признают, что FEAL совершенно ненадежен, однако никто так и не был признан победителем.
Во-вторых, результаты состязания невозможно проанализировать. Они представляют собой случайные, бессистемные испытания. Вправе ли мы считать, что работа десяти человек, каждый из которых затратил по 100 часов, соответствует 1000 часов анализа? Может быть, все они пытались провести одни и те же нападения? Обладают ли они достаточной компетенцией для такого исследования, или они только случайные люди, которые услышали о состязании и захотели испытать удачу? Одно только то обстоятельство, что никто не побеждает в конкурсе, не означает, что цель надежно защищена. Из него следует всего лишь, что никто не признан победителем…
В 1999 году журнал PC Magazine объявил одновременно состязания по взлому Windows NT и Linux box. Первой была взломана вторая. Свидетельствует ли это о том, что Linux менее надежен? Конечно, нет; это означает только, что участники игры сначала проникли в Linux box.
В-третьих, объявленная награда редко бывает достаточным стимулом для участия профессионалов в состязаниях. Анализ безопасности требует большого труда. Люди, хорошо разбирающиеся в этих вопросах, берутся за такую работу по разным мотивам (деньги, престиж, борьба со скукой), но стремление выиграть тенниску едва ли побудит их к этому. Профессионалы в области безопасности зарабатывают гораздо больше, занимаясь своей обычной работой на заказчика или публикуя статьи с результатами своих исследований.
Взглянем на ситуацию с позиций материальной заинтересованности. В среднем час работы компетентного аналитика криптографии или ведущего специалиста по компьютерной безопасности стоит 200 долларов. Всего за неделю работы они получают 10 000 долларов. Этого времени недостаточно, чтобы разобраться с кодом. Вознаграждение в 100 000 долларов выглядит соблазнительно, но обратное проектирование – скучное занятие, а для исчерпывающего изучения все равно не хватит времени. Награда в миллион долларов уже вызывает интерес, но большинство компаний не могут позволить себе предложить такую сумму. Да и исследователь не имеет никакой гарантии в получении вознаграждения: он может ничего не найти или, смертельно устав от бесплодных попыток, проиграть кому-то другому, кроме того, компания способна изменить правила игры и ничего не заплатить. Неужели кто-то будет жертвовать своим временем (и рисковать добрым именем) ради рекламной акции какой-то компании?
И в-четвертых, состязания никогда не приводят к положительному результату в отношении безопасности. Если что-то было взломано, понятно, что это ненадежно. Но если цель устояла, это вовсе не означает, что она защищена.
Все эти четыре причины являются общим правилом. Бывают и исключения, но редко. Состязания по взлому RSA, как с помощью разложения на множители, так и путем лобовой атаки на симметричный алгоритм, – все это честные и хорошие соревнования. Эти соревнования успешны не потому, что исследователи борются за денежные призы, а вследствие того, что интерес к проблеме взлома этого алгоритма тем или иным способом присутствует всегда. Просто соревнования фокусируют внимание на том, что само по себе интересно. Конкурсы по взлому AES – больше соревнования, чем криптоаналитические расчеты, но они также были честными.
Состязания, если они правильно проводятся, могут принести пользу в отдельных областях исследований. Они помогают находить недостатки и исправлять их. Но они бесполезны для оценки безопасности. Хозяин может предложить 10 000 долларов тому, кто проникнет в его дом и украдет книгу с определенной полки. Но если никто не сделает этого в установленный срок, то это не значит, что дом надежно защищен. Возможно, никто из потенциальных взломщиков просто не слышал о конкурсе. Возможно, они были слишком заняты другими делами. Возможно, они не знали, как проникнуть в дом, но знали обходной путь: как подделать свидетельство о праве на недвижимость и перевести дом на свое имя. Может быть, они проникли в дом, но осмотрелись и поспешили убраться, прихватив нечто, стоящее больше 10 000 долларов. Поэтому состязания ничего не доказывают.
Состязания по криптоанализу – вообще не более чем реклама продукции. Даже честность устроителей не гарантирует того, что будет проведен анализ безопасности цели. Если цель устоит, это не будет означать, что нет недостатков в ее защите.
Оценка и выбор продуктов безопасности
Обыкновенные люди (или обычная компания, или заурядное в этом отношении государство) вообще не способны создать свои собственные средства безопасности. Чаще всего они вынуждены выбирать между множеством готовых решений и надеяться на лучшее. Вывод, содержащийся в этой книге, о том, что практически невозможно разработать безопасные программные продукты и что большинство коммерческих продуктов являются небезопасными, звучит не ободряюще. Что может сделать измотанный системный администратор, занятый обеспечением безопасности электронной почты посольства или сети своей компании? Или простой гражданин, обеспокоенный безопасностью систем электронной торговли или сохранением в тайне медицинских сведений?
Первое, что приходит в голову, – а так ли уж это важно? Или, точнее, чья это проблема? Я беспокоюсь только о том, чтобы никто не вмешивался в мои частные дела. Меня мало волнует возможность мошенничества с кредитными карточками Visa. Мои возможные потери ограничены 50 долларами. Я беспокоюсь о сохранении в тайне идентификационного номера моей банковской карточки, потому что если кто-то очистит мой счет, то это будет моей проблемой, а не банка.
Меня также заботят некоторые другие вещи, но я не могу на них повлиять. От меня не зависит, какие брандмауэры и средства защиты базы данных использует IRS (информационно-поисковая система) для защиты моей налоговой информации. Или что использует мой медицинский страховщик для защиты записей о состоянии моего здоровья. Возможно, я могу поменять страховщиков, но в общем я не свободен в своем выборе. (Полагаю, что если бы я был достаточно богат, то мог бы выбирать банки в лучше регулируемых условиях, например в Швейцарии, но большинству из нас это недоступно.) Даже если законы требуют соблюдения тайны (секретности, идентификации, анонимности и неприкосновенности и т. п.), все равно нет никакой гарантии, что люди, ответственные за обеспечение мер безопасности, выполняют свою работу хорошо. Я не могу проверить государственные средства безопасности только потому, что я хочу удостовериться в их эффективности. Печально, но факт – большинство аспектов обеспечения безопасности неподконтрольны простым людям.
Ради интереса давайте представим, что система безопасности находится под вашим контролем: Кроме того, вы несете финансовую ответственность за ее функциональность: вы потеряете деньги, если идентификационная схема будет взломана. Вам предъявят иск в случае нарушения защиты и утечки информации частного характера и т. д. Вы уже оценили риск и решили, что нужно приобрести средства безопасности определенного типа. Как выбрать правильный продукт? Как оценить его возможности?
Проблема состоит в том, что плохие средства безопасности выглядят точно так же, как и хорошие. Я могу предложить два продукта – пару VPN (виртуальных частных сетей), например. Они имеют одинаковые возможности и одинаковые особенности. В них встречаются одинаковые модные словечки: тройной DES (стандарт шифрования данных), IPsec и т. д. Они в равной степени удовлетворяют требованиям безопасности. Каждая сеть безопасна и каждая может быть взломана. Обычный пользователь не имеет никакой возможности увидеть разницу. Специалист в области безопасности сумеет это сделать, но уйдет полгода работы на то, чтобы он составил свое мнение. Это просто не оправдывает затрат.
Я постоянно поражаюсь газетным статьям, которые сравнивают средства безопасности и выставляют им оценки. Недавно я видел одну публикацию о брандмауэрах. Авторы пытались сравнить их надежность: в лабораторных условиях устанавливали различные брандмауэры и подвергали их воздействию 300 атак. Все это интересно, но имеет лишь весьма отдаленное отношение к тому, насколько надежен будет брандмауэр в реальной конфигурации и насколько эффективно он будет противостоять реальным противникам. Все, о чем говорилось в статье, так это о том, может ли брандмауэр, установленный в лаборатории, выдержать определенную атаку, а не о том, способен ли он укрепить безопасность сети. Легко сравнивать функциональные особенности, исследовать аспекты безопасности намного труднее. Я видел даже более ужасающие статьи, в которых средства безопасности оценивались только на интерфейсе пользователя. По-видимому, авторы пытались «что-нибудь измерить», и интерфейс пользователя был единственной вещью, которую они могли наблюдать.
Но даже если они оценили уровень безопасности, будет ли эта оценка применима в том случае, когда вы используете продукт некоторым вполне определенным способом? Например, я не беспокоюсь, насколько надежной можно сделать отдельную операционную систему. Меня интересует, насколько она будет защищена 90% времени в реальных ситуациях. Я тревожусь о том, насколько на ее работу могут повлиять ошибки внешнего окружения. Или насколько защищена будет система, после того как ее установит обыкновенный системный администратор. Вот в чем вопрос.
Легче опознать откровенно плохие продукты. Продукты, сопровождаемые заведомо невыполнимыми обещаниями вроде: «гарантирована защита от взлома» или «неподдающееся взлому шифрование», конечно, почти всегда оказываются ненадежными. Продукты, сопровождаемые невероятными псевдонаучными заявлениями о новых ошеломляющих технологических прорывах (обычно это касается технологий шифрования), почти всегда смертельно опасны. Другие предупреждающие сигналы – это ссылки на загадочных «специалистов по безопасности», использование ключей нелепой длины, отказ от общепризнанного опыта без серьезного на то основания (в отношении безопасности выгоднее следовать в общем потоке) и проведение фантастических состязаний по безопасности. В этой книге я обращаю внимание на то, что действительно хорошо на практике обеспечения безопасности: использование известной и опубликованной криптографии, использование открытых протоколов, выявление недостатков различных технологий. Компании, демонстрирующие незнание этих принципов, не заслуживают доверия. Конечно, может оказаться, что продукт, имеющий некоторые из этих предупреждающих знаков, надежен, только это маловероятно. Помните – гениев всегда намного меньше, чем дураков.
Пока что все было легко. Но после того как вы определили, какие продукты производятся компаниями, очевидно, не имеющими понятия о том, чем они занимаются, все становится намного сложнее. Все остальные продукты в равной мере изобилуют модными словечками, и все они сопровождаются правильными рассуждениями. Одни из них старше других, но значит ли это, что они более надежны? Об уязвимых местах одних было больше публикаций. Говорит ли это, что они менее укреплены, потому что в них обнаружено множество недостатков и, вероятно, будет найдено еще больше, или наоборот, – что они более надежны, потому что большее количество ошибок уже было найдено и исправлено? Нет никакой возможности узнать это. Вот почему так много компаний по безопасности используют рекламные приемы, свойственные юристам, ведущим дела пострадавших от транспорта, сея страхи, неуверенность и сомнения.
Опустить руки и отказаться от принятия решения – это не выход из положения. Существуют продукты безопасности, и потребители вынуждены выбирать из того, что имеется. Глупо отказываться от установки брандмауэра только потому, что вы не знаете, какой лучше. Кто-то сказал: «Лучше сейчас иметь посредственные средства безопасности, чем не иметь никаких, надеясь найти самые совершенные».
Правда в том, что испытание средств безопасности может только выявить существующие изъяны, но не доказать их отсутствие. Верно также и то, что в отсутствии недостатков убедиться невозможно, здесь не помогут ни попытки доказать безопасность системы, ни формальные модели безопасности, ни детальные деревья атак. Мы возвращаемся назад к исходной позиции, где мы были, когда выбирали алгоритм шифрования или протокол. Лишь продолжительные испытания, в которых участвуют многие люди, позволят нам начать доверять продукту безопасности.
Единственное, что можно сделать, – это осуществить такой процесс, который обеспечивает безопасность в любом случае, независимо от возможных изъянов продукта. Мы вернемся к этому в главе 24.
Глава 23
Будущее программных продуктов
Напрашивается закономерный вопрос: «Какие технологии помогут созданию продуктов, обеспечивающих безопасность, в будущем?» Конечно, криптография постоянно улучшается. Несомненно, мы все лучше и лучше проектируем брандмауэры. Будет ли это помогать? Ответ: и да, и нет. «Да» – потому что отдельные технологии непрерывно совершенствуются. «Нет» – потому что фундаментальные проблемы остаются.
Технологии развиваются. Центральные процессоры стали намного быстрее работать, чем десять лет назад, что дает возможность применять шифрование почти повсеместно. Например, можно полностью зашифровать цифровую сотовую связь с помощью сильных алгоритмов без видимого замедления работы.
Технологии компьютерной и сетевой безопасности тоже совершенствуются. Сегодняшние брандмауэры намного эффективнее разработанных 10 лет назад. Системы обнаружения вторжения все еще находятся на ранней стадии развития, но и они постепенно улучшаются.
И это верно почти для каждой технологии, обсуждавшейся во части II книги. Технологии защиты от несанкционированного доступа становятся качественнее, то же можно сказать и о биометрических технологиях. Мы даже создали более эффективные механизмы защиты цифровых копий (несмотря на вскрытие DVD).
Но кое-что остается неизменным – основы технологий и люди, использующие их. Криптография всегда будет не больше, чем математика. Недостатки безопасности всегда будут присутствовать в программном обеспечении. Пользователи никогда не захотят запоминать длинные пароли. Люди будут всегда уязвимы для манипуляций.
Ситуация ухудшается. Системы становятся более сложными, и для компьютерных систем это означает нечто большее, чем аналогичные усовершенствования в любой другой области. Будущее цифровых систем – сложность, а сложность – главный враг безопасности. Безопасность не укрепляется, а становится более уязвимой.
Сложность программного обеспечения и безопасность
Цифровая технология представляет собой нескончаемый ряд новшеств, непредсказуемых последствий и неожиданностей, и нет никакой причины полагать, что это прекратится в обозримом будущем. Единственная вещь, которая остается неизменной, – это то, что цифровые системы постоянно усложняются.
В течение последних нескольких лет мы наблюдаем этот процесс. Микропроцессоры стали более сложными. Операционные системы и программы тоже усложнились. Иногда без достаточно веской причины: существует целое моделирование виртуального полета, скрытое в каждой копии Microsoft Excel 97[61]. Компьютеры и сети стали более сложными. Появились сложные сетевые службы, загружаемые в память модули, программные агенты и распределенная обработка данных. Отдельные сети объединились, что привело к дальнейшему возрастанию сложности. Интернет, вероятно, – наиболее сложная система, когда-либо созданная человечеством. И она не станет более простой в ближайшее время.
Глобальная финансовая система стала более сложной. Цифровые системы в вашем автомобиле, посудомоечной машине и тостере стали сложными. Усложнились смарт-карты, а также сети, которые их обслуживают. Дверной замок вашего гостиничного номера, сигнализация, сотовые телефоны, система контроля состояния окружающей среды – все стало более сложным. Букингемский Фонтан в Чикаго управляется удаленным компьютером, находящимся в Атланте.
С точки зрения потребителя, это замечательно. Появилось больше возможностей выбора. С точки зрения профессионала в области безопасности, это ужасающее. Сложность – главный враг безопасности. Эта истина известна с момента появления компьютера и, вероятно, будет верна и в дальнейшем. И поскольку киберпространство продолжает усложняться, безопасность будет становиться все более хрупкой. Тому имеется несколько причин.
Первая причина – количество изъянов систем защиты. В главе 13 я рассказывал о надежности программного обеспечения и о ее связи с безопасностью. По мере усложнения системы возрастает и количество ошибок при выполнении программ, и число уязвимых мест защиты. Это происходит всегда. При усложнении программного обеспечения возрастает и количество ошибок. И процент этих ошибок будет влиять на безопасность, хотя это не всегда очевидно.
Вторая причина – модульная структура сложных систем. В главе 10 говорилось о модульном коде и связанных с ним проблемах безопасности. Сложные системы обязательно модульные; нет никакого другого способа управиться со сложностью системы, кроме как разбить ее на части, поддающиеся управлению. Мы никогда не смогли бы сделать Интернет таким сложным и интересным, каким он является, не прибегая к модульности. Но разрастание модульной структуры грозит ослаблением безопасности, поскольку взаимодействие модулей создает дополнительные возможности для взлома защиты.
Третья причина – это взаимосвязь сложных систем. Распределенные и объединенные в сети системы опасны по своей природе. Усложнение систем может привести к тому, что незначительные проблемы становятся неразрешимыми, – повлечь за собой эффект «бабочки»[62]. Мы уже наблюдали примеры того, как все становится доступным благодаря Интернету. В течение нескольких лет мы считали, что такие интернет-приложения, как почтовые программы, безопасны, но недавняя эпидемия макровирусов показала, что и Microsoft Word и Excel нуждаются в укреплении средств защиты. Апплеты Java должны не только быть безопасными в использовании, но также не допускать возможности применения их для нападения. При написании программного кода для веб-страниц используются тонкие взаимодействия между сценариями CGI, HTML, фреймами, программным обеспечением веб-сервера и cookies. В 2000 году баг Internet Explorer 5.0 блокировал правильную работу Windows 2000 при установке 128-битового шифрования. Фотокопировальные устройства, порты маршрутизаторов, RAID-массивы – ко всему этому можно получить доступ через Интернет, со всеми вытекающими отсюда угрозами для безопасности. Мошеннические драйверы принтера могут скомпрометировать Windows NT; файлы PostScript могут содержать вирусы. Вредоносный код, вложенный в сообщение электронной почты, может проникнуть через брандмауэр. Помните, я говорил о версии Windows NT, которая имела оценку безопасности С2, но только в том случае, если компьютер не подключен к сети и не имеет накопителя на гибких магнитных дисках? Помните WebTV-вирус?[63] Сколько пройдет времени, прежде чем кто-нибудь придумает вирус, поражающий сотовые телефоны?[64]
Четвертая причина в том, что чем сложнее система, тем она труднее для понимания. В главе 17 я рассказывал о манипуляциях людьми и о негативном влиянии человеческого фактора на безопасность. Эти проблемы обостряются из-за сложности систем. Люди, управляющие реальной системой, как правило, не обладают полным пониманием ее устройства, в том числе и проблем, связанных с безопасностью безопасности. А если кто-то плохо разбирается в вопросе, он, скорее всего, воспользуется помощью знающего человека. Сложность не только делает фактически невозможным создание безопасной системы, но и приводит к чрезвычайным трудностям в управлении ею.
Пятая причина – трудность анализа. В 18-21 главах я обрисовал процедуру проектирования и анализа систем безопасности: моделирование возможных угроз, определение механизмов защиты и проектирование системы безопасности. Чем сложнее система, тем тяжелее выполнить такой анализ. Все становится очень запутанным: спецификации, проект, создание и использование системы. Дерево атак для любой сложной системы становится гигантским. И, как мы уже неоднократно убедились, все это релевантно анализу безопасности.
Последняя, шестая причина – повышенные требования к испытаниям сложных систем. В главе 22 говорилось об испытаниях безопасности. Я доказывал, что единственно разумный способ исследования безопасности системы состоит в проведении тестирования непосредственно на ней. Однако чем сложнее система, тем труднее сделать такие оценки. Чем сложнее система, тем больше будет возникать ошибок, имеющих отношение к безопасности, и в спецификации, и в процессе разработки, и при вводе в действие. И, к сожалению, количество ошибок и трудности их распознавания растут не пропорционально возрастанию сложности, а намного быстрее.
Предельно упрощая, допустим, что система имеет 10 различных настроек, по 2 возможных варианта. Тогда 45 различных комбинаторных сочетаний могут взаимодействовать самым неожиданным образом, и в целом наберется 1024 различные конфигурации. Каждое взаимодействие способно привести к недостаткам безопасности и должно быть особо проверено. Теперь предположите, что система имеет 20 различных настроек. Это означает 190 различных сочетаний (по 2 из 20) и примерно 1 миллион конфигураций (2^20). 30 различных настроек определяют 435 различных пар и миллиард конфигураций. Даже небольшие увеличения в сложности системы означают стремительный рост количества различных конфигураций.
Увеличение числа возможных взаимодействий приводит к возрастанию объема работы во время оценки безопасности. Для системы с умеренным количеством параметров проверка всех двухпараметрических взаимодействий – тоже немалая работа. Проверка каждой возможной конфигурации – сложнейшая задача. Таким образом, трудность проведения оценки безопасности растет по мере увеличения сложности. Появление дополнительных потенциальных изъянов и усложнение анализа безопасности неизбежно приводит к уменьшению надежности систем.
В современных системах ситуация не столь сложна; часто параметры ортогональны, то есть независимы. Конечно, раз системы усложняются, то число связей увеличивается. Это происходит, например, если параметры находятся на разных уровнях в системе, и эти уровни разделены строго определенным интерфейсом. Такое разделение системы на относительно независимые модули с четко определенными интерфейсами – признак удачной разработки. Правильное разделение на модули может значительно уменьшить эффективную сложность системы, при этом все важные функции будут сохранены. Конечно, параметры в пределах одного модуля могут взаимодействовать, и эти взаимодействия должны быть проанализированы, поэтому количество параметров должно быть сведено к минимуму. Разбиение на модули работает хорошо при использовании должным образом, но многие реальные системы все же имеют взаимозависимости, которые позволяют параметрам в различных модулях влиять друг на друга.
Более сложная система менее надежна с любой точки зрения. Прежде всего, она содержит большее количество уязвимых мест, а ее модульность усиливает эти недостатки. Ее тяжелее испытывать и анализировать.
Это ухудшает положение. Увеличение числа недостатков безопасности пагубно влияет на защиту: безопасность всей системы зависит от прочности ее самого слабого звена. Один-единственный недостаток может свести на нет защиту всей системы.
Реальные системы не показывают никаких признаков уменьшения сложности. Фактически они становятся более громоздкими все быстрее и быстрее. Microsoft Windows – пример такой тенденции. Windows 3.1, выпущенная в 1992 году, имеет 3 миллиона строк кода. В 1998 году Windows NT 5.0 насчитывала уже 20 миллионов строк кода, а в 1999 году она была переименована в Windows 2000 и содержала в среднем от 35 до 60 миллионов строк кода. Сравнительные данные приведены в табл. 23.1.
Таблица 23.1.
Тенденция к сложности исходного кода
Операционная система (Год) – Количество строк кода
Windows 3.1 (1992) – 3 млн
Windows NT (1992) – 4 млн
Windows 95 (1995) – 15 млн
Windows NT 4.0 (1996) – 16,5 млн
Windows 98 (1998) – 18 млн
