Могут ли злоумышленники добраться до изолированного компьютера?

Как известно, все беды — от Интернета. Поэтому один из самых радикальных способов обезопасить компьютер, на котором хранится чрезвычайно ценная информация или который управляет каким-либо особенно критичным процессом, — это не подключать его к Интернету, а может быть, и вовсе не подключать к сети, даже локальной. Такая физическая изоляция называется красивым термином air gap («воздушный зазор»).

Нет подключения — нет проблем, верно? На самом деле это не совсем так: известно довольно много способов незаметно вытащить информацию даже с физически изолированного устройства.

В израильском Университете Бен-Гуриона есть особый отряд исследователей во главе с Мордехаем Гури, специализирующийся как раз на изучении таких способов кражи данных. Сейчас мы расскажем, чего они за последнее время наисследовали и нужно ли вам (и нам) по этому поводу беспокоиться.

Как можно прорваться через физическую изоляцию

То, что системы за воздушным зазором уязвимы, несмотря на изоляцию, не новость: атаки через цепочку поставок или с помощью инсайдеров никто не отменял. Самый простой способ — зараженная флешка. Именно с этого, например, началось распространение великого и ужасного Stuxnet. Окей, заражение произошло — но как можно вытащить данные наружу, если подключения к Интернету нет?

На помощь приходят смекалка и физика в ее самых разных проявлениях. Несмотря на физическую изолированность компьютера и виртуальную природу информации, любое устройство остается реально существующим физическим объектом, который выделяет тепло, создает магнитные поля и издает звуки. И эти неочевидные каналы можно использовать для передачи информации.

Ультразвук

Даже компьютер без колонок и какого-либо аудиооборудования способен издавать звуки в диапазоне от 20 герц до 24 килогерц — например, изменяя частоту преобразования блока питания. При этом, чтобы служить «ушами», устройству не нужен отдельный микрофон, ведь его роль могут успешно выполнять колонки или наушники. Значительную часть обозначенного выше диапазона — между 18 и 24 килогерцами — человеческое ухо не распознает. И этим можно пользоваться для разных интересных дел. В бытовых условиях, например, такой метод используют, чтобы отдавать умной колонке приказы, неслышимые человеку.

Или, что актуально в данном случае, злоумышленники могут заразить компьютер специальным ПО, кодирующим нужную информацию и передающим ее с помощью ультразвука. Его, в свою очередь, будет улавливать другое зараженное устройство поблизости (например, смартфон), и передавать уже во внешний мир. Кроме того, среди найденных исследователями способов есть эксплуатация звуков, издаваемых компьютерными вентиляторами и жесткими дисками.

Электромагнетизм

Также никто не отменял старого доброго электромагнетизма. В основе таких методов — простая идея, что электрический ток создает электромагнитное поле, которое можно улавливать и преобразовывать обратно в электрический сигнал. Контролируя ток, можно контролировать и это поле. Дальше следите за руками: злоумышленники с помощью зловреда отправляют на дисплей специальную последовательность сигналов и превращают кабель монитора в своеобразную антенну. Манипулируя количеством и частотой отправки байт, они могут сделать так, чтобы отправленный сигнал можно было принимать с помощью FM-приемника. Так, господа, работает метод под названием AirHopper.

Еще один способ называется GSMem и основан на излучении компьютерной шины памяти. Как и в предыдущем случае, специальный зловред отправляет по шине некий набор нулей и единиц, благодаря которому вызываются изменения в ее излучении. В этих изменениях можно закодировать информацию, а уловить их можно обычным мобильным телефоном, даже без встроенного FM-радиоприемника, причем работающим на частотах как GSM, так и UMTS или LTE.

Общий принцип метода понятен, а в качестве передающей антенны может использоваться практически любой компонент компьютера. Помимо уже перечисленных, известны и исследованы способы передачи данных с помощью излучения шины USB, интерфейса GPIO и кабелей питания компьютера.

Магнетизм

Особенность этого способа в том, что в некоторых случаях он сработает даже в клетке Фарадея, которая блокирует электромагнитное излучение и потому считается надежным способом защиты даже среди матерых параноиков.

Метод основан на высокочастотном магнитном излучении, которое генерирует компьютерный процессор и которое успешно просачивается сквозь металлическую оболочку. Похожим образом в клетках Фарадея работает, например, компас. Исследователи выяснили, что если найти способ программно манипулировать нагрузкой ядер процессора, то можно управлять и его магнитным излучением. Расположите улавливающее устройство неподалеку от клетки (Гури с коллегами утверждают, что способ работает на расстоянии до полутора метров), и дело в шляпе. В процессе эксперимента исследователи использовали для приема информации специальный магнитный датчик, подключенный к серийному порту соседнего компьютера.

Оптика

Тут все довольно просто: любой компьютер моргает окружающей среде как минимум несколькими лампочками, и если заставить его моргать по вашему усмотрению, он будет передавать всю нужную информацию.

Улавливать эти данные можно, например, взломав камеру наблюдения в помещении. Так устроены способы LED-it-GO или xLED. А если посмотреть на aIR-Jumper, то окажется, что и сама камера может стать дырой: она способна как излучать, так и улавливать инфракрасное излучение, неразличимое человеческим глазом.

Термодинамика

Еще один неожиданный канал передачи данных из изолированной системы — через тепло. Воздух в компьютере нагревают процессор, видеокарта, жесткий диск, многочисленные периферийные устройства — проще сказать, какой компонент этого не делает. Также в любом компьютере установлены температурные датчики, которые следят, чтобы ничего не перегрелось.

И если один (изолированный) компьютер по указанию зловреда начинает произвольно менять температуру, то второй (подключенный к Интернету) может эти изменения регистрировать, переводить их в понятную информацию и отправлять данные наружу. Правда, для того чтобы компьютеры смогли общаться между собой такими тепловыми сигналами, они должны быть довольно близко расположены — не далее 40 сантиметров друг от друга. Пример такого способа: BitWhisper.

Сейсмические волны

Или, проще говоря, вибрация. Это последний на сегодня вид излучения, которым заинтересовались исследователи, и его тоже можно использовать для передачи данных. Вредонос в этом случае манипулирует опять же скоростью вентиляторов, но так, чтобы информация кодировалась не в звуках, а в вибрации, которую они производят.

Она передается через поверхность, где стоит компьютер, и улавливается лежащим на этой поверхности смартфоном с помощью акселерометра. Недостаток способа в том, что скорость сколько-то надежной передачи данных очень невысока — около половины бита в секунду. Поэтому на передачу даже скромного объема информации в несколько килобайт может уйти пара-тройка дней. Впрочем, если взломщик никуда не торопится, то метод вполне рабочий.

Насколько это все опасно?

Хорошая новость: подобные способы кражи данных весьма сложны, так что вряд ли кто-то использует их для того, чтобы заполучить вашу финансовую отчетность или базу клиентов. Однако если данные, с которыми вы работаете, представляют потенциальный интерес для разведок разных стран или специалистов по «высокому» промышленному шпионажу, то об опасности полезно как минимум знать.

Как от этого защититься?

Простой как топор, но очень эффективный способ обезопасить себя от кражи секретной информации — запрет на территории предприятия любых посторонних устройств, включая кнопочные телефоны. Если же это по каким-либо причинам невозможно или хочется дополнительных гарантий, можно прибегнуть к следующим методам:

• зонировать помещение с изолированным компьютером и соблюдать минимально необходимую дистанцию между устройствами;
• экранировать помещение или посадить компьютер в клетку Фарадея (правда, тут есть свои нюансы, см. пункт «Магнетизм»);
• самостоятельно измерять уровень магнитного излучения компьютера и отслеживать аномалии;
• ограничить использование колонок (или вовсе запретить — чего там слушать-то на изолированных компьютерах);
• отключить все аудиооборудование компьютера;
• создать в помещении с изолированным компьютером звуковые помехи;
• ограничить инфракрасную функциональность камер наблюдения (правда, это скажется на их работоспособности в темноте и, как следствие, на эффективности);
• ограничить LED-индикацию устройств (заклеить, отключить, демонтировать);
• чтобы не допустить изначального заражения, можно отключить у изолированного компьютера порты USB.

Кроме того, сами исследователи в своих работах отмечают, что почти во всех случаях более тщательной изоляции помогает защита на уровне софта: то есть, проще говоря, хорошо бы пользоваться надежными защитными решениями, которые смогут уловить вредоносную активность. Если изолированная машина работает со стандартными задачами (а в случае с машинами за воздушным зазором это достаточно распространенная ситуация), то, возможно, защиту стоит переключить в режим запрета по умолчанию (Default Deny), в котором посторонние программы не смогут выполняться.