Межі захисту в інтернеті: що можна і що неможливо гарантувати
Компанії витрачають бюджети на файрволи, шифрування та моніторинг. Держави ухвалюють закони про захист даних. І все одно у світі регулярно трапляються витоки інформації, атаки на банки чи збої в роботі держсервісів.
Причина далеко не завжди в тому, що хтось погано виконує свою роботу. Часто проблема виявляється у тому, як побудований інтернет.
У цій статті команда телеком-провайдера GigaTrans пояснює, з яких елементів складається захист мережі, де в них є вразливість, і чому абсолютна безпека — це недосяжна мета.
Інтернет будували для надійного зв'язку, а не для захисту даних
Протоколи, на яких працює сучасний інтернет, розробили в 1970–1980-х роках. Головним завданням було забезпечити передачу даних між комп'ютерами при пошкодженні мережі. Про захист від зловмисників тоді не думали, бо кількість підключених вузлів була відносно невеликою.
Базовий протокол TCP/IP і досі не має вбудованого механізму перевірки, чи відправник пакета — той, за кого себе видає. Це дозволяє підробляти адресу джерела (IP spoofing) і використовувати це в DDoS-атаках. Захист від таких атак додають зверху, окремими системами, але сама основа мережі лишається вразливою.
Схожа історія з протоколом маршрутизації BGP, який визначає шлях пакетів даних між провайдерами у всьому світі. З часів створення в кінці 1980-х цей протокол працює на довірі.
Якщо провайдер оголошує, що певний блок IP-адрес належить йому, інші мережі здебільшого приймають це оголошення без перевірки. Коли провайдер оголошує «цей блок IP-адрес — мій», сусідні мережі за замовчуванням приймають це оголошення без перевірки, чи має він на це право.
Через це можливе помилкове або зловмисне оголошення, яке називають BGP hijacking. Воно здатне перенаправити трафік цілих країн через сторонню мережу. У 2008 році через таку помилку трафік до YouTube на кілька годин пішов через мережу пакистанського провайдера, який на той момент намагався заблокувати сервіс лише всередині власної країни.
Також без вимог безпеки створювали систему доменних імен (DNS), яка перетворює назви сайтів на IP-адреси. Розширення DNSSEC, що додає криптографічний підпис до відповідей DNS-серверів, існує вже понад два десятиліття.
Проте воно досі використовується не всіма операторами й реєстраторами доменів. Без нього залишається можливим DNS spoofing — підміна відповіді сервера так, що користувач потрапляє на підроблений сайт замість справжнього.
Шифрування захищає дані, але не інфраструктуру
Протоколи HTTPS, TLS і VPN шифрують вміст повідомлень так, що розшифрувати їх настільки складно, що на практиці це не має сенсу — навіть потужний комп'ютер витратить на злам роки.
Проте шифрування не приховує факт з'єднання, його тривалість, обсяг переданих даних чи маршрут, яким пакети йдуть між точками.
Окремий напрям атак — аналіз метаданих. Спостерігаючи за трафіком без розшифровки, можна встановити, які сайти відвідує користувач, коли він активний і з ким обмінюється даними.
Крім того, шифрування захищає канал передачі, але не захищає кінцеві точки. Якщо зловмисник отримав доступ до пристрою до або після розшифровки, шифрування каналу не має значення.
Підписуйтеся на наші соцмережі
Довіра до HTTPS тримається на центрах сертифікації, які підтверджують, що сайт справді належить тому, за кого себе видає. Якщо такий центр зламано, зловмисник може випустити дійсний сертифікат для чужого домену.
Саме так у 2011 році сталося з нідерландським центром сертифікації DigiNotar — зламані сертифікати використали для стеження за користувачами в Ірані. Після цього інциденту браузери повністю припинили довіряти цьому центру.
Окрема довгострокова проблема — розвиток квантових обчислень. Алгоритми шифрування, на яких зараз тримається HTTPS, теоретично можна зламати за прийнятний час за допомогою достатньо потужного квантового комп'ютера.
Такого обладнання ще не існує. Проте дані, зашифровані сьогодні й перехоплені зловмисником, можуть залишатися розшифрованими пізніше — коли технологія дозволить.
Через це NIST (Національний інститут стандартів і технологій США) вже затвердив нові стійкі до квантових атак алгоритми шифрування, і перехід на них у галузі почався заздалегідь.
Обладнання та кабелі — вразливість, про яку рідко говорять
Дані фізично проходять через кабелі, маршрутизатори, комутатори й датацентри. Кожен з цих елементів можна пошкодити, підмінити або відключити.
Підводні оптоволоконні мережі, якими йде значна частина міжконтинентального трафіку, регулярно фіксують пошкодження від якорів суден, рибальських тралів і підводних течій.
У 2023–2024 роках кілька таких інцидентів у Балтійському морі привернули увагу через збіг з періодом підвищеної геополітичної напруги в регіоні.
Ремонт одного розриву кабелю може тривати від кількох днів до кількох тижнів залежно від глибини та погодних умов.
Загалом, підводні кабелі передають понад 95% міжнародного інтернет-трафіку, і альтернативи в цьому масштабі поки немає.
Супутниковий інтернет, зокрема системи на низькій орбіті, як Starlink, здатен слугувати резервним каналом на випадок пошкодження кабелю, але його пропускна здатність суттєво нижча, а затримка сигналу вища.
Ще один фактор ризику — банальне пошкодження кабелю під час будівельних робіт вже на землі. У телекомі це називають випадковим механічним пошкодженням (accidental cable cut). Саме воно, а не цілеспрямовані атаки, є найчастішою причиною обривів наземних оптоволоконних ліній.
Екскаватор, що зачепив кабель під час прокладання труби, здатен на кілька годин відключити зв'язок для цілого району. Тому надійні оператори прокладають резервні маршрути різними трасами.
Також на суходолі існує інший ризик — обладнання центрів обробки даних залежить від електропостачання, охолодження та фізичного доступу персоналу. Резервування (дублювання маршрутів, генератори, резервні канали) знижує ймовірність збою, але не усуває її повністю.
Людський фактор лишається найслабшою ланкою
Технічні засоби захисту стають дедалі складнішими, тоді як люди, які ними користуються, залишаються тими самими. Більшість успішних атак на компанії починаються з простого фішингового листа, слабкого пароля або помилки в налаштуваннях доступу.
За даними щорічних звітів Verizon Data Breach Investigations Report, людський фактор фігурує в переважній більшості проаналізованих інцидентів безпеки. Жодна система шифрування не захистить компанію, якщо співробітник сам передасть пароль зловмиснику, який видає себе за колегу з IT-відділу.
Саме так у 2020 році зловмисники отримали доступ до внутрішніх інструментів Twitter (нині X) і на короткий час скомпрометували облікові записи відомих осіб. Це сталося через обман співробітників з доступом до адміністративних панелей.
Парадокс полягає в тому, що навчання працівників знижує ризик, але не усуває його. Людина, яка щодня отримує десятки листів, з часом втрачає уважність, а зловмисники постійно вдосконалюють тексти фішингових повідомлень, орієнтуючись саме на втому і звичку.
Це робить людський фактор постійною змінною, з якою доводиться рахуватися так само як з фізичним зносом обладнання.
Вразливості з'являються швидше, ніж їх закривають
Програмне забезпечення пишуть люди, а вони можуть помилятися. Тому в будь-якій програмі є вразливості — місця, через які можна отримати доступ до системи без дозволу.
Частину таких вразливостей знаходять дослідники безпеки. Вони повідомляють про проблему розробнику й дають час на виправлення, перш ніж розповісти про неї публічно. Це називається responsible disclosure, тобто відповідальне розкриття.
Гірший випадок — коли вразливість спочатку знаходить зловмисник. Тоді про неї дізнаються, коли вже станеться атака. Такі вразливості називають zero-day — коли у розробника є нуль днів на виправлення, бо про проблему дізнаються вже під час використання.
Проміжок між появою вразливості та випуском патча — вікно, у якому система залишається відкритою. У великих організаціях з тисячами пристроїв встановлення оновлення на всі вузли одночасно фізично неможливе. Тому навіть компанія з якісною політикою безпеки якийсь час працює в небезпечних умовах.
Кількість зареєстрованих вразливостей (CVE) щороку зростає, і причина не лише в тому, що зловмисники стають активнішими. Обсяг коду зростає швидше за кількість фахівців, здатних його перевірити. Кожна нова бібліотека, фреймворк чи оновлення додає програму або сайт, у якому потенційно є непомічені помилки.
Окрема категорія загроз — атаки на ланцюг постачання (supply chain attacks), коли зловмисник компрометує не саму компанію, а постачальника програмного забезпечення, яким вона користується.
У 2020 році зловмисники впровадили шкідливий код в оновлення програми SolarWinds Orion, яку використовували тисячі організацій, зокрема, державні установи США.
Оновлення мало справжній цифровий підпис компанії й нічим не відрізнялося від звичайного патча. Тому системи безпеки пропустили його без питань, а атаку виявили лише через кілька місяців.
Цей випадок продемонстрував, що захист компанії залежить також від безпеки кожного постачальника, чиї продукти вона використовує.
Висновок
Інтернет має конкретні обмеження у захисті, адже складається з протоколів, обладнання і людей, кожен з яких має свою межу надійності.
Кожен з цих рівнів можна укріпити окремо, і саме так у реальності будується захист — у кілька шарів, кожен з яких закриває слабкість іншого. Абсолютної гарантії це не дає. Проте суттєво звужує простір, у якому атака може виявитися успішною.