很久以前有個朋友問我電腦安全的問題，說到上網的電腦可能中毒，他說：“這個問題應該很好辦，要保證安全的電腦不容許上網，就可以了嘛”。
邏輯上說，這樣的確沒錯。但在實際情況下，我們又發現很多“應當安全”的電腦沒有脫離互聯網。我已經無數次看到地鐵、移動營業廳的自助機器上裝了各種安全助手、安全管家了。斷網，物理隔離，這麼簡單的辦法，為什麼做不到呢？
其實，安全領域真的有這種“斷網”的機制，英文叫做air gap（有人翻譯為“氣隙”，我覺得不好，翻譯為“空氣隔絕”都好嘛），被這樣處理的電腦，叫做air gapped computer。按照定義，air gapped computer是與互聯網完全隔絕（但是與內部網絡聯通）的電腦，但也有些公司堅持認為，如果防火牆足夠強大完善，躲在防火牆後面的電腦也可以叫做air gapped computer（以下簡稱“物理隔絕”）。
有了air gap，安全看起來就不再是問題，大家可以高枕無憂了。但是，數據安全真的這麼簡單嗎？不是的。
物理隔絕的電腦也是需要數據交換的，常用的U盤可以成為它的命門。大名鼎鼎的震網（Stuxnet）病毒就可以感染被物理隔絕的電腦，比如伊朗伊朗核設施的離心機就被這種病毒感染了（據說病毒是美國國家安全局NSA開發的）。它通過U盤傳播到控制離心機的電腦上，不斷變化離心機的運轉速度，導致離心機報廢。
離心機的控制系統是常說的“工控”，也就是與外界隔絕的單片機，可以簡單理解為“安心躲在自己的龜殼玩”的系統。我們日常使用的智能水錶、智能電錶，都是類似的工作方式。通常認為，這是絕對安全的。但是，“震網”病毒似乎一開始就不是為互聯網傳播，而是為USB傳播定製的。換句話說，只要用過U盤，就可能感染這種病毒。所以，“震網”病毒順利地傳播到了離心機的控制電腦上，而且這種病毒做得相當巧妙，伊朗人只能發現離心機不斷莫名其妙地出現故障，這些故障看起來卻如此“自然”。
然而凡事總有想不到的地方，開發的震網病毒也犯了“想當然”的錯誤。按照原來的設計，如果監測到運行的電腦是太“古老”的Windows 95 或 Windows 98，就會自動註銷。但是程序員錯誤地把判斷條件裡的“或”寫成了“和”，也找不到這些老機器來測試，所以直接發佈了。結果，只有當運行的電腦是太古老的“Windows 95 和 Windows 98”的時候才會自動註銷，而這顯然是不可能的。在伊朗那些老舊的電腦裡，“震網”病毒頻繁引發藍屏故障，這才露出馬腳，最終被抓出來。
回頭說安全，U盤可能成為安全命門沒錯，但即使是震網病毒，數據也只能單向傳輸，設計者處心積慮要達到的目的很明確，就是破壞。可是，有沒有辦法能從被感染的機器上把數據偷出來呢？答案是有的。
以色列本·古裡安大學數字安全實驗室（Cyber Security Lab）的研究者們展示了幾種辦法。一種辦法是用計算機和手機配合完成：首先感染計算機，計算機在運行過程中自然會發出電磁輻射，而接受電磁信號正是手機的專長。實驗已經證明，通過控制顯卡工作時發出無線電波，用手機上的FM接收器收取，就可以取得電腦上的數據，有效距離可以達到30米，完全可以隔幾堵牆下手。
還有一種辦法更詭異，堪稱“腦洞大開”。如果有兩臺電腦放在一起，一臺可以上互聯網，一臺做了物理隔絕。如果兩臺電腦都感染了惡意軟件，它們就可以通訊——通過溫度。在物理隔絕的電腦上，惡意軟件可以通過計算量和傳感器精確控制溫度，另一臺電腦的傳感器可以精確感知溫度的變化。如果把數據用溫度變化進行編碼，數據就可以傳輸出去。
只要兩臺電腦的距離不超過40釐米，這種手段就是有效的——而且，這種通訊可以是雙向的。你或許會覺得這種方法帶寬太低，沒錯，它的帶寬確實很低，但是已經足夠用來盜竊密碼和密鑰了。
我不知道有多少人會和我一樣覺得這種辦法“腦洞大開”，因為我們長期以來都已經形成了思維定勢，覺得傳輸數據需要用網絡，至少需要用無線電波，卻沒有想到還能另闢蹊徑。這讓人想起羅伯特·梅特卡夫在1973年給“以太網”命名時的做法，他巧妙借用了物理學中源自古希臘的“以太”概念——以太充滿了空間，承載著比特流，將它們傳到各處。
開了這個腦洞，更多的辦法就會奔湧而出。它們的做法大都類似：先用U盤之類的媒介感染被物理隔絕的電腦，然後通過各種“以太”把數據傳輸出去。比如有一種類似做法是由惡意軟件控制電腦的揚聲器，發出人耳聽不見的超聲波，再用傳感器接收超聲波。
最近，本·古裡安大學的研究人員又想到了一種更巧妙的辦法。惡意軟件感染物理隔絕的電腦之後，通過硬盤燈來發出信號。之所以選擇硬盤燈，有幾個原因。
首先，它的帶寬足夠：硬盤燈每秒可以閃爍6000次，用摩爾斯電碼之類的編碼方式，每秒鐘可以傳輸4000 bit，也就是半小時差不多1m的數據。其次，硬盤燈的閃爍相當正常，沒有人會想到這裡面有什麼貓膩，只會認為這是在搜索或者生成索引。再者，觀測光信號相當容易，只要通過窗戶能看到，就可以通過放飛小型無人機，或者在其它地方用望遠鏡觀察，唯一的問題在於觀察設備：普通智能手機的攝像頭每秒鐘只能接收60 bit，Go Pro每秒鐘可以接收120 bit，專門的感光設備可以接收4000 bit。
研究人員也提出了防範策略：物理隔絕的電腦應當放在安全的房間裡，遠離窗戶，或者在窗戶上粘貼專門隔絕閃光的薄膜。不過，最簡單的辦法當然是遮住服務器的硬盤燈。
我在朋友群裡分享了“通過硬盤燈竊密”的新聞，本來只是讓大家一起跟我腦洞大開，想著這事還相當遙遠。沒想到的是，從大家的反應裡，我得到了更加腦洞大開的信息：
保密嚴格單位的電腦必須放在沒有窗戶的房間裡，因為真的發生過“把圖像編碼之後，通過屏幕閃爍發出去”的事故；
即便不是物理隔絕的電腦，也有奇特的辦法洩密：比如在服務器上偷偷跑大型任務，導致頁面響應速度有規律的延遲……
這樣看來，“安全”永遠不是一勞永逸的事情，在你意想不到的地方，永遠有漏洞在等著你。
閱讀更多 餘晟以為 的文章
