很久以前有个朋友问我电脑安全的问题，说到上网的电脑可能中毒，他说：“这个问题应该很好办，要保证安全的电脑不容许上网，就可以了嘛”。
逻辑上说，这样的确没错。但在实际情况下，我们又发现很多“应当安全”的电脑没有脱离互联网。我已经无数次看到地铁、移动营业厅的自助机器上装了各种安全助手、安全管家了。断网，物理隔离，这么简单的办法，为什么做不到呢？
其实，安全领域真的有这种“断网”的机制，英文叫做air gap（有人翻译为“气隙”，我觉得不好，翻译为“空气隔绝”都好嘛），被这样处理的电脑，叫做air gapped computer。按照定义，air gapped computer是与互联网完全隔绝（但是与内部网络联通）的电脑，但也有些公司坚持认为，如果防火墙足够强大完善，躲在防火墙后面的电脑也可以叫做air gapped computer（以下简称“物理隔绝”）。
有了air gap，安全看起来就不再是问题，大家可以高枕无忧了。但是，数据安全真的这么简单吗？不是的。
物理隔绝的电脑也是需要数据交换的，常用的U盘可以成为它的命门。大名鼎鼎的震网（Stuxnet）病毒就可以感染被物理隔绝的电脑，比如伊朗伊朗核设施的离心机就被这种病毒感染了（据说病毒是美国国家安全局NSA开发的）。它通过U盘传播到控制离心机的电脑上，不断变化离心机的运转速度，导致离心机报废。
离心机的控制系统是常说的“工控”，也就是与外界隔绝的单片机，可以简单理解为“安心躲在自己的龟壳玩”的系统。我们日常使用的智能水表、智能电表，都是类似的工作方式。通常认为，这是绝对安全的。但是，“震网”病毒似乎一开始就不是为互联网传播，而是为USB传播定制的。换句话说，只要用过U盘，就可能感染这种病毒。所以，“震网”病毒顺利地传播到了离心机的控制电脑上，而且这种病毒做得相当巧妙，伊朗人只能发现离心机不断莫名其妙地出现故障，这些故障看起来却如此“自然”。
然而凡事总有想不到的地方，开发的震网病毒也犯了“想当然”的错误。按照原来的设计，如果监测到运行的电脑是太“古老”的Windows 95 或 Windows 98，就会自动注销。但是程序员错误地把判断条件里的“或”写成了“和”，也找不到这些老机器来测试，所以直接发布了。结果，只有当运行的电脑是太古老的“Windows 95 和 Windows 98”的时候才会自动注销，而这显然是不可能的。在伊朗那些老旧的电脑里，“震网”病毒频繁引发蓝屏故障，这才露出马脚，最终被抓出来。
回头说安全，U盘可能成为安全命门没错，但即使是震网病毒，数据也只能单向传输，设计者处心积虑要达到的目的很明确，就是破坏。可是，有没有办法能从被感染的机器上把数据偷出来呢？答案是有的。
以色列本·古里安大学数字安全实验室（Cyber Security Lab）的研究者们展示了几种办法。一种办法是用计算机和手机配合完成：首先感染计算机，计算机在运行过程中自然会发出电磁辐射，而接受电磁信号正是手机的专长。实验已经证明，通过控制显卡工作时发出无线电波，用手机上的FM接收器收取，就可以取得电脑上的数据，有效距离可以达到30米，完全可以隔几堵墙下手。
还有一种办法更诡异，堪称“脑洞大开”。如果有两台电脑放在一起，一台可以上互联网，一台做了物理隔绝。如果两台电脑都感染了恶意软件，它们就可以通讯——通过温度。在物理隔绝的电脑上，恶意软件可以通过计算量和传感器精确控制温度，另一台电脑的传感器可以精确感知温度的变化。如果把数据用温度变化进行编码，数据就可以传输出去。
只要两台电脑的距离不超过40厘米，这种手段就是有效的——而且，这种通讯可以是双向的。你或许会觉得这种方法带宽太低，没错，它的带宽确实很低，但是已经足够用来盗窃密码和密钥了。
我不知道有多少人会和我一样觉得这种办法“脑洞大开”，因为我们长期以来都已经形成了思维定势，觉得传输数据需要用网络，至少需要用无线电波，却没有想到还能另辟蹊径。这让人想起罗伯特·梅特卡夫在1973年给“以太网”命名时的做法，他巧妙借用了物理学中源自古希腊的“以太”概念——以太充满了空间，承载着比特流，将它们传到各处。
开了这个脑洞，更多的办法就会奔涌而出。它们的做法大都类似：先用U盘之类的媒介感染被物理隔绝的电脑，然后通过各种“以太”把数据传输出去。比如有一种类似做法是由恶意软件控制电脑的扬声器，发出人耳听不见的超声波，再用传感器接收超声波。
最近，本·古里安大学的研究人员又想到了一种更巧妙的办法。恶意软件感染物理隔绝的电脑之后，通过硬盘灯来发出信号。之所以选择硬盘灯，有几个原因。
首先，它的带宽足够：硬盘灯每秒可以闪烁6000次，用摩尔斯电码之类的编码方式，每秒钟可以传输4000 bit，也就是半小时差不多1m的数据。其次，硬盘灯的闪烁相当正常，没有人会想到这里面有什么猫腻，只会认为这是在搜索或者生成索引。再者，观测光信号相当容易，只要通过窗户能看到，就可以通过放飞小型无人机，或者在其它地方用望远镜观察，唯一的问题在于观察设备：普通智能手机的摄像头每秒钟只能接收60 bit，Go Pro每秒钟可以接收120 bit，专门的感光设备可以接收4000 bit。
研究人员也提出了防范策略：物理隔绝的电脑应当放在安全的房间里，远离窗户，或者在窗户上粘贴专门隔绝闪光的薄膜。不过，最简单的办法当然是遮住服务器的硬盘灯。
我在朋友群里分享了“通过硬盘灯窃密”的新闻，本来只是让大家一起跟我脑洞大开，想着这事还相当遥远。没想到的是，从大家的反应里，我得到了更加脑洞大开的信息：
保密严格单位的电脑必须放在没有窗户的房间里，因为真的发生过“把图像编码之后，通过屏幕闪烁发出去”的事故；
即便不是物理隔绝的电脑，也有奇特的办法泄密：比如在服务器上偷偷跑大型任务，导致页面响应速度有规律的延迟……
这样看来，“安全”永远不是一劳永逸的事情，在你意想不到的地方，永远有漏洞在等着你。
閱讀更多 餘晟以為 的文章
