Хакеры безжалостны. Они могут захватить контроль над любым цифровым устройством, даже над станком с ЧПУ для токарной обработки металлов, удалить файлы, вывести из строя дорогостоящие уникальные программируемые контроллеры (PLC), незаметно сбить юстировку ответственных датчиков и т.п., а потом исчезнуть без следа. Исследователи в области кибербезопасности обнаружили способ превратить микросхему памяти компьютера в дополнительный инструмент защиты. Они создали систему, которая продлевает срок хранения данных на этих микросхемах, увеличивая время жизни файлов в критически важный период после взлома компьютера. Этот подход позволяет восстанавливать данные в течение 126 дней – даже если компьютер критически заражён, либо злоумышленник преднамеренно стёр важные данные.
Микросхемы хранения данных, известные как твердотельные накопители (SSD), уже много лет привлекают внимание исследователей в области кибербезопасности. Будучи аппаратными, а не программными компонентами, они обеспечивают уникальные преимущества в плане безопасности во время атаки. Представьте себе хранилище внутри банка – банк [операционная система] может быть ограблен, но, если у хранилища [контроллера SSD] есть свой собственный независимый замок и свой охранник, грабители не смогут его взломать, просто потому что им удалось пройти в главное здание через чёрный вход.
Однако превратить этот потенциал безопасности в реальную ценность, на практике оказалось совсем непросто. Перепрофилирование твердотельного накопителя для выполнения, как защитных, так и бытовых задач — непростая задача. Улучшения могут создавать дополнительную нагрузку на SSD, замедляя их работу и снижая производительность. Без решения этой проблемы чипы непрактичны для осуществления мер по кибербезопасности.
Люди решили эту проблему, сделав возможность расчистить путь для того, чтобы устройства хранения данных стали важным инструментом в борьбе с хакерами. Современные SSD-накопители выполняют то, что инженеры называют «сборкой мусора», вслепую: они не знают, когда были удалены данные (что делает их плохими хранителями файлов), которые с наибольшей вероятностью могли стать целью атаки. Чтобы понять, почему это важно, представьте, что данные на компьютере находятся в разных мирах.
В первом мире хранится всё, чем оперирует пользователь: документы, фотографии, приложения. А затем есть мир забвения: данные там исчезают навсегда, перезаписываются на аппаратном уровне и не подлежат восстановлению. Но между ними существует промежуточный мир – своего рода чистилище, куда попадают файлы после удаления, но до того, как чип окончательно сотрёт их, чтобы освободить место. Здесь удалённые файлы не совсем исчезают. Они теряют свои имена и типы расширения, чтобы сэкономить место на чипе, но они все ещё существуют фрагментарно.
Именно этот мир заворожил разработчиков. Если злоумышленник удалит или зашифрует файлы на захваченном устройстве, то пользователь всё равно сможет проникнуть в «промежуточное пространство» и извлечь необходимую сохранившуюся информацию, прежде чем она исчезнет навсегда. Для этого можно применить специальный ключ-токен, который взломать не удастся. Но проблема в том, что современные SSD-накопители небрежно обрабатывают промежуточные данные.
Когда чип заполняется сверх определённого порога, он навсегда затирает удалённые данные, чтобы освободить место для новых массивов. Но это решение принимается исключительно на основе эффективности: какие данные выглядят наиболее фрагментированными и какие занимают больше всего места. SSD не знает, как давно были удалены файлы. Это серьёзная проблема, если компьютер только что подвергся атаке программы-вымогателя. Информационные массивы, которые срочно необходимо восстановить — те, что были удалены вчера или час назад, — могут быть удалены первыми, в то время как неважные файлы, которые пролежали нетронутыми неделями, останутся.
Новый подход решает эту проблему. Удаляемые данные упорядочиваются хронологически по мере их поступления на чип, так что их положение отражает возраст, что позволяет SSD определять, какие файлы дольше всего находились в промежуточном состоянии. Новое правило сборки мусора становится простым: самые старые поступившие данные удаляются первыми. Более свежие, которые, скорее всего, имеют первостепенное значение, остаются защищёнными как можно дольше. Исследование показывает, что способ увеличивает окно защиты данных, как минимум на 60% при минимальном увеличении производительности. Другими словами, система делает SSD-накопители практичными, как для защитных целей, так и для хранения данных. Несомненно, что хакеры обладают огромной силой. Но само устройство хранения данных может стать последней линией защиты.
