Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
Паразитарные вычисления – это техника, при которой программа в ходе нормального авторизованного взаимодействия с другой программой заставляет её выполнять сложные вычисления, не используя уязвимости для исполнения кода, предоставленного злоумышленником. В некотором смысле, это эксплуатация безопасности, поскольку программа, реализующая паразитарные вычисления, не имеет права потреблять ресурсы, доступные другой программе. Впервые её предложили Альберт Ласло Барабаши, Винсент В. Фри, Хавунг Чжон и Джей Б. Брокман из Университета Нотр-Дам, Индиана, США, в 2001 году. В качестве примера в оригинальной статье рассматривались два компьютера, взаимодействующие через Интернет под видом стандартной сессии связи. Первый компьютер пытается решить большую и чрезвычайно сложную задачу 3-SAT; он разложил исходную задачу 3-SAT на значительное количество меньших подзадач. Каждая из этих меньших подзадач затем кодируется как связь между контрольной суммой и пакетом данных, таким образом, что соответствие или несоответствие контрольной суммы является ответом на эту подзадачу. Пакет/контрольная сумма отправляется на другой компьютер. Этот компьютер, в процессе приема пакета и проверки его валидности и корректности, вычисляет контрольную сумму пакета и сравнивает её с предоставленной. Если контрольная сумма недействительна, он запрашивает новый пакет с исходного компьютера. Исходный компьютер, основываясь на ответе второго компьютера, узнает решение этой подзадачи и может передать новый пакет, содержащий другую подзадачу. В конечном итоге, все подзадачи будут решены, и окончательный ответ будет легко вычислен. Пример основан на эксплуатации протокола управления передачей (TCP), используемого для интернет-соединений, поэтому целевой компьютер(ы) в итоге не осознают, что он выполнил вычисления в пользу другого компьютера, или даже сделал что-либо, кроме обычной TCP/IP-сессии. Доказательство концепции, очевидно, крайне неэффективно, поскольку объем вычислений, необходимый для отправки пакетов, значительно превышает объем вычислений, полученных от другой программы; задача 3-SAT была бы решена гораздо быстрее, если бы её анализировали локально. Кроме того, на практике пакеты, вероятно, придется пересылать время от времени из-за реальных ошибок контрольной суммы и сетевых проблем. Однако паразитарные вычисления на уровне контрольных сумм демонстрируют саму концепцию. Авторы предполагают, что при переходе на более высокие уровни стека приложений может наступить момент, когда паразит получит чистый вычислительный выигрыш – например, можно разбить сложные задачи на запросы к сложным криптографическим протоколам с использованием открытых ключей. В случае чистого выигрыша, теоретически можно использовать ряд управляющих узлов, для которых множество хостов в Интернете сформируют распределенную вычислительную сеть, даже не подозревая об этом. Студенты Университета прикладных наук в Берне, Швейцария, в 2002 году расширили эту концепцию до программируемой виртуальной машины.
Parasitic computing is a technique where a program in normal authorized interactions with another program manages to get the other program to perform computations of a complex nature without exploiting vulnerabilities to execute attacker supplied code on the latter. It is, in a sense, a security exploit in that the program implementing the parasitic computing has no authority to consume resources made available to the other program. It was first proposed by Albert Laszlo Barabasi, Vincent W. Freeh, Hawoong Jeong & Jay B. Brockman from University of Notre Dame, Indiana, USA, in 2001. The example given by the original paper was two computers communicating over the Internet, under disguise of a standard communications session. The first computer is attempting to solve a large and extremely difficult 3 SAT problem; it has decomposed the original 3 SAT problem in a considerable number of smaller problems. Each of these smaller problems is then encoded as a relation between a checksum and a packet such that whether the checksum is accurate or not is also the answer to that smaller problem. The packet/checksum is then sent to another computer. This computer will, as part of receiving the packet and deciding whether it is valid and well formed, create a checksum of the packet and see whether it is identical to the provided checksum. If the checksum is invalid, it will then request a new packet from the original computer. The original computer now knows the answer to that smaller problem based on the second computer's response, and can transmit a fresh packet embodying a different sub problem. Eventually, all the sub problems will be answered and the final answer easily calculated. The example is based on an exploit of the Transmission Control Protocol (TCP), used for internet connections, so in the end, the target computer(s) is unaware that it has performed computation for the benefit of the other computer, or even done anything besides have a normal TCP/IP session. The proof of concept is obviously extremely inefficient as the amount of computation necessary to merely send the packets in the first place easily exceeds the computations leeched from the other program; the 3 SAT problem would be solved much more quickly if just analyzed locally. In addition, in practice packets would probably have to be retransmitted occasionally when real checksum errors and network problems occur. However, parasitic computing on the level of checksums is a demonstration of the concept. The authors suggest that as one moves up the application stack, there might come a point where there is a net computational gain to the parasite perhaps one could break down interesting problems into queries of complex cryptographic protocols using public keys. If there was a net gain, one could in theory use a number of control nodes for which many hosts on the Internet form a distributed computing network completely unawares. Students of the University of Applied Sciences, Bern, Switzerland, extended this concept into a programmable virtual machine in 2002.