如果你是一名負(fù)責(zé)搭建嵌入式系統(tǒng)（或軟件、設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)等）的工程師或開(kāi)發(fā)者，那么你排在最高優(yōu)先級(jí)之一的事情是（或應(yīng)該是）鑒別并最大限度的減少潛在的數(shù)據(jù)安全漏洞。要想有效的實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，你需要了解系統(tǒng)是如何被黑客入侵的，最終要理解如何“像黑客一樣思考”。

黑客攻擊利用的是漏洞，這些其中可能是設(shè)計(jì)缺陷、訪(fǎng)問(wèn)控制薄弱、配置錯(cuò)誤或者許多其他的問(wèn)題等。這篇文章會(huì)深入探討黑客的思維，正如你所看到的，他們?cè)诎l(fā)現(xiàn)和利用漏洞方面的過(guò)程和思維方式與工程師如何處理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)還是有很大不同的。

黑客的思維到底是怎樣的？下面的內(nèi)容可能有趣、混亂或枯燥，所以準(zhǔn)備一大杯咖啡讓我們深入探究一下。

黑客的心態(tài)和思維：執(zhí)行任務(wù)

黑客與工程師之間最顯著的區(qū)別在于他們?nèi)绾螒?yīng)對(duì)挑戰(zhàn)，工程師（和科學(xué)家，就此而言）是系統(tǒng)性的，首先會(huì)定義和分析問(wèn)題，然后制定計(jì)劃（或假設(shè)），并對(duì)假設(shè)進(jìn)行測(cè)試，最后對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析，不論成功和失敗都會(huì)得出結(jié)論。

這是科學(xué)的方法，數(shù)百年來(lái)人們都是采用這樣的流程，黑客則不會(huì)遵循這個(gè)流程。首先沒(méi)有什么計(jì)劃，而是當(dāng)做是一個(gè)任務(wù)。黑客的計(jì)劃是不確定的，靈活的，記住一點(diǎn)黑客并不是在構(gòu)建必須經(jīng)過(guò)時(shí)間考驗(yàn)的工程，相反他們要做的就是破解。他們不需要讓管理者或CEO滿(mǎn)意，他們關(guān)注的是完成所定義的任務(wù)。

工程師做事是系統(tǒng)化的，黑客則是務(wù)實(shí)的，他們的方法非常的實(shí)際。雖然會(huì)有一些相似之處，但核心的不同之處在于黑客們會(huì)竭盡全力完成他們的任務(wù)，此外他們不會(huì)關(guān)注那些對(duì)自己沒(méi)有幫助的結(jié)果，而且無(wú)需向其他人作出解釋。

這有時(shí)也被描述為列表 vs 路徑思考：

? 科學(xué)家和工程師對(duì)列舉的每一項(xiàng)都會(huì)報(bào)告結(jié)果

? 黑客遵循路徑，他們會(huì)按一個(gè)思路一直繼續(xù)下去，知道這條路走不通

總而言之，工程師的目標(biāo)是徹底，黑客的目標(biāo)是有效。這些看似微小的細(xì)微差別一旦付諸實(shí)施則會(huì)顯現(xiàn)巨大的差別和影響。

常見(jiàn)的模式：殺傷鏈

當(dāng)黑客侵入到某個(gè)環(huán)境或者系統(tǒng)時(shí)，他們通常會(huì)遵循一個(gè)共同的模式，稱(chēng)為殺傷鏈（kill chain），當(dāng)黑客對(duì)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行攻擊時(shí)，他們會(huì)尋找該環(huán)境中更高級(jí)別的訪(fǎng)問(wèn)和操作權(quán)限（圖1）。最后當(dāng)他們獲得足夠的訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限時(shí)，他們就可以竊取想要的數(shù)據(jù)或者植入惡意代碼。

圖1：如果你能在殺傷鏈的早期抓住黑客，那么你才可以防止黑客攻擊的發(fā)生

黑客經(jīng)常會(huì)在一個(gè)入侵環(huán)境中停留很長(zhǎng)時(shí)間：平均100-140天，比如2013年零售連鎖企業(yè)遭遇了黑客攻擊，黑客使用了大概100多天的時(shí)間進(jìn)行了全面的攻擊，如果你能在殺傷鏈的早期發(fā)現(xiàn)黑客就可以阻止黑客攻擊的發(fā)生。

需要注意的是大多數(shù)的黑客攻擊都是使用機(jī)器人自動(dòng)完成的，雖然我們可以在描述實(shí)際執(zhí)行這些操作是人為的，但是背后實(shí)際上是機(jī)器人完成了所有操作。

黑客的思維

黑客看待事物的角度是不同的，特別是以下幾點(diǎn)：

? 觀察明顯的細(xì)節(jié)

? 想象最壞的情況

? 探索每一個(gè)潛在的訪(fǎng)問(wèn)入口

? 喜歡一切數(shù)據(jù)

? 理解人是薄弱的環(huán)節(jié)

? 喜歡晦澀難懂的信息

? 尋找并利用后門(mén)

? 利用第三方漏洞

? 尋求憑據(jù)

? 清理垃圾

觀察明顯的細(xì)節(jié)

當(dāng)你深入開(kāi)發(fā)時(shí)很容易忽略某個(gè)明顯的弱點(diǎn)，不妨后退一步問(wèn)問(wèn)自己一些基本的問(wèn)題，使用如下“五個(gè)為什么”評(píng)估一下：

? 為什么你的產(chǎn)品要這樣做？

? 為什么有這個(gè)必要？

? 為什么要采用這種設(shè)計(jì)方式？

? 為什么這樣是好的？

? 為什么不換一種不同的方式？

? 這個(gè)練習(xí)的目的是找出明顯的薄弱環(huán)節(jié)，黑客會(huì)發(fā)現(xiàn)它們，而且會(huì)比你想象的要快得多。

想象最壞的情況

最壞的情況是什么？它發(fā)生的可能性有多大？黑客一般沒(méi)有道德標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)你的網(wǎng)絡(luò)或應(yīng)用正深陷泥潭并努力恢復(fù)時(shí)，他們并不會(huì)感到同情，因此你需要制定計(jì)劃來(lái)處理那些更糟糕的情況。

然而還是要小心不要卷入所謂的“僵尸場(chǎng)景”中，也就是由于一系列的荒唐事件而引發(fā)的災(zāi)難，大多數(shù)僵尸電影都是基于這個(gè)前提的。

探索每一個(gè)潛在的訪(fǎng)問(wèn)入口

你必須知道任何人或任何事物訪(fǎng)問(wèn)你系統(tǒng)的每一種可能的方式，黑客會(huì)進(jìn)行所有的嘗試，并且很多次。你可能認(rèn)為你的藍(lán)牙接口是超級(jí)安全的，但是有幾十種方法可以專(zhuān)門(mén)利用藍(lán)牙讓你的系統(tǒng)變得不安全，確保你對(duì)每個(gè)接口都進(jìn)行了積極的測(cè)試，無(wú)論你的系統(tǒng)設(shè)計(jì)有多么的復(fù)雜。

喜歡一切數(shù)據(jù)

黑客們更喜歡數(shù)據(jù)或某些類(lèi)型的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)也是黑客在環(huán)境中獲得持久性訪(fǎng)問(wèn)的一種方式，你必須分析你的系統(tǒng)數(shù)據(jù)：

? 數(shù)據(jù)是怎樣存儲(chǔ)的？

? 數(shù)據(jù)是如何傳輸?shù)模?/p>

? 誰(shuí)可以訪(fǎng)問(wèn)這些數(shù)據(jù)？

? 如何監(jiān)控、管理和控制對(duì)數(shù)據(jù)的訪(fǎng)問(wèn)？

? 訪(fǎng)問(wèn)日志是怎樣的？這些數(shù)據(jù)都到哪里去了？

理解人是薄弱的環(huán)節(jié)

黑客們明白人是數(shù)據(jù)安全方面的薄弱環(huán)節(jié)，我們不僅不穩(wěn)定、不可靠，而且極易受到操縱，如果你的系統(tǒng)涉及任何這些有弱點(diǎn)的人（他確實(shí)有這些弱點(diǎn)），那么這就是你系統(tǒng)的弱點(diǎn)。

所有的信息安全問(wèn)題通常歸結(jié)為人類(lèi)的弱點(diǎn)。無(wú)論我們是否進(jìn)行了錯(cuò)誤的配置或編寫(xiě)了錯(cuò)誤的代碼，人都制造系統(tǒng)的一些弱點(diǎn)。假設(shè)用戶(hù)會(huì)犯錯(cuò)誤，并且會(huì)有很多錯(cuò)誤，因此我們要格外注意人的一些操作。

喜歡晦澀難懂的技術(shù)信息

黑客們都喜歡晦澀難懂的技術(shù)信息，他們會(huì)隨機(jī)挖掘出你幾年前存放的文檔，從而使用這些文檔的數(shù)據(jù)對(duì)你的系統(tǒng)發(fā)起攻擊，這也是破解新系統(tǒng)的樂(lè)趣之一。

當(dāng)你向公眾發(fā)布某些技術(shù)數(shù)據(jù)類(lèi)型時(shí)要謹(jǐn)慎，假設(shè)黑客們會(huì)得到并進(jìn)行分析，如果你的產(chǎn)品是在一個(gè)開(kāi)放的環(huán)境中開(kāi)發(fā)的，那么你就更應(yīng)該以更加安全的方式設(shè)計(jì)某些組件和功能特性。

尋找并利用后門(mén)

20世紀(jì)80年代的一部電影《戰(zhàn)爭(zhēng)游戲》讓很多黑客體驗(yàn)到了黑客攻擊的滋味。電影中間有一個(gè)很棒的場(chǎng)景，一個(gè)計(jì)算機(jī)科學(xué)家責(zé)備他的書(shū)呆子同事把計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的后門(mén)當(dāng)做秘密：“Potatohead先生，這些后門(mén)不是秘密！”

他的話(huà)在現(xiàn)在看來(lái)一樣的真實(shí)，應(yīng)用程序或設(shè)備的后門(mén)非常的常見(jiàn)，黑客們會(huì)尋找它們，它是侵入系統(tǒng)最古老和最可靠的技術(shù)之一，在《戰(zhàn)爭(zhēng)游戲》中就有展示，當(dāng)然在今天也仍然適用。

利用第三方漏洞

盡管你可能會(huì)深切關(guān)注系統(tǒng)的安全性問(wèn)題，但是你的供應(yīng)商或合作伙伴是否也和你一樣的關(guān)注？黑客們通常會(huì)將第三方組件作為目標(biāo)，因?yàn)橥ㄟ^(guò)獲取某一項(xiàng)技術(shù)就可以攻擊大量的相關(guān)目標(biāo)。Heartbleed就是不安全的第三方組件造成系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)的一個(gè)例子，Heartbleed是OpenSSL設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的一個(gè)缺陷，OpenSSL被應(yīng)用到數(shù)百萬(wàn)中產(chǎn)品中，這意味著一個(gè)漏洞足以使數(shù)百萬(wàn)（可能是數(shù)十億）臺(tái)設(shè)備遭受到攻擊。

如果你的系統(tǒng)中集成有第三方組件，則會(huì)繼承該組件的所有弱點(diǎn)，雖然產(chǎn)品可能屬于其他人，但是你需要對(duì)其安全問(wèn)題負(fù)責(zé)。

尋找憑據(jù)

合法的用戶(hù)賬戶(hù)是黑客們最終想要獲取的，一旦他們獲取了憑據(jù)，黑客就會(huì)升級(jí)他們的權(quán)限從而進(jìn)入你的系統(tǒng)，此外使用合法憑據(jù)通常不會(huì)引發(fā)警報(bào)。

雖然你可能無(wú)法始終保護(hù)用戶(hù)的憑據(jù)（因?yàn)樗谟脩?hù)的手中），但是你仍然可以防止惡意使用這些憑據(jù)，這就要從實(shí)施最小權(quán)限開(kāi)始，也就是說(shuō)用戶(hù)永遠(yuǎn)不能擁有比他們需要更多的訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限，此外你應(yīng)該積極的測(cè)試系統(tǒng)對(duì)于權(quán)限升級(jí)類(lèi)型的攻擊。

清理你的垃圾

你的系統(tǒng)是整體的一部分嗎？一部分受到攻擊會(huì)讓其他部分也遭受到攻擊？給你的系統(tǒng)傳遞虛假數(shù)據(jù)會(huì)怎樣？這就是Stuxnet惡意軟件的工作方式。它會(huì)向工業(yè)控制系統(tǒng)提供虛假信息并讓系統(tǒng)過(guò)載，如果黑客們想竊取你的數(shù)據(jù)或進(jìn)行破壞操作，那么可能就會(huì)像過(guò)多的網(wǎng)絡(luò)流量一樣使你的系統(tǒng)過(guò)載。

拒絕服務(wù)類(lèi)型的攻擊很難阻止，當(dāng)設(shè)計(jì)你的系統(tǒng)時(shí)，你需要考慮它是否有可能會(huì)過(guò)載，并建立相應(yīng)的機(jī)制來(lái)阻止或忽略大量的輸入數(shù)據(jù)，此外時(shí)鐘都需要驗(yàn)證發(fā)送給你系統(tǒng)的數(shù)據(jù)是否是可信任的，這一點(diǎn)非常的重要。

總結(jié)

作為一名設(shè)計(jì)工程師，確定并最大限度的減少潛在的數(shù)據(jù)安全漏洞是主要目標(biāo)，黑客的工作方式與工程師工作方式大不相同，他們并不是采用系統(tǒng)化的方法，他們有屬于自己的殺傷鏈方法，按照這種方式他們會(huì)持續(xù)不斷的尋找到漏洞來(lái)利用，“像黑客一樣進(jìn)行思考”要求你以不同的方式來(lái)看待你設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，其中一部分意味著理解漏洞和解決方案的技術(shù)細(xì)節(jié)，然而更重要的部分是需要觀察一些明顯的缺陷，理解人所犯的一些錯(cuò)誤和疏忽，了解黑客會(huì)尋找什么以及他們是如何利用這些線(xiàn)索的。