Первые семь дней марта 2000 года не были исключением. И в другие недели случались подобные происшествия, а некоторые из них были еще показательнее. Действительно, факты говорят о том, что положение вещей ухудшается: число «дыр» в системах безопасности, взломов и отказов постоянно возрастает. Даже если мы будем больше знать о безопасности (как сконструировать криптографические алгоритмы, как построить безопасную операционную систему), все равно обеспечить полную безопасность будет невозможно. Почему это так и что можно с этим сделать – и является предметом нашего разговора.
Системы
Понятие «система» относительно ново для науки. Восточные философы уже давно рассматривали мир как единую систему, состоящую из различных компонентов, но в западной традиции было принято разделять его на отдельные явления, развивающиеся в различных направлениях.
Машины только недавно стали системами. Подъемный блок – это машина; но лифт – это комплексная система, включающая много различных механизмов. Системы взаимодействуют: лифт взаимодействует с электрической системой здания, с его системой пожарной безопасности и, возможно, даже с его системой защиты окружающей среды. Компьютеры, взаимодействуя, образуют сети; сети, взаимодействуя, образуют более крупные сети… в общем, вы уловили идею.
Адмирал Грейс Хоппер говорил: «Жизнь была проще перед Второй мировой войной. После этого у нас появились системы». Это – очень проницательный взгляд на вещи.
Если вы используете концепцию систем, можно проектировать и строить в более крупном масштабе. Есть разница между созданием особняка и небоскреба, орудия и ракеты Patriot, посадочной полосы и аэропорта. Каждый может изготовить светофор, но разработать городскую систему транспортного контроля значительно сложнее.
Интернет, возможно, наиболее сложная система, которая когда-либо разрабатывалась. Она включает в себя миллионы компьютеров, объединенных в непредсказуемо сложные физические сети. На каждом компьютере работают сотни программ, некоторые из них взаимодействуют с программами, установленными на том же компьютере, другие – через сеть с программами, установленными на удаленных компьютерах. Система принимает сигналы от миллионов пользователей, часто одновременно.
Один человек сказал: «Сэр, это зрелище подобно собаке, стоящей на задних лапах. Удивительно не то, что она делает это недостаточно хорошо, а то, что она вообще способна это делать».
Системы имеют несколько интересных свойств, которые уместно здесь обсудить.
Во-первых, они сложны. Механизмы просты: молоток, дверные петли, нож для бифштексов. Системы же намного сложнее: они имеют компоненты, петли обратной связи, среднее время отклика, инфраструктуру. Цифровые системы весьма затейливы: даже простая компьютерная программа состоит из тысяч строчек кода, описывающего всевозможные разновидности различных операций. Сложная программа имеет тысячи компонентов, которые могут работать как по отдельности, так и во взаимодействии друг с другом. Именно для сложных цифровых систем было разработано объектно-ориентированное программирование.