Текст книги "Журнал «Компьютерра» № 24 от 28 июня 2005 года"

Автор книги: Компьютерра Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 9 (всего у книги 10 страниц)

Фабрики черных дыр на Земле?

Итак, мы выяснили, что ускорители элементарных частиц в принципе способны производить микроскопические черные дыры. Вопрос: какую они должны развивать энергию, чтобы получать хотя бы одно ЧД-событие в месяц? До недавнего времени считалась, что эта энергия чрезвычайно велика, порядка 1016 тераэлектрон-вольт (для сравнения: LHC может дать не больше 15 ТэВ). Но если окажется, что на малых масштабах (меньше миллиметра) наше пространство-время имеет число измерений больше четырех, то порог необходимой энергии значительно уменьшается и может быть достигнут уже на LHC [S. Dimopoulos and G. Landsberg, Black holes at the LHC//Phys. Rev. Lett. 87, 161602 (2001)]. Причина заключается в усилении гравитационного взаимодействия, когда предполагаемые дополнительные пространственные измерения вступят в игру [N. Arkani-Hamed, S. Dimopoulos and G.R. Dvali, The hierarchy problem and new dimensions at a millimeter//Phys. Lett.B 429, 263 (1998); I. Antoniadis, et al, New dimensions at a millimeter to a Fermi and superstrings at a TeV//Phys. Lett. B 436, 257 (1998)]. Так, если обычная сила гравитационного притяжения между массивными телами в 4-мерном П-В обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними, то при наличии n дополнительных компактных измерений она модифицируется в F_{грав} ~ 1/r^{2+n} при r ≤ r_n, где r_n – максимальный размер вдоль измерений. Тогда с уменьшением r F_{грав} растет гораздо быстрее, чем по закону обратных квадратов, и уже на расстояниях порядка 10^{–17+32/n} см компенсирует силу электростатического отталкивания. А именно последняя ранее была причиной высокой пороговой энергии, так как, чтобы преодолеть кулоновские силы и приблизить сталкивающиеся частицы на необходимое расстояние r = R_s, надо было сообщить частицам пучка большую кинетическую энергию. В случае же существования дополнительных измерений ускоренный рост F_{грав} экономит значительную часть необходимой энергии.

Все вышесказанное никоим образом не означает, что микро-ЧД будут получены уже на мощностях LHC – это произойдет лишь при самом благоприятном варианте теории, которую «выберет» Природа. Кстати, не следует преувеличивать опасность микро-ЧД в случае их получения [Из архива черного юмора физики: LHC = Last Hadron Collider], так как они испаряются очень быстро. В противном случае Солнечная система давно бы прекратила существование – в течение миллиардов лет планеты бомбардируются космическими частицами, чьи энергии на много порядков выше энергий, достигаемых на земных ускорителях.

Черные дыры и космология

Теория струн и большинство динамических (так называемых инфляционных) моделей Вселенной предсказывают существование особого типа фундаментального взаимодействия – глобального скалярного поля (ГСП). В масштабах планеты и Солнечной системы его эффекты ничтожны и труднообнаружимы, однако в космических масштабах влияние ГСП возрастает неизмеримо, так как его удельная доля в средней плотности энергии во Вселенной может превышать 70%! Например, от него зависит, будет ли наша Вселенная расширяться вечно или в конце концов сожмется в точку.

Черные дыры появляются в этой связи весьма неожиданным образом. Можно показать [K. Zloshchastiev, Coexistence of black holes and scalar field in cosmology//Phys. Rev. Lett. 94 121101 (2005)], что необходимость сосуществования черных дыр и скалярного поля накладывает взаимные ограничения на их свойства. В частности, существование черных дыр накладывает ограничение на верхний предел эффективной космологической постоянной (параметра ГСП, ответственного за расширение Вселенной), тогда как скалярное поле ограничивает нижний предел массы черных дыр (а значит, и энтропии и обратной температуры) некой положительной величиной. Иными словами, черные дыры, будучи локальными [Строго говоря, горизонт («поверхность» ЧД) все же является глобально определенным понятием; см. С. Хокинг, Дж. Эллис, Крупномасштабная структура пpoстранства-времени. – M.: Мир, 1976] и, по меркам Вселенной, крошечными объектами, тем не менее уже самим фактом своего существования влияют на ее динамику и глобальные свойства опосредовано, через ГСП.

Эпилог

Эйнштейн однажды сказал, что человеческий разум, однажды «расширенный» гениальной идеей, уже никогда не сможет сжаться до первоначального состояния [Эта фраза в чем-то перекликается с нашей знаменитой «Талант не пропьешь!»]. Это прозвучит немного парадоксально, но исследование предельно сжатого состояния материи было, есть и долгое время будет одним из главных путей и стимулов расширения границ человеческого интеллекта и познания фундаментальных законов мироздания.

Мы неоднократно писали о черных дырах, а прошлым летом даже опубликовали большую обзорную статью Александра Малиновского (см. «КТ» #561). Так что если вас интересует теория черных дыр глазами астрофизика, рекомендую найти прошлогоднюю публикацию и прочитать ее. Эти две статьи хорошо дополняют друг друга, поскольку посвящены одним и тем же объектам, но рассматривают их с разных точек зрения [Если же вас вообще интересует современное состояние теоретической физики, то в прошлом году мы посвятили этому вопросу целую тему номера (см. «Теория всего», «КТ» #544)].

Тем не менее, для понимания статьи Константина Злосчастьева читателю вполне хватит смутных воспоминаний об уроках физики в средней школе. Как правило, мы стараемся избегать нагромождения формул в статьях, однако в данном случае формулы только выглядят страшно, но на самом деле не усложняют, а упрощают понимание вопроса. По крайней мере, так нам кажется. Если вы придерживаетесь иной точки зрения – напишите об этом. Для нас эта публикация – в некотором роде эксперимент, и нам особенно интересна читательская реакция.

– Владимир Гуриев

ТЕХНОЛОГИИ: Gлавный Sвидетель Mилиции

Автор: Киви Берд

В колоритной истории про недавнее (17.03.2005) покушение на Анатолия Чубайса, больше всего напоминающей сюжет для малобюджетного народного боевика, был один весьма любопытный «технологический» момент. Как известно, первый же арестованный в этом деле, отставной полковник-спецназовец ГРУ Владимир Квачков сразу и категорически отказался отвечать на вопросы следователей, что, впрочем, ничуть не помешало им быстро вычислить других возможных соучастников покушения. Сделано это было по распечатке входящих и исходящих звонков с мобильного телефона Квачкова.

Распечатка с фамилиями двух десятков собеседников полковника оказалась в распоряжении следствия уже на следующий день после преступления. Объехав все паспортные столы, где были зарегистрированы эти люди, оперативники получили их фотографии. Ну а дальше определить тех, кто был больше всего интересен милиции среди этих двадцати человек, было уже нетрудно. Фотографии показали охранникам, в день покушения и накануне дежурившим при въезде в коттеджный поселок, где расположена дача Квачкова, и выяснили, кто побывал на ней в эти дни. Кроме того, двое из мобильных собеседников полковника " тоже бывшие десантники-спецназовцы Р. Яшин и А. Найденов " по совершенно другой, независимой ветви следствия были найдены как покупатели специфических полиуретановых ковриков, обнаруженных на месте засады в снегу…

Все эти подробности нашей странноватой уголовно-политической жизни излагаются здесь лишь по той причине, что наглядно иллюстрируют, какую большую роль стали играть в сыскной работе технологии сотовой связи. Постоянно находящийся при человеке мобильник оказался не только удобнейшим средством коммуникаций, но и своеобразным маячком, оставляющим «цифровой след» за своим владельцем. Люди, идущие на преступление, об этом, конечно, знают, но преимущества постоянной связи обычно перевешивают боязнь оставить улики. Поэтому неудивительно, что " пример все из той же истории " один из подельников Квачкова, А. Найденов, в милицейском рапорте о его задержании счел необходимым сделать собственную приписку, согласно которой изъятый мобильный телефон был ему при обыске подброшен.

Отсюда вывод: люди хоть и понимают «угрозу» от своего мобильника, но зачастую плохо представляют ее суть. За рубежом не раз случались анекдотичные криминальные истории. Например, в 2001 году стараниями Интерпола на Филиппинах был разыскан бывший директор государственной нефтяной компании Франции Elf-Aquitania Альфред Сирвен, четыре года находившийся в бегах. Наряду с бывшим французским министром иностранных дел Роланом Дюма, Сирвен оказался одной из ключевых фигур громкого скандала в связи с коррупцией и злоупотреблением денежными фондами компании Elf. Так вот, когда Сирвена пришли арестовывать агенты Национального бюро расследований Филиппин, тот приготовил им сюрприз. На глазах у изумленных полицейских немолодой солидный мужчина мгновенно извлек из своего мобильного телефона SIM-карточку, сунул в рот, разгрыз и проглотил.

Совершенно очевидно, что Сирвену очень хотелось уничтожить какие-то важные компрометирующие его данные, и, похоже, он знал, что делал. Однако осведомленные люди выражают большое сомнение, что в подобном поступке был хоть какой-то смысл, поскольку практически вся информация о ведущихся по телефону разговорах хранится вовсе не в чипе SIM-карты, а в базах данных телекоммуникационных компаний, обеспечивающих связь.

Именно с SIM-карты стоит начать обсуждение тех возможностей, что предоставляют ныне следователям и спецслужбам современные технологии мобильной цифровой связи GSM.

Вообще говоря, сотовый телефон (формально именуемый «мобильная станция», или кратко MS) состоит из двух одинаково важных элементов: «мобильного оборудования» (ME, то есть самого телефона) и «модуля идентификации абонента», кратко SIM, представляющего собой смарт-карту с энергонезависимой памятью и собственным процессором. Единственное назначение этого процессора " обеспечивать доступ к информации, хранящейся в памяти, и функции безопасности. Содержимое памяти SIM-карты организовано как набор примерно из тридцати файлов с данными в бинарном формате, которые можно считать стандартным образом, поместив SIM в считыватель смарт-карт. Проще всего это сделать, зная код доступа (PIN или PUK). Однако специалистам вскрыть его не составляет труда.

В правоохранительных органах (по крайней мере, Европы) среди самых популярных инструментов для снятия информации с SIM-карты называют программу Cards4Labs, разработанную Нидерландским институтом криминалистики (www.forensischinstituut.nl) и доступную только государственным структурам соответствующего профиля. Правда, эта программа предназначена для использования в судебной практике, поэтому не генерирует файл для последующей обработки на компьютере, а сразу распечатывает содержимое карты на бумагу. Поскольку это далеко не всегда требуется в оперативной работе, сыщики и агенты спецслужб применяют и другие инструменты, причем нередко " свободно доступный в Интернете хакерский инструментарий, типа программ Chip-It, PDU-Spy или SIM-Scan.

Почти все файлы из SIM теоретически могут выступать в качестве улик. Но большинство из них имеет вспомогательное значение и не дает свидетельств об использовании телефона. Поэтому наибольший интерес представляют те файлы, которые имеют непосредственное отношение к пользователю мобильника. Прежде всего, это уникальный идентификатор абонента (IMSI) и присвоенный ему телефонный номер (MSISDN), а также серийный номер SIM-карточки (ICCID).

Далее, 11-байтный файл LOCI (Location information) содержит, среди прочего, идентификатор области расположения LAI. По нему следствие может установить, в какой (географически) области сети телефон находился и когда включался последний раз. Правда, каждая такая область может содержать сотни или даже тысячи сот, а информация о конкретной ячейке в SIM-карте не хранится, поэтому за точными данными приходится обращаться к оператору сети.

Весьма содержательным для следствия может оказаться комплект файлов (они называются слотами и имеют длину 176 байт) с короткими текстовыми сообщениями (SMS). В большинстве SIM-карт под текстовые сообщения отведено 12 слотов. Кроме того, практически все современные телефоны позволяют хранить SMS и в памяти аппарата. Как используется отведенная под эсэмэски память, " определяется программным обеспечением телефона и пользовательской конфигурацией. Как правило, все входящие сообщения сохраняются по умолчанию, а исходящие " по указанию владельца мобильника. В большинстве мобильников сначала используется память SIM, а затем самого аппарата. В каждом SMS-слоте на первом месте расположен байт состояния, а остальные 175 байт " информация о конкретном сообщении (метка номера адресата, дата/время сообщения, собственно текст). Когда пользователь «удаляет» SMS, байт состояния выставляется в 0, сигнализируя, что слот освободился. Остальные же байты " со 2-го по 176-й " остаются нетронутыми, а значит, эту информацию можно извлечь из SIM-карты (так что, может, месье Сирвен и не зря насиловал свой пищеварительный тракт). Когда новая SMS записывается в свободный слот, то байты, оставшиеся неиспользованными, забиваются шестнадцатеричной комбинацией FF (то есть бинарными единичками). Иными словами, здесь, в отличие от файловой системы ПК, не остается хвостов предыдущих записей в так называемых slack-пространствах (между меткой конца файла и физическим концом сектора памяти).

Еще один содержательный блок информации " телефонные номера абонентов. Большинство SIM-карт имеют около ста слотов для хранения часто используемых номеров «короткого набора». В аппаратах, выпущенных до 1999 года, это был единственный механизм хранения телефонных номеров, теперь же памяти в мобильниках стало гораздо больше, так что пользователь может выбирать, куда какой номер положить. Существенно, что когда номер короткого набора уничтожается, то байты памяти соответствующего слота забиваются комбинацией FF, а значит, удаленную информацию восстановить практически невозможно. Поскольку слоты обычно заполняются последовательно, то пустой слот между двумя задействованными останется единственным свидетелем того, что прежде хранившаяся здесь информация уничтожена. Кроме того, SIM-карта может хранить последние набиравшиеся номера. В большинстве карт под эту цель отведено пять слотов. Впрочем, ПО мобильников прибегает к этой возможности крайне редко, предпочитая хранить лог-файл звонков в памяти самого аппарата. Как бы то ни было, криминалисты исследуют содержимое обоих разделов.

Что касается собственно телефона (ME), то его значение как источника улик сильно зависит от конкретной модели, поскольку каждая фирма-изготовитель наделяет свои аппараты набором самых разных функций. В целом же следователей всегда интересует содержимое флэш-памяти ME, где наибольшую свидетельскую ценность представляют следующие файлы: IMEI (серийный номер аппарата), номера короткого набора, текстовые сообщения, хранимые компьютерные файлы и аудиозаписи, лог-файл номеров входящих и исходящих звонков, события в календаре, настройки GPRS, WAP и Internet.

Самое же ценное для следственной (и шпионской) работы " базы данных операторов мобильной связи: база информации об абонентах (Subscriber database), реестры расположения собственных абонентов (Home Location Register, HLR) и гостей сети (Visitors Location Register, VLR). Но важнейшим, вероятно, источником информации оказывается так называемая база CDR (Call Data Record). Как можно понять из названия, сетевой оператор хранит в ней записи о каждом телефонном звонке (и текстовом сообщении), сделанном в этой сотовой сети. Все записи о звонках делаются в коммутационных центрах сети (MSC), а затем сводятся в единую базу «для биллинговых и других целей». Каждая запись CDR содержит следующую информацию: кто звонит (A-номер MSISDN); кому звонит (B-номер MSISDN); серийные IMEI-номера обоих мобильников; длительность соединения; тип услуги; базовая станция, начавшая обслуживание соединения. Записи CDR можно фильтровать и сортировать по любому из параметров. Это значит, что без труда извлекается информация не только о том, по каким номерам звонили с интересующей SIM (или, наоборот, откуда звонили), но также информация о разговорах по конкретному мобильнику, независимо от вставленной в него SIM-карты с тем или иным телефонным номером. Поднимая же записи базовых станций, обслуживавших звонок, следствие может восстановить местоположение абонентов с точностью до соты, в которой они находились в момент звонка или отправки SMS.

Понятно, что информация о географическом местоположении абонента имеет огромнейшее значение при сборе улик. Все время, пока абонент подключен к сети, в реестр HLR вносятся данные о том, в какой области расположения он в данное время находится. Оператор же сети в любой момент может установить местоположение с точностью до конкретной соты, включив процедуру трассировки абонента. В последние годы сети GSM многих стран оснащаются дополнительным оборудованием, благодаря которому на основе известного метода триангуляции местоположение абонента определяется с точностью до сотен или даже десятков метров.

Столь удобные возможности время от времени вызывают скандалы и горячие дискуссии о превышении полицией своих полномочий. Один из таких скандалов разразился в Берлине, где, как выяснилось, местная полиция без лишнего шума использует раздобытое по собственным каналам оборудование (применяемое германскими пограничниками) для отслеживания перемещений подозрительных лиц. Технология называется «бесшумный SMS», а суть ее вкратце такова. На мобильник интересующего полицию лица отсылается SMS-пустышка без какого-либо текста, но в особом формате, не включающем сигнал вызова в телефоне получателя. Но хотя абонент ничего не замечает, сеть инициализируется на соединение стандартным образом, в базе данных делается соответствующая запись, а по ней полиция может определить текущие координаты «объекта» с точностью до 50 метров (в условиях Берлина).

Другое обширное поле для злоупотреблений " это так называемая технология IMSI-catcher для «ближней» слежки за владельцем мобильника. Такой аппарат (в дословном переводе «ловец идентификатора абонента») представляет собой мобильную базовую станцию и, помещенный поблизости от «объекта», выступает в роли своеобразного «прокси-шлюза», через который и происходят все переговоры ничего не подозревающего абонента. IMSI-кетчер дает следящий стороне целый букет возможностей " от определения текущего телефонного номера «объекта» (если он имеет склонность их регулярно менять) до прослушивания и записи переговоров, вне зависимости от того, использует абонент шифрование или нет. Еще один скандал, и снова в Германии, был вызван тем, что полицейские втихомолку «баловались» IMSI-кетчерами GA-900 и GA-901 (с функциями прослушивания), которые выпускает известная мюнхенская фирма Rohde & Schwarz. Частое упоминание Германии означает лишь то, что в этой стране живут принципиальные и въедливые правозащитники, обладающие к тому же техническими познаниями для оценки применяемого полицией и спецслужбами оборудования.

Те же самые по сути технологии негласно применяются государственными органами и частными сыскными агентствами всех стран, где есть телефонная сотовая связь. И если о них не говорят открыто, это вовсе не значит, что злоупотреблений нет. Скорее уж наоборот.

Иннобизнес: Привет от Сандры Буллок [1], или Трудности перевода

Автор: Левон Амдилян

Помните, казалось бы, парадоксальную, а на самом деле очень глубокую фразу из диалога персонажей замечательных артистов Фрунзика Мкртчяна и Вахтанга Кикабидзе из фильма «Мимино»:

– Летчик?

– Так, иногда. А вообще-то я эндокринолог.

Почему я вспомнил этот эпизод? Все мы, работающие (а по сути – живущие) в компьютерном бизнесе и компьютерном же окружении «неиногда» являемся покупателями автомобилей, пользователями сотовых телефонов, путешественниками, подписчиками журналов, газет, объектами маркетинговых усилий носителей высокой степени MBA и т. п. Так вот, в этом качестве мы хотим (хотя бы здесь) обогнать наше государство (которое занято тем, что хронически вступает в ВТО, параллельно становясь «полноценным членом» то ли «семерки», то ли «восьмерки») и стать частью цивилизованного мирового сообщества, члены которого при получении доступа ко многим товарам и услугам, произведенным не в их стране, не сильно обременяют себя мыслями о национальных границах.

В этой колонке я хотел бы обсудить, как Россия интегрируется (а кто-нибудь, вероятно, считает, что уже интегрировалась) в мировой рынок товаров и услуг, предлагаемых крупнейшими глобальными производителями и поставщиками.

Чтобы услуга или товар смогли дойти до нас, появились необходимые, вроде бы, посредники в виде служб, доставляющих в офис (или домой) свежий (!) номер Financial Times или последнюю книгу о Гарри Потере, заказанную на Amazon’e. И вот вы уже платите отнюдь не символическую сумму за ежедневную доставку одной из самых авторитетных газет по вашему адресу в России (в моем случае в Москве) или еженедельную доставку не менее «самых авторитетных» бизнес-журналов (BusinessWeek и Economist). Что же в результате? Оказывается, работа «посредников», а именно местных компаний, доставляющих издания москвичам, организована таким образом, что зачастую вы получаете сразу несколько номеров[Еще более комичной выглядит ситуация с моей подпиской на английское издание Harvard Business Review. Оформив подписку в сентябре 2004 года, я получил уведомление, что уже в октябре найду в своем почтовом ящике очередной номер журнала. Дотерпев до декабря и не получив ни одного номера, я аннулировал подписку и получил деньги обратно. А в марте мне доставили сразу три октябрьских номера и один декабрьский. Причем оригинальные образцы журналов с наклеенными на них стикерами с моим адресом почему-то были переупакованы в конверты из бумаги, в которую в советское время заворачивали в гастрономах масло и на которых почерком третьеклассницы был заново выведен мой адрес и гордо красовался штемпельный оттиск российского посредника] газеты или журнала – так сказать, в одном флаконе. Количество денег, которое тем самым «экономят» (то есть зарабатывают) курьерские службы, соизмеримо как с величиной ущерба, наносимого репутации изданий, так и с моими потерями от сильно запоздавшей (а то и безнадежно устаревшей) ценной информации. Так же безалаберно привозят мне книги, заказываемые на американском Amazon’e. При размещении заказа сайт гарантирует доставку в Москву в течение оговоренного срока, не превышающего обычно двух-трех недель. На деле же часто бывает, что и через два месяца книг как не было, так и нет. Тогда я, естественно, посылаю жалобу на Amazon. Те (тоже естественно), извинившись, или возвращают деньги, или же высылают новый экземпляр «ускоренной доставкой» и уже за свой счет. В конце концов, как нетрудно догадаться, я или получаю два экземпляра заказанной книги, или же она достается мне бесплатно. В безусловном выигрыше опять же только «переводчики» (см. сноску 1), сиречь посредники.

Современное общество давно забыло о «диктатуре производителя/поставщика». Сегодня на рынке господствует потребитель – в первую очередь благодаря Интернету. Достаточно одного щелчка мыши, чтобы уйти к другому поставщику товаров или услуг. Если же вас не устраивает способ доставки нужного вам печатного издания, вы можете подписаться на его электронную копию.

К сожалению, еще живут и здравствуют (надеюсь, век их будет коротким) «анклавы безальтернативных поставщиков» товаров и услуг. В результате, наступая на горло собственной песне, нам приходится, например, летать самолетами авиакомпании, которой начхать на наш комфорт и чувство собственного достоинства. Или покупать автомобили, своим «качеством», можно сказать, унижающие человека.

Каждое общество само выбирает пути «к светлому будущему». Когда именно оно наступит, многим из нас не так уж и важно. Зато очень важно, чтобы как можно быстрее произошел переворот в сознании как можно большего количества производителей и поставщиков товаров и услуг; чтобы они перестали, наконец, называть «последней милей» то, что для нас, потребителей, является «первой милей».

[1] При чем тут Сандра? А при том, что речь в этих заметках пойдет о посредниках. К таковым следует отнести и специалистов/переводчиков (или, скажем, «авторитетных кинокритиков»), которые на страницах самых популярных в нашей стране газет и журналов «накручивают» перл за перлом, рассказывая о том или ином кинофестивале или просмотре. Следя за описанием «гениальной» или «преступно бездарной» игры актера или актрисы, незаметно начинаешь верить в то, что автор статьи был где-то рядом со «звездой» всю ее жизнь, начиная с колыбели. Но при этом он почему-то не удосужился поинтересоваться биографией той же Сандры Буллок (Sandra Bullock) и обратить внимание, что хоть она и родилась в Америке, но в немецкой семье, и ее фамилия произносится именно Буллок (а не Баллок). Точно узнать, как именно эта фамилия звучит, можно (даже если ты как «великий кинокритик» игнорируешь в фильме места, где вслух произносятся фамилии артистов) из многочисленных анонсов (рекламных роликов) фильмов, которые ничего не стоит скачать из Интернета.