计算机科学入门
上次我们讲了计算机安全的基础知识，包括各种原则和技术。
但尽管尽了最大努力，新闻上还是各种，个人，公司，政府被黑客攻击的故事。
那些黑客凭技术知识闯入计算机系统，不是所有黑客都是坏人，有些黑客会寻找并修复软件漏洞，让系统更安全。
他们经常被公司和政府雇来做安全评估，这些黑客叫 白帽子 （White Hats），也叫 白客 ，他们是从事正当行业的黑客，被称为网络守护神。
另一方面，也有 黑帽 黑客，他们窃取，利用和销售计算机漏洞和数据。
黑客的动机有很多种，有些是好玩和好奇，而网络罪犯一般是为了钱，还有的叫 黑客行动主义者 （hacktivists） ，通过黑客手段影响社会或达到政治目的。
这只是冰山一角，一般对黑客的刻板印象是，某个不受欢迎的小孩在黑暗的房间里，到处都是吃完的比萨盒，这个印象是错的，形容约翰·格林的宿舍还更贴切些。
今天，我们 不会 教你如何成为黑客，而是讨论一些入侵原理，给你一个大概概念。
常见攻击方式
黑客入侵最常见的方式，不是通过技术，而是 欺骗 别人，这叫 社会工程学 （social engineering），欺骗别人让人 泄密 信息，或让别人配置电脑系统，变得易于攻击。
钓鱼网站
最常见的攻击是网络钓鱼，你可能见过，银行发邮件叫你点邮件里的链接，登陆账号，然后你会进入一个像官网的网站，但实际上是个假网站，当你输入用户名和密码时，信息会发给黑客，然后黑客就可以假扮你登陆网站。
即使成功率只有 1/1000 ，发一百万封钓鱼邮件，也有一千个帐户中招。
假托
另一种方法叫 假托 (Pretexting)，攻击者给某个公司打电话， 假装 是 IT 部门的人，攻击者的第一通电话一般会叫人 转接 ，这样另一个人接的时候，电话看起来像内部的，然后让别人把电脑配置得容易入侵，或让他们泄露机密信息，比如密码或网络配置。
只要预先做一点研究，攻击者可以装得很像真的，比如关键员工的名字，也许要 10 通电话才能找到一个受害者，但只要一个人上当就够了。
木马
要输入用户名和密码邮件里带 木马 （trojan horses）也是常见手段，木马会 伪装 成无害的东西，比如照片或发票，但实际上是恶意软件。
出自古希腊历史典故《木马计》。
恶意软件有很多种，有的会偷数据，比如银行凭证，有的会加密文件，交 赎金 才解密，也就是 勒索软件 （ransomware）。
如果攻击者无法用木马或电话欺骗，攻击者只能被迫用其他手段，方法之一是 暴力尝试 ，我们上次讨论过，尝试所有可能的密码，直到进入系统。
大多数现代系统会加长等待时间，来抵御这种攻击，每次失败就 加长 等待时间，甚至失败超过一定次数后，完全锁住。
NAND 镜像
最近出现一种攻破方法叫 NAND 镜像 ，如果能 物理接触 到电脑，可以往内存上接几根线，复制整个内存，复制之后，暴力尝试密码，直到设备让你等待，这时只要把复制的内容 覆盖 掉内存，本质上重置了内存，就不用等待，可以继续尝试密码了，这项方法在 iPhone5C 上管用，更新的设备有机制阻止这种攻击。
漏洞利用
如果你无法物理接触到设备，就必须远程攻击，比如通过 互联网 。
远程攻击一般需要攻击者利用 系统漏洞 ，来获得某些能力或访问权限，这叫 漏洞利用 (Exploit)。
缓冲区溢出
一种常见的漏洞利用叫 缓冲区溢出 （buffer overflow）， 缓冲区 是一种概称，指 预留的一块内存空间 ，我们讨论过存像素数据的视频缓冲区。
举个简单例子，假设我们在系统登陆界面，要输入用户名和密码，在幕后，系统用缓冲区存输入的值。
假设缓冲区大小是 10，两个文本缓冲区看起来会像这样：
当然，操作系统记录的远不止用户名和密码，所以缓冲区前后肯定有 其他数据 ，当用户输入用户名和密码时，这些值会复制到缓冲区，然后验证是否正确。
缓冲区溢出 正如名字所暗示的：它会溢出缓冲区。
在这个例子中，超过十个字符的密码，会 覆盖 掉相邻的数据，有时只会让程序或系统崩溃，因为重要值被垃圾数据覆盖了。
系统崩溃是坏事，但也许恶作剧黑客就只是想系统崩溃，当个讨厌鬼，但攻击者可以更巧妙地利用这个 漏洞 (bug) ，注入有意义的新值到程序的内存中，比如把 is_admin 的值改成 true 。
有了任意修改内存的能力，黑客可以绕过 登录 之类的东西，甚至使用那个程序劫持整个系统。
边界检查
有很多方法阻止缓冲区溢出，最简单的方法是，复制之前先检查长度，这叫 边界检查 （bounds checking）。
许多现代编程语言自带了边界检查，程序也会随机存放变量在内存中的位置，比如我们之前假设的 is_admin 。
这样黑客就不知道应该覆盖内存的哪里，导致更容易让程序崩溃，而不是获得访问权限。
金丝雀
程序也可以在缓冲区后，留一些不用的空间，然后 跟踪 里面的值，看是否发生变化，如果发生了变化，说明有攻击者在乱来。
这些不用的内存空间叫 金丝雀 （canaries），因为以前矿工会带，金丝雀下矿，金丝雀会警告危险。
代码注入
另一种经典手段叫 代码注入 （injection），最常用于攻击用数据库的网站，几乎所有大网站都用数据库，我们这个系列中不会讲解数据库，所以以下是个简单例子。
我们会用 结构化查询语言 （Structured Query Language），也叫 SQL ，一种流行的数据库 API 。
假设网页上有登录提示，当用户点击 登录 时，值会发到服务器，服务器会运行代码，检查用户名是否存在，如果存在，看密码是否匹配，为了做检查，服务器会执行一段叫 SQL查询 的代码。
看起来像这样，我们提交 username 和 password 后，服务器会去数据库里查数据，如果有匹配到的数据，那么就说明账号密码相匹配，也就可以登录。
SELECT * FROM user WHERE username = 'phibin' AND password = 'socks123';SELECT * FROM user WHERE username = 'phibin' AND password = 'socks123';注意，在引号中是我们在浏览器中输入的，如果我们输入 socks123' OR ‘1’ = ‘1 会怎么样？
这样一来 SQL 语句会变成：
SELECT * FROM user WHERE username = 'phibin' AND password = 'socks123' OR ’1‘ = ’1';SELECT * FROM user WHERE username = 'phibin' AND password = 'socks123' OR ’1‘ = ’1';我们知道 OR 只需要 一边 为真，则整体为真，因此这样一来，即使是输入错误的密码，一样会登录成功。
像这样注入错误的 SQL 的攻击方式被称为 SQL 注入 ，但现在的 SQL 语句在被执行前会进行 预编译 ，这个我们以后再讲。
如今几乎所有服务器都会防御这种手段，如果指令更复杂一些，也许可以添加新记录到数据库，比如一个新管理员帐户，甚至可以让数据库泄露数据，使得黑客窃取信用卡号码，社会安全号码，以及各种其他信息。
就像 缓冲区溢出 攻击一样，应该总是假设外部数据是危险的，应该好好检查，很多用户名和密码表单，不让你输入特殊字符，比如分号或者括号，作为第一道防御。
好的服务器也会 清理输入 ，比如修改或删除特殊字符，然后才放到数据库查询语句里。
管用的 漏洞利用 (Exploits)一般会在网上贩卖或分享，如果漏洞很流行，或造成的危害很大，价格会越高，或者名气越大，有时甚至政府也会买漏洞利用，让他们侵入系统做间谍工作。
零日漏洞
当软件制造者不知道软件有新漏洞被发现了，那么这个漏洞叫 零日漏洞 （zero day vulnerability），黑帽黑客经常赶时间，抢在白帽程序员做出补丁之前，尽可能利用漏洞，所以保持系统更新非常重要，很多更新都是安全性补丁。
蠕虫和僵尸网络
如果有足够多的电脑有漏洞，让恶意程序可以在电脑间互相传播，那么叫 蠕虫 （worms）。
如果黑客拿下大量电脑，这些电脑可以组成， 僵尸网络 （botnet）。
可以用于很多目的，比如发大量垃圾邮件，用别人电脑的计算能力和电费挖比特币，或发起 拒绝服务攻击 简称 DDoS ，攻击服务器。
DDoS 就是僵尸网络里的所有电脑发一大堆 垃圾信息 ，堵塞服务器，要么迫使别人交钱消灾，或纯粹为了作恶。
尽管白帽黑客非常努力工作，漏洞利用的文档都在网上，编写软件有很多"最佳实践"，网络攻击每天都在发生，每年损害全球经济差不多 5000 亿，并且随着我们越来越依赖计算机系统，这个数字只会增加。
这使得政府非常担心，因为基础设施越来越电脑化，比如电力厂，电网，交通灯，水处理厂，炼油厂，空管，还有很多其他关键系统，很多专家预测下一次大战会主要是 网络战争 。
国家不是被物理攻击打败，而是因为网络战争导致经济和基础设施崩溃，也许不会发射一颗子弹，但是人员伤亡的可能性依然很高，甚至可能高于传统战争。
所以大家都应该知道一些方法保证网络安全，全球社区因为互联网而互相连接，我们应该确保自己的电脑安全，抵御其他想做坏事的人。