《KillChain》再次聚焦大選安全，2020年美國大選面臨安全威脅
更新時間：2022-12-27 20:00:34作者：佚名
一波未平，一波又起。2016年美國總統(tǒng)大選的網(wǎng)絡安全風波尚未平息，2020年的大選安全問題再次成為關(guān)注焦點。如果說2016年的大選安全問題是一次毫無防備的“閃電戰(zhàn)”，那么2020年，沒有人懷疑，這一次美國大選面臨的安全威脅將更復雜、更嚴峻，是一場籌備了三年多的立體攻防大會戰(zhàn)，也很可能會是影響世界發(fā)展進程的一次重大安全事件。
今年4月份，HBO紀錄片《Kill Chain》在Youtbube上公開播出，該紀錄片以公眾能夠理解的方式，揭示了美國選舉系統(tǒng)面臨的安全威脅，尤其是投票機的脆弱性。
但是，根據(jù)今年3月份美國RSA網(wǎng)絡安全大會的專家觀點，美國大選面臨的網(wǎng)絡威脅攻擊面非常寬廣，投票機的安全漏洞甚至不是最嚴重的安全威脅。從注冊系統(tǒng)、選舉網(wǎng)站、選民數(shù)據(jù)庫到社交媒體，都暴露在各種網(wǎng)絡攻擊的火力之下，包括勒索軟件、社工攻擊、社交媒體信息濫用、高級針對性攻擊、郵件攻擊、僵尸網(wǎng)絡DDoS攻擊、人工智能深度偽造等等。
《Kill Chain》的導演Arizzone和Michaels已經(jīng)在2006年制作了一部名為Hacking Democracy的紀錄片，該紀錄片首次以紀錄片形式披露了投票機漏洞以及如何操縱選票，從而導致喬治·W·布什贏得了選舉（2004年）。
16年后的今天，《Kill Chain》再次聚焦大選安全，采訪了包括黑客和選舉安全專家Harri Hursti在內(nèi)的各路專家，以討論他們對美國選舉安全問題的看法。
赫爾斯蒂（Hursti）早在2006年就已經(jīng)警告過選舉投票機可被破解。如今，他再次出手，分析2020年大選使用的投票機，令人吃驚的是，他從電商平臺eBay淘來的二手投票機里居然還保存著投票數(shù)據(jù)。
然后，Hursti決定讓DEF CON黑客大會的黑客們來測試這些投票機，結(jié)果黑客們不費吹灰之力就破解了所有送測機器，這意味著任何人都可以毫不費力地操縱選舉結(jié)果。
《Kill Chain》還采訪了一個代號“CyberZeist”的黑客，此人聲稱毫不費力地訪問了阿拉斯加投票系統(tǒng)網(wǎng)站。如果CyberZeist是一個“有背景”的黑客，完全可以制造出一條大新聞。
雖然《Kill Chain》揭示的投票機安全漏洞也許僅是大選安全的冰山一角，但該紀錄片暴露的一些共性問題，例如多年來美國政客和各級決策者對網(wǎng)絡安全技術(shù)問題的錯誤理解、宣傳誤導，缺乏有效資源配置和執(zhí)行等，是導致大選安全問題惡化的根本原因。
《Kill Chain》指出，許多政客和決策者對專家的警告置若罔聞，拒絕通過能夠保證安全的選舉制度的法案。而安全專家們則擔心，如果沒有政治支持，他們對此也將無能為力。
大選面臨的安全威脅
大多數(shù)人可能都不知道，美國總統(tǒng)選舉中的核心活動是由私營公司而非州或地方官員處理的。私營公司負責：
a.出售投票機并對大多數(shù)選舉進行編程
b.進行選民登記
c.理票
d.報告選票
以上每個過程中都存在已知的安全漏洞，其他漏洞包括投票機和電子流程中的漏洞，選舉機構(gòu)內(nèi)部糟糕的網(wǎng)絡安全實踐以及選舉官員對技術(shù)的無知。
大選的安全問題已經(jīng)不再是臆測假設和政治爭斗的話柄，而是真實有效的攻擊。據(jù)《紐約時報》報道，2019年11月在賓夕法尼亞州北安普敦縣舉行的大選結(jié)果離譜（贏家在最初的5.5萬張選票中只獲得了164張選票），很可能是技術(shù)故障或黑客入侵。報道指出，俄羅斯黑客的攻擊正變得更加隱蔽，一些聯(lián)邦官員說，負責DNC黑客攻擊的俄羅斯情報部門之一，花哨熊（Fancy Bear）已將其部分服務器移至美國，以挫敗美國國家安全局和其他美國情報機構(gòu)。俄羅斯黑客組織正在使用更安全的加密通信方法（例如ProtonMail）來策劃2020年競選入侵活動。
雖然自2016年以來，美國各州一直在爭先恐后地提高其網(wǎng)絡防御能力，升級投票系統(tǒng)并培訓地方選舉官員。但專家指出，對州和地方選舉系統(tǒng)的彈性的真正考驗將是2020年。2020年美國大選可能面臨許多不同類型的網(wǎng)絡攻擊，主要威脅和攻擊對象如下：
社交媒體和電子郵件
早在2017年，美國情報機構(gòu)就指責俄羅斯通過社交媒體虛假信息、竊取競選電子郵件攻擊投票系統(tǒng)來干擾2016年大選，美國情報負責人指出，2020年威脅已大大擴展，而社交媒體是“撕裂美國”的便捷方法。2020年，隨著人工智能深度偽造和自動化社交傳播技術(shù)的普及，虛假新聞的影響力將無孔不入。
互聯(lián)網(wǎng)安全中心選舉安全高級總監(jiān)亞倫·威爾遜（Aaron Wilson）在今年3月的RSAC的演講中，重點討論了選舉中使用的非投票設備。Wilson指出，許多主要的黑客攻擊并非源于網(wǎng)絡掃描，而是起源于電子郵件，看起來合法但實際上會啟動惡意軟件的釣魚郵件，一旦打開，它們便可以使入侵者訪問網(wǎng)絡或誘使目標不知不覺地交出網(wǎng)絡密碼。
奧巴馬的網(wǎng)絡安全專家Anthony Ferrante曾警告特朗普團隊關(guān)于俄羅斯對大選的干預活動，指出，俄羅斯情報人員進行了數(shù)字版的水門事件，滲透到民主黨和克林頓競選活動中，竊取了數(shù)萬封電子郵件，并在選舉前的幾天和幾周內(nèi)對它們進行了武器化。由克里姆林宮支持的在線宣傳員組成的互聯(lián)網(wǎng)研究機構(gòu)（Internet Research Agency）投入1500萬至2000萬美元，對美國選民的心理造成了嚴重破壞。
各國網(wǎng)絡水軍實力分析（團隊數(shù)量、預算支出）
投票機和投票基礎設施
2016年，有20％的美國選民（約2750萬人）使用了不產(chǎn)生可審計紙質(zhì)記錄的電子投票機。研究表明，這些機器容易受到黑客攻擊。如今，一些州和地方選舉辦公室已經(jīng)在升級舊的脆弱的投票設備。但是，根據(jù)紐約大學法學院布倫南司法中心的分析，全國多達12％的選民（估計有1600萬人）將繼續(xù)使用不產(chǎn)生可審計紙質(zhì)記錄的純電子設備。這些設備面臨惡意軟件（包括勒索軟件）的威脅。
除了投票機以外，選民注冊系統(tǒng)和選舉網(wǎng)站也是熱門攻擊目標：
?攻擊電子民意測驗簿和注冊系統(tǒng)，將個人從選民名單中刪除、交換民意測驗地點或聲稱他們沒有投票時就進行了投票。
?對選舉網(wǎng)站進行黑客攻擊，對公眾進行投票時間、投票地點和當前注冊狀態(tài)的信息欺騙。
?通過選舉之夜報告系統(tǒng)攻擊傳播不準確結(jié)果，進行虛假宣傳活動。
在2018年DEFCON黑客大會上，一名11歲的黑客入侵了佛羅里達州選舉網(wǎng)站的仿真版本，并在不到10分鐘的時間內(nèi)更改了投票總數(shù)。密歇根大學計算機科學教授，研究投票設備的J. Alex Halderman表示：“到2020年，選舉基礎設施的安全性仍存在巨大差距。”
供應商安全隱患
美國大投票設備被三家私營公司把持，同時聯(lián)邦監(jiān)管形同虛設。除了生產(chǎn)投票機和設備外，Election Systems＆Software、Dominion Voting Systems和Hart InterCivic這幾家公司還為美國10,000個投票轄區(qū)中的許多轄區(qū)提供選舉管理和計票系統(tǒng)。
長期以來，美國大選系統(tǒng)的分布式和本地化設計一直被視為一種財富，沒有中央數(shù)據(jù)庫或投票系統(tǒng)可以攻擊，沒有統(tǒng)一的投票軟件或投票站設備。但是根據(jù)NSA揭密者Reality Winner泄露的機密文件顯示，2016年俄羅斯黑客找到了突破口——攻擊了VR Systems的投票軟件公司和地方政府辦公室。今天，成千上萬的縣和州選舉辦公室是需要保護的主要目標。前聯(lián)邦調(diào)查局網(wǎng)絡安全專家費蘭特說：“人們會說我們的投票方式是如此分散和多樣，這使其更具彈性。”“但是它也帶來了很多風險，并造成了更大的攻擊面。”
目前美國聯(lián)邦政府仍不要求供應商將其投票系統(tǒng)或公司網(wǎng)絡提交給獨立的第三方進行安全測試查找漏洞。這些廠商的投票系統(tǒng)由美國選舉援助委員會管理的實驗室進行認證。安全專家說，該測試是不充分的，并注意到該委員會的準則自2005年以來并未進行實質(zhì)性更新。供應商甚至無需報告涉及其系統(tǒng)的網(wǎng)絡安全漏洞。一些供應商已將其系統(tǒng)提交給政府實驗室進行安全性測試，盡管這些測試的結(jié)果尚未公開。ES＆S表示，它還與國土安全部合作，在其選民登記系統(tǒng)上安裝了入侵檢測系統(tǒng)。
大選安全威脅的緩解措施
2016年以來不斷曝光的美國選舉基礎設施的諸多安全問題表明，解決美國的投票和選舉基礎設施問題是一項長期的工作，不會在11月的大選之前徹底解決。在2020年大選之前，安全廠商們給出的緩解措施和建議大致有以下幾點：
升級投票機加固基礎設施
雖然在RSA2020安全大會上，與會專家們表示投票機的安全問題已經(jīng)得到緩解，但事實上投票機依然是最脆弱也是最致命的環(huán)節(jié)。迄今為止最令美國政界恐懼的攻擊無疑是將惡意軟件植入投票機操縱選舉結(jié)果。
因此，升級或者加固投票機依然是當務之急。第一步是“去無紙化”，為無紙化投票系統(tǒng)提供每張選票的“紙質(zhì)備份”，并由每個選民進行驗證。否則，就無法獨立評估投票機提供的數(shù)字總數(shù)是否合法。
此外，大多數(shù)美國投票機都是本世紀初采購的“古董”，這本身就構(gòu)成了安全隱患。在任何計算機或軟件在生命周期末期都會變得更容易崩潰，更容易受到攻擊且更難以維護。正如紀錄片《Kill Chain》所揭示的，一些選舉官員轉(zhuǎn)向eBay之類的平臺來為過時的投票機尋找替換零件，這令人難以置信。
在今年初在亞特蘭大聯(lián)邦法院提交的宣誓書中，安全專家洛根·蘭姆（Logan Lamb）發(fā)現(xiàn)了證據(jù)，表明佐治亞州的一臺選舉服務器已于2014年12月遭到黑客入侵。他進一步發(fā)現(xiàn)，對服務器的訪問日志于2017年3月被刪除，他的同事警告管理服務器的肯尼索州立大學的官員，但該服務器至今仍然容易受到攻擊。
在布倫南中心的一項調(diào)查中，有31個州表示必須在2020年大選之前更換投票機，但與此同時，三分之二的受訪者表示他們負擔不起。如果沒有資金，這些州的投票機將面臨DNS攻擊，惡意軟件以及各種可能的網(wǎng)絡安全風險。
安全的選民登記
黑客操縱和破壞大選并不一定非要從投票機入手，也不一定需要篡改結(jié)果，黑客只需要讓特定區(qū)域的選舉流程癱瘓，選民無法參與投票就能達到目的。因此基礎架構(gòu)的其他關(guān)鍵領(lǐng)域美國選舉人票，例如選民注冊數(shù)據(jù)庫，也必須使用頂級安全技術(shù)升級。
選民登記數(shù)據(jù)庫用于確定誰可以投票以及他們可以在哪里投票。這些數(shù)據(jù)庫容易受到攻擊，大量選民有被其本國的民主進程剝奪選舉權(quán)的風險，美國很多州的選民注冊系統(tǒng)都是在2006年之前開發(fā)的，其網(wǎng)絡安全保護技術(shù)落后今天的威脅至少十年。
安全專家指出，與應采取的任何其他安全措施相比，該措施的實施需要最多的時間。各州通常不愿意替換選舉基礎設施（例如投票機），尤其是眼下距離大選只有半年時間。但也有例外，弗吉尼亞州在發(fā)現(xiàn)安全隱患后的幾個月內(nèi)，更換了全部無紙化系統(tǒng)。
安全專家指出，選舉基礎設施的安全性對選舉本身也意義重大，因為如果選民發(fā)現(xiàn)選舉系統(tǒng)存在嚴重安全問題，他們參與投票的熱情將冷卻。
使用多重計數(shù)系統(tǒng)和交叉驗證。選舉官員和選民需要多種方式來驗證選舉。選舉設備應提供數(shù)字審計跟蹤和可核實的紙質(zhì)投票。例如，如果投票機不但要報告其自己的總投票計數(shù)，而且在向投票系統(tǒng)提交投票之前，還需要給選民一個紙面選票進行檢查。此外美國選舉人票，該投票系統(tǒng)還應當報告每個投票機的總數(shù)，這樣選舉管理者可以核對三個獨立的數(shù)據(jù)（來自物理投票、投票機和計票系統(tǒng)， 下圖）。
圖片來自：TrustiPhi的Ives Brant
加強網(wǎng)絡安全培訓
美國的選舉系統(tǒng)龐大而分散，從安全角度看這雖然有好處，但也意味著選舉是在地方一級進行，這也帶來了一些安全風險。
最顯著的危險是，整個選舉系統(tǒng)擁有超過8,000個單獨的選舉辦公室，每個選舉辦公室和選舉網(wǎng)站都是黑客的潛在目標，而每個單獨的安全事件都有可能影響大選結(jié)果。
這意味著對訓練有素的網(wǎng)絡安全專業(yè)人員的需求將在2020年達到頂峰。許多州都有國土安全部和其他網(wǎng)絡安全專家來審核他們的系統(tǒng)，但是，由于每個司法管轄區(qū)都擁有可用的資源，因此會有大量漏洞被疏忽。現(xiàn)在，Web主機默認提供了某些服務模塊（例如網(wǎng)站安全性和防火墻保護），而其他模塊（例如報告系統(tǒng)）將需要更動手和更復雜的方法，對于許多州來說，這可能太困難了。（編者按：在釣魚網(wǎng)站HTTPS普及率超過六成的今天，美國很多州的政府網(wǎng)站甚至沒有啟用HTTPS）
僅僅對投票官員和地方政府進行安全培訓還不足以保證“人的安全”，大選安全需要“全民意識”。CISA表示，無論威脅可能出現(xiàn)在哪里，所有美國人都應準備捍衛(wèi)2020年的選舉免于威脅。該機構(gòu)發(fā)言人告訴公民社會組織：“每個美國人在確保2020年選舉安全方面都可以發(fā)揮作用。”
進行選舉后審核
選舉安全方面的大多數(shù)工作應在“選舉后審核”中進行，將電子投票總數(shù)與投票機數(shù)據(jù)進行比較。到2020年，超過85％的美國人將使用該系統(tǒng)進行投票，超過42個州將保留幾乎所有投票書面記錄。但是，如果不使用這些書面記錄來核對每個電子理票記錄，書面記錄的價值將大打折扣。
為了“證明”選舉結(jié)果，目前保留紙質(zhì)投票記錄的42個州中至少有24個將需要進行選舉后審核。剩下的26個州無需進行任何選舉后審核。
那些準備進行選舉后審核的州，例如密歇根州和新澤西州計劃使用強大的風險限制審核（RLA），計劃使用統(tǒng)計模型來證明選舉獲勝者是正確的。
最后值得一提的是美國大選投票風控審計開源工具，這是一個基于網(wǎng)絡的風險限制審計（RLA）工具，用于在美國進行選舉后審計。該工具通過將原始紙質(zhì)選票的隨機樣本上標記的選票與相同選票的電子記錄選票進行比較，從而幫助選舉官員完成對統(tǒng)計表進行統(tǒng)計上有效的審核。這種類型的審核可以確認所報告的贏家確實贏了，或者如果無法確認所報告的結(jié)果，則可以通過全手工重新計算來糾正結(jié)果。
政策支持與統(tǒng)籌
2017年1月時任美國國國土安全部部長杰赫·約翰遜（Jeh Johnson）將選舉系統(tǒng)定義為“關(guān)鍵基礎設施”，之后國土安全部加強了與州和地方選舉官員的關(guān)系。他們提供了免費的網(wǎng)絡安全服務，例如風險評估和漏洞掃描，并創(chuàng)建了一個信息共享小組。他們已向州選舉官員授予安全許可，以便他們可以接收威脅情報。他們還向各州發(fā)送了設備，以幫助檢測惡意的網(wǎng)絡活動。
財政支持方面，過去兩年中，美國為選舉安全撥款近9億美元，但是有參議員指出這些撥款由于沒有附加明確的使用規(guī)則和規(guī)范，導致最終落實在改善系統(tǒng)安全性方面的預算少之又少。
不過，國土安全部（DHS）網(wǎng)絡安全和基礎設施安全局（CISA）的一位發(fā)言人告訴媒體，該機構(gòu)在過去幾年中已經(jīng)看到選舉安全性的顯著改善。發(fā)言人說：
在與美國所有50個州和2,400多個地方轄區(qū)的合作中，我們已經(jīng)看到這些部門的風險管理實踐已經(jīng)日趨成熟。無論是實施多因素身份驗證和入侵檢測系統(tǒng)之類的安全產(chǎn)品，還是事件識別、通信和響應，選舉安全技術(shù)的進步都是真實的。
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