巴啦啦小魔仙里面的诡异细节（一个计算机漏洞引发的脑洞:为何巴啦啦小魔仙施法前要念一段咒语）

文|谢幺

　　　　

1.一个儿时的疑惑

我盯着电视，小小的眼睛藏着大大的疑惑：为什么所有人施法都要念一段叽里呱啦的咒语，或者做出一些迷惑行为？

你看，哈利波特是这样:

看着像是骂街

奇异博士是这样:

像是颈椎不舒服

中国的道士施法前要念急急如律令，巴啦啦小魔仙也要巴拉拉能量：

就连日本的火影忍者放招也要不停地搓手结印……

这些莫名其妙的咒语和动作是单纯为了酷炫吗？可是明明很尴尬啊，而且极其影响打斗效率有木有？除非……这是启动魔法招数的必备条件？可是原理是什么呢？

若干年后，那个脑子里想着奇怪事情的孩子，已经长成一个科普作者，也就是现在的我。前几天我无意中看到一篇文章，讲一种非常奇特的黑客攻击手法，读到原理时，我仿佛醍醐灌顶，记忆像一万匹草泥马奔袭而来，儿时的疑惑竟瞬间全都解开了！

2.一个计算机漏洞

2014年，卡梅隆大学的一位研究人员发表了一篇论文《无需访问，翻转内存里的比特》(Flipping Bits in Memory Without Accessing Them)，提出一种叫 Rowhammer 的攻击方法。

简单解释一下，比特是信息量的基本单位，计算机的0101010中的0或1就是一个比特。“无需访问，翻转内存里的比特”又是啥意思呢？如果把软件空间看作《黑客帝国》里的世界，这就相当于主角尼奥凌空一指，大喝一声，就能改掉远处的某个东西的参数，把1改成0。

于是，尼奥就有了超能力，比如隔空把控制子弹是否移动速度的参数从1改成0，就可以让它静止。

在实际当中，这种攻击有啥用呢？黑客可以用来破解程序、入侵计算机呀。

比方说，电脑里有一个加密了的程序 B，原本程序A打不开它，因为没有密码，现在有了Rowhammer攻击，只需要控制程序A对着程序B“大喝一声”，就能隔空改掉（不需接触）程序B里头控制密码开关的参数，把1改成0，让它打开。

那它是怎么做到的呢？

正常情况下，程序A没有权限访问程序B。

我们知道，所有程序都是运行在内存里的，无论这个操作系统是什么，也无论程序是用什么语言编写的，最终都可以表示成0101这样的二进制编码。

既然如此，程序B的二进制代码里就一定有某个参数是用来控制锁开关的，只要找到这个参数，是0的话就改成1，锁就会被打开。

可是问题来了，在软件应用层面，程序A访问无法访问程序B的那一段0101010101，因为没有权限，自然也就没法改掉那个参数。

但前文提到的那篇论文的讲了一个特别邪门的办法。我们知道，所有程序的0101010编码最终都是以电路开合（或者电荷）的形式存储在内存的晶体管里，1代表“合”，0代表“开”。

内存条当然不可能无限长，所以它实际是一些方格子。

一个指甲盖大小的内存芯片上可能有几千万上亿个这样的小格子：

你其实可以想象，计算机内存是由无数个“小算盘”构成的，算盘珠子在上面就是1，在下面就是0，无数个小算盘紧紧挨着，以此来存储和处理信息，构成一个内存芯片。

那篇论文里讲了这么一个奇特的现象：由于内存芯片做得太小，内存单元挨得太近，只要疯狂读写某一行内存单元，就会产生电磁效应，使得它相邻的内存单元的状态也发生反转。

这就好比是疯狂拨动算盘珠子的某一列，由于算盘珠子挨得太近，会不小心碰到旁边的一颗珠子，使之发生变化。

这个发现真是太有用了，这就为软件空间的“隔空施法”创造了可能性。

由于内存芯片的设计原理，一个程序在物理层面并不是以“一整块”的形式存在，而是分散在不同的地方。

这就意味着，哪怕在软件层面，程序A和程序B完全独立，在物理层面，程序A的某一部分也可以跟程序B的某一部分紧紧相邻。那么就存在一种可能性，只要我疯狂读写程序A的特定部分，就能改变相邻的程序B的特定部分。

这种Rowhammer攻击最厉害之处在于，所以不管你用的什么设备，手机或是电脑，不管你什么操作系统，是 Linux、Windows、Android、iOS，全部通杀。

但它的利用难度非常大，因为很难很难很难摸清程序和物理内存之间的映射关系，你想打开程序B的锁，必须在浩如烟海的“010101010”和“开合开合开合”之中，准确找到你需要的那一个。

于是，在相当一段时间里，这种攻击方法停留在理论阶段，或者说，只有站在巅峰的极少数安全研究人员才能掌握这项绝技。

2015年说谷歌的Project Zero团队曾经演示过用这种攻击方法劫持了一台Linux系统的英特尔个人电脑。之后的几年陆陆续续还有一些人展示过，或者研发了相关的工具。

漏洞就讲到这里，接下来该讲（hu）讲（shuo）脑（ba）洞（dao）了。

3.一段毫无根据的脑洞

和计算机的世界一样，我们所在的宇宙，也可以用数学来描述。

也许我们的三维世界之外，也存在另一个我们看不见的“底层世界”。正如电脑里的一个个程序，意识不到晶体管、内存、CPU芯片的存在一样，它们也不知道自己其实只是一个个晶体管的特定开合状态。

魔法是怎么来的？一段叽里呱啦的咒语“巴拉拉能量—华沙加鲁”，一个特定的，看起来莫名其妙的动作，刚好触发了那个看不到的空间里里的内存扰动，再反馈回我们的三维空间，于是就有了明明两个人隔得很远，中间没有任何介质，却能隔空发生作用的魔法。

很多科幻作品乃至于科学作品里都提到四维空间、五维空间。

电影《星际穿越》里头有一个场景：男主角被吸进黑洞，穿越到五维空间，通过引力作用，使得自己家里时钟的秒针跳动，形成一段摩斯电码，把拯救世界的重要信息传递给女儿，父女二人跨越时间空间的情况下实现了信息传递。

星际穿越的五维世界

你有没有觉得，三维空间、四维空间、五维空间和软件世界里的的软件层、二进制逻辑层、物理层有一点类似？

为什么在古代，不论西方、东方都有许多魔法神话传说，到现代却又都消失了？也许是有一天，造物主（系统管理员）忽然觉得魔法让这个世界乱糟糟的，就随手打了个补丁，混淆了三维空间和四维空间的映射关系，于是，原有的魔法咒语就都失效了。

直到后来，人类以另一种方式——量子纠缠，重新发现到这个BUG。

两个相互纠缠的粒子，即便把它们分开很远，只要改变其中一个，另一个也会跟着改变，毫无缘由，中间也没有任何信息传递。

或许，在那个看不见的底层世界里，这两个相隔万里的粒子，其实紧紧相拥在一起。

本文纯属胡说八道，我是谢幺，科技科普作者一枚，日常是把各路技术讲得通俗有趣。想跟我做朋友，可以加我的个人xieyaopro。不想走丢的话，请关注浅黑科技：qianheikeji（别忘了加星标哦）

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