科網世代：新千年蟲威脅 2038年全球再死機？
【明報專訊】千禧後總愛把Y2K掛在嘴邊舉一個反向「yeah」手勢，開閃光燈高炒拍照，戴上復古的飾物，走在潮流尖端。跟着潮流走，是否一定好？美國西南航空被認為使用老舊的Windows系統，成功逃過7月19日的藍屏災難。事緣負責Microsoft Windows系統安全的網絡安全公司CrowdStrike的防毒軟件更新出現bug，搞垮了大部分Windows系統，全球電腦大規模死機，航空公司首當其衝，讓網民重提24年前預想會擊潰全世界電腦系統的千年蟲問題（Y2K），近期更興起討論另一「千年蟲」Y2K38……
Y2K38問題源自UNIX系統時間
還有4900多天就到Y2K38發生之日，我們要如面對千年蟲問題時般嚴陣以待嗎？香港中文大學工程學院副院長（外務）兼系統工程與工程管理學系教授、立法會議員黃錦輝卻淡然說Y2K38沒千年蟲問題般嚴重。Y2K38問題指部分電腦軟件或於「協調世界時」（UTC）2038年1月19日3時14分07秒後無法運作，因為大部分電腦作業系統沿用UNIX系統的時間表達方式，運算從1970年1月1日0分0秒開始到現在的秒數，不考慮閏秒。閏秒即協調世界時為確保原子鐘與地球自轉時間相差不超過0.9秒，而加減時間的1秒，惟國際度量衡局於2022年會議上，投票通過最遲於2035年取消閏秒。黃錦輝解釋，電腦操作系統使用4位元組整數（4-byte integer）儲存時間數據，原可儲存大至2的32次方數值，但系統會以最左方位元（bit）記錄正負數，故此只能儲存2的31次方數值，減去最初的0數值，最多可儲存2,147,483,647秒。由1970年1月1日0分0秒起計，那就是2038年1月19日3時14分07秒了，過了這個時間，時間數據就超出可存範圍。屆時電腦出現整數溢出錯誤，無法記錄2038年1月19日3時14分07秒以後的時間戳（timestamp），可能出現的問題包括無法讀取部分在1970 年後建立的文件。這問題可藉轉用更大的位元組整數儲存時間數據來解決。
千年蟲跟全球Windows死機不同
12年前的2012世界末日預言，有人當笑話一則，有人寧可信其有，問人：如果我們平安度過2012年世界末日，你會……？每當出現關於災難的傳聞，人類或三智五猜，或提心吊膽，這突顯人類的渺小。24年前我們面對千年蟲問題亦是如此，回溯至1998年，當時政府推出廣告，呼籲：「電腦千年蟲會喺2000年1月1日侵襲各類型嘅電腦系統，以及電子控制嘅設備，立即行動，殲滅千年蟲」，該宣傳動畫以一隻隻蟲攻擊電腦的畫面作警告。連政府也號召市民滅蟲，可以想像千年蟲一旦發生的嚴重程度。不過黃錦輝說，他當年沒擔心過Y2K問題，也沒事先做預防措施，「一來我工作範疇不在operating system（電腦作業系統），我寫的program（程式）所牽涉的應用與Y2K無太大關係」。
千年蟲果真是一條蟲嗎？黃錦輝簡單解釋，千年蟲問題有點類似平日的軟件系統更新，系統有時會設定某日某分某秒自動升級，這時便有人教路，如果不想自動更新，就更改電子設備的預設時間到系統更新之後幾日「呃部機」，但這方法不適用於解決千年蟲問題，因為當時電腦對時間表達的設計有限制。1999年之前的電腦為節省硬體成本，電腦系統以6個數字儲存年月日的時間數據，年份以兩個數位顯示，即「1999年會寫作99，當時只用0至99記年份，那麼踏入2000年寫為00，但00可代表1900」，當時流傳電腦會出現誤讀問題，造成系統錯誤。黃錦輝記得傳聞說若不處理Y2K問題，「（電腦）好多時間上的東西都無法計算，直接影響金融機構」。當年千年蟲問題並未真正造成大規模的嚴重影響，黃錦輝說這或多虧人們針對Y2K的年份顯示問題作出電腦更新。他說千年蟲問題是電腦邏輯運算出錯，而非作業系統讀取無效或未經許可的主記憶體位址出現的核心（kernel）錯誤，不能與19日發生的全球Microsoft Windows系統死機問題相提並論。
測試百萬次 漏洞或第一百萬零一次出現
那麼Microsoft Windows系統死機是如何發生？這源於CrowdStrike為Windows感應器釋出內容配置（content configuration）更新，以遙距蒐集潛在威脅電腦安全的新型技術數據。CrowdStrike一般以兩種形式發放更新，一種是CrowdStrike感應器附帶的「Sensor Content」，另一種是快速應對安全威脅持續變化的「Rapid Response Content」。是次Windows系統癱瘓源於「Rapid Response Content」通過驗證的數據存在缺陷，讓系統感應器載入問題內容時，存取了超出界限的數據，令Windows系統出現「藍色熒幕錯誤畫面（Blue Screen of Death，BSoD），我們會看到「:( Your PC ran into a problem and needs to restart. We're just collecting error info and then we'll restart for you（你的個人電腦出現問題，需要重新開機，我們正蒐集相關錯誤的資訊，然後我們會為你重啟電腦）」的藍白界面。
何謂存取超出界限的數據？黃錦輝解釋，在電腦科學中，變數（variable）是儲存資料的容器，指針（pointer）則儲存變數的位置，讓電腦直接存取該變數的數據，而變數範圍（scope）劃定了可存取數據的變數邊界，當指針存取超出範圍的數據便是「out of bound（越界）」。黃錦輝稱 「out of bound」是常見的程式異常情况，他每次教學生寫program都叮囑一定要做bounds checking（邊界檢查），檢查變數的值是否處於範圍內。他說一般寫program會除錯（debugging），修正和減少程式錯誤，他未試過因「out of bound」釀成大錯。而預防系統誤讀超出界限的數據其中一個方法是，在內部儲存裝置設定存取權限，讓用戶的電腦跳轉至一個「救急program」，警告用戶不要存取範圍外的記憶體位址，這也好比我們平日瀏覽網站，欲click入網站上其他未知連結時，會彈出的「不安全網站」警示。用遊戲來打個比方，你的角色被設定只能在某個房間活動，但你偏要走到其他房間，觸發該房間裏的機關，令該房間發生爆炸。電腦也是如此，倘讀取設定範圍外其他程式的資料數據，就如「觸碰到不被允許的東西」，令系統故障。既然程式設計師會為程式除錯，為什麼還會出現問題？黃錦輝表示，「一般做testing有個限度，不會無限check，可能試1000次、100萬次都無問題，就覺得OK了」，殊不知那程式漏洞會在第一百萬零一次試驗出現，先前卻未能偵測。
審視現有不足 從錯誤中學習
以往Windows系統出現一些errors（錯誤）時，都可靠重新開機解決，但今次由於CrowdStrike的軟件更新錯誤位於Windows內核檔案中，故「無論怎麼重啟電腦，也只是讀取相同的錯誤數據」。為何這次CrowdStrike事件只有Windows系統受影響，Mac和Linux作業系統則相安無事？黃錦輝說這視乎涉事程式與哪個作業系統耦合（coupling），即它們之間互相聯繫。預防程式錯誤的措施是為系統做備份，甚至開發另一個軟件做backup，他說這雖是老生常談，但「一個軟件冧咗，仲有另一個頂住，做backup永遠都啱」。
回想19日Windows系統崩潰，全球混亂的景象，香港國際機場須人手辦理登機手續、澳洲多間銀行的應用程式異常，英國部分醫院服務因無法調取醫療紀錄而受阻等，人們意識到科技的脆弱。在這電腦系統「互聯互通」的年代，一個系統錯誤足以讓世界癱瘓。但黃錦輝說我們仍要擁抱科技，別因負面的東西而「斬腳趾避沙蟲」，反應從意外中學習如何改進，審視現有電腦系統的不足。
文˙ 姚超雯
{ 美術 } 朱勁培
{ 編輯 } 布偉倫