Kaj so mikroarhitekturni napadi?

Mikroarhitekturni napadi, ki se pogosto imenujejo napadi stranskih kanalov, predstavljajo vse večjo skrb v kibernetski varnosti. Pri teh napadih akterji groženj izkoristijo nenamerno uhajanje informacij iz vaše strojne opreme.

Ta puščanja se lahko kažejo kot subtilne razlike v vedenju vašega računalnika, kot so vzorci dostopa do predpomnilnika in predvidevanje razvejanja. Z manipulacijo načina, kako strojna oprema obravnava navodila in podatke, napadalci te nianse izkoristijo za pridobitev vpogleda v podatke, ki jih vaš prenosnik obdeluje.

Toda kaj točno je mikroarhitektura procesorja in kako vpliva na te ranljivosti?

Kaj je mikroarhitektura procesorja v računalniških sistemih?

Ste se kdaj spraševali o notranjem delovanju vašega računalnika? Vse se spusti na mikro arhitekturo procesorja – komponento v zakulisju, ki narekuje, kako vaš računalnik obdeluje navodila in podatke, pri tem pa učinkovito upravlja vire CPU.

Predstavljajte si ga kot prometnega policista za možgane vašega računalnika, ki usklajuje vsako operacijo, razdeli naloge na obvladljive korake in jih hkrati izvaja za povečanje zmogljivosti. Pomaga ohranjati brezhibno koordinacijo in zagotavlja, da lahko vaša naprava opravlja več nalog hkrati.

Toda mikroarhitektura igra tudi ključno vlogo pri varnosti, saj ustvarja navidezna vrata, ki varujejo sredstva vašega računalnika in dovoljujejo le pooblaščenim programom ali uporabnikom dostop do njih. Poleg tega optimizira uporabo virov, izkorišča pomnilnik in zmogljivosti obdelave vašega računalnika, hkrati pa varčuje z energijo med manj zahtevnimi nalogami.

Kako delujejo mikroarhitekturni napadi?

Mikroarhitekturni napadi ciljajo na podatke in procese, ki jih komponente mikroarhitekture uporabljajo za dostop do vaših zasebnih informacij. Torej, kako točno to počnejo?

1. Napadi na podlagi predpomnilnika

Napadi na podlagi predpomnilnika so vrsta mikroarhitekturne grožnje, ki se osredotoča na to, kako vaš računalnik uporablja svoj predpomnilnik. Tam je razlika med predpomnilnikom in piškotki. Predpomnilniki so majhne pomnilniške enote visoke hitrosti, ki lahko shranijo vaše pogosto uporabljene podatke, tako da računalnik prihrani čas pri pridobivanju.

Je kot skrivni predal, napolnjen s stvarmi, ki jih uporabljate ves čas, kar na mizi vašega računalnika za hiter dostop. Pomaga vašemu računalniku delovati hitreje s shranjevanjem pogosto uporabljenih podatkov. Toda tukaj je ulov: napadalci lahko prikrito dostopajo do občutljivih podatkov, ne da bi sploh dobili neposreden dostop.

Kibernetski napadalci opazujejo, kako vaš računalnik uporablja predpomnilnik. Preučujejo, kako hitro računalnik od tam pridobi podatke. Če natančno določijo čas teh dejanj, lahko sklepajo, kaj je notri. Če traja dlje, to lahko pomeni, da podatki niso bili v predpomnilniku, kar razkriva dragocene sledi.

2. Spectre in Meltdown

Napadi Spectre izkoriščajo sposobnost vašega procesorja za pospešitev njegovih nalog. Vaš procesor vam skuša pomagati s predvidevanjem, kaj bo program naredil naslednje, tako da lahko stvari pripravi vnaprej, kar prihrani čas. Vendar pa lahko hekerji te napovedi zavedejo, da pridobijo občutljive podatke.

Napadi zloma izkoristijo konstrukcijsko napako v vašem procesorju, tako da ga zavedejo, da en program prepusti pomnilnik drugega programa. Deluje kot nekdo brez pooblastil, program prekine ločevanje dejavnosti in vidi informacije, ki jih ne bi smel.

Ta dva napada se združita kot grožnji, ki izkoriščata vrzeli v zasnovi vašega računalnika.

3. Vrtno kladivo

Napadi Rowhammer se opirajo na razmerje med mikroarhitekturo strojne opreme in obnašanjem pomnilniške celice, da bi ogrozili celovitost vašega sistema. Ta napad je osredotočen na Rowhammerjev učinek, problem v celicah dinamičnega pomnilnika z naključnim dostopom (DRAM).

Preprosto povedano, pomnilnik vašega računalnika vsebuje različne dele, ki vsebujejo informacije. Če večkrat hitro dostopate do določenega dela, lahko drugi deli delujejo čudno.

Napadalci uporabljajo ta trik, da še naprej stresajo ta delček spomina in opazujejo bližnje delčke spomina, ki se obnašajo smešno, dokler se nekaj ne pokvari, kar jim omogoči, da izvejo občutljive informacije.

4. Pogojna koda skoka (JCC)

Vaš osebni računalnik se običajno odloča glede na pogoje. Namen teh napadov je zmešati proces odločanja vašega računalnika tako, da ga zavedejo v napačne odločitve.

Zdaj, ko napadalci pretentajo vaš računalnik, traja nekoliko dlje, da se odloči. Napadalci to opazijo in uporabijo, da odkrijejo, kaj je računalnik naredil – in tako pomagajo pri uhajanju občutljivih informacij.

Kako mikroarhitekturni napadi vplivajo na vas?

Prvič, ti napadi lahko poskušajo ukrasti pomembne kode, imenovane kriptografski ključi, ki morajo biti zasebni. Ti ključi varujejo vaše občutljive stvari s šifriranjem. Če se napadalci dokopajo do teh ključev, lahko to pomeni težave za vaše zasebne podatke.

Napadalci lahko povečajo svoje privilegije ali dostop do naprave in tako ogrozijo celoten sistem, če v občutljivo omrežje vnesejo zlonamerno programsko opremo. Zato je še posebej pomembno razumeti kaj je načelo najmanjših privilegijev in kako lahko prepreči kibernetske napade.

Ti napadi lahko povzročijo uhajanje podatkov v okoljih računalništva v oblaku – prekinejo izolacijo med virtualnimi stroji na istem gostitelju.

Kako se lahko zaščitite pred mikroarhitekturnimi napadi?

Škoda, ki jo mikroarhitekturni napadi lahko povzročijo žrtvam, ni nič manjšega. Toda kaj lahko storite, da preprečite, da bi postali plen? Na srečo se lahko zaščitite pred mikroarhitekturnimi napadi.

• Redno posodabljajte programsko in strojno programsko opremo, da popravite ranljivosti; podobno posodabljajte svojo mikrokodo in mikroarhitekturo.
• Namestite ugledno varnostno programsko opremo, ki lahko zazna in blokira potencialne grožnje.
• Uporabite metode izolacije za ločevanje občutljivih procesov in podatkov.
• Upoštevajte načelo najmanjših privilegijev in dodelite samo potrebna dovoljenja uporabnikom ali programski opremi, tako da napadov ni mogoče enostavno stopnjevati.
• Izvedite sisteme za spremljanje in zaznavanje, da ujamete nenavadno dejavnost. Razmislite optimizacijo vaše varnosti s SIEM, na primer.
• Šifrirajte občutljive podatke, da jih zaščitite, tudi če heker pridobi nepooblaščen dostop.
• Redno varnostno kopirajte svoje podatke, da jih lahko obnovite, če pride do napada.
• Uporabite robustne varnostne ukrepe v oblaku za zaščito podatkov, shranjenih v oblačnih okoljih.

Nič nepomembnega o mikroarhitekturnih napadih

Ključnega pomena je, da ostanete pozorni na zapletene mikroarhitekturne napade. Ti zahrbtni vsiljivci izkoriščajo delovanje vašega računalnika pod pokrovom. Vendar obstajajo načini, kako se zaščititi. Poskrbite za varnost strojne opreme vašega računalnika in zagotovite, da uporabljate najnovejše posodobitve za notranje delovanje vašega procesorja. Zaradi tega bo kateri koli spletni napad veliko težje povzročiti škodo.

Vendar upoštevajte, da se napadalci lahko postavijo med vašo komunikacijo med napravami. Za zaščito pred temi potencialnimi grožnjami je pomembno vedeti, kako se zaščititi.