Какво представляват микроархитектурните атаки?

Микроархитектурните атаки, често наричани атаки от страничен канал, представляват нарастваща загриженост в рамките на киберсигурността. При тези атаки участниците в заплахата се възползват от неволно изтичане на информация от вашия хардуер.

Тези течове могат да се проявят като фини вариации в поведението на вашия компютър, като например модели за достъп до кеш паметта и предвиждане на разклонения. Чрез манипулиране на начина, по който хардуерът обработва инструкции и данни, нападателите използват тези нюанси, за да получат представа за данните, които вашият лаптоп обработва.

Но какво точно представлява микроархитектурата на процесора и как тя се отразява на тези уязвимости?

Какво представлява микроархитектурата на процесора в изчислителните системи?

Чудили ли сте се някога за вътрешната работа на вашия компютър? Всичко се свежда до микроархитектурата на процесора - компонентът зад кулисите, който диктува как вашият компютър обработва инструкции и данни, като същевременно ефективно управлява ресурсите на процесора.

Мислете за него като за трафик полицай за мозъка на вашия компютър, който организира всяка операция, разделя задачите на управляеми стъпки и ги изпълнява едновременно, за да повиши производителността. Помага за поддържане на безпроблемна координация, като гарантира, че вашето устройство може да се справи с множество задачи едновременно.

Но микроархитектурата също играе решаваща роля в сигурността, създавайки виртуални врати, които пазят активите на вашия компютър, позволявайки само на оторизирани програми или потребители да имат достъп до тях. Освен това той оптимизира използването на ресурсите, използвайки паметта и възможностите за обработка на вашия компютър, като същевременно пести енергия по време на по-малко взискателни задачи.

Как работят микроархитектурните атаки?

Микроархитектурните атаки са насочени към данните и процесите, които компонентите на микроархитектурата използват за достъп до личната ви информация. И така, как точно правят това?

1. Кеш-базирани атаки

Кеш-базираните атаки са вид микроархитектурна заплаха, която се фокусира върху това как вашият компютър използва своята кеш памет. Има разлика между кеш и бисквитки. Кешовете са малки, високоскоростни памети, които могат да съхраняват вашите често използвани данни, така че компютърът спестява време за извличането им.

Това е като тайно чекмедже, пълно с неща, които използвате през цялото време, направо в бюрото на вашия компютър за бърз достъп. Той помага на вашия компютър да работи по-бързо, като съхранява често използвани данни. Но тук е уловката: нападателите могат тайно да получат достъп до чувствителна информация, без дори да получат директен достъп.

Кибератакерите наблюдават как вашият компютър използва своя кеш. Те изучават колко бързо компютърът извлича данни от там. Като определят времето на тези действия внимателно, те могат да направят извод какво има вътре. Ако отнеме повече време, това може да означава, че данните не са били в кеша, разкривайки ценни улики.

2. Призрак и стопяване

Spectre атаките се възползват от способността на вашия процесор да ускорява задачите си. Вашият процесор се опитва да ви помогне, като предвижда какво ще направи програмата след това, за да може да подготви нещата предварително - спестявайки време. Хакерите обаче могат да измамят тези прогнози, за да получат чувствителна информация.

Meltdown атаките се възползват от дефект в дизайна на вашия процесор, като го подвеждат да позволи на една програма да гледа паметта на друга програма. Действайки като някой без разрешение, програмата нарушава разделянето на дейности и вижда информация, която не би трябвало.

Тези две атаки се обединяват като заплахи, които се възползват от вратички в дизайна на вашия компютър.

3. Гребен чук

Rowhammer атаките разчитат на връзката между хардуерната микроархитектура и поведението на клетките на паметта, за да компрометират целостта на вашата система. Тази атака е съсредоточена около ефекта на Rowhammer, проблем в клетките с динамична памет с произволен достъп (DRAM).

С прости думи, паметта на вашия компютър съдържа различни части, които съдържат информация. Ако имате достъп до определено парче много пъти бързо, това може да накара други парчета да действат необичайно.

Нападателите използват този трик, за да продължат да разклащат тази част от паметта, наблюдавайки близките части от паметта, които се държат смешно, докато нещо се счупи, което им позволява да научат чувствителна информация.

4. Условен код за скок (JCC)

Вашият компютър обикновено взема решения въз основа на условията. Тези атаки имат за цел да объркат процеса на вземане на решения на вашия компютър, като го подмамят да направи грешен избор.

Сега, когато нападателите измамят компютъра ви, отнема малко повече време, за да направи своя избор. Нападателите забелязват това и го използват, за да разберат какво е направил компютърът – подпомагайки изтичането на чувствителна информация.

Как ви влияят микроархитектурните атаки?

Първо, тези атаки могат да се опитат да откраднат важни кодове, наречени криптографски ключове, които трябва да се пазят в тайна. Тези ключове пазят чувствителните ви неща в безопасност и защита чрез криптиране. Ако нападателите се доберат до тези ключове, това може да означава проблеми за вашите лични данни.

Нападателите могат да увеличат своите привилегии или достъп до устройство, като компрометират цялата система, ако въведат зловреден софтуер в чувствителна мрежа. Това го прави особено важно да се разбере какъв е принципът на най-малката привилегия и как той може да предотврати кибератаки.

Тези атаки могат да причинят изтичане на данни в облачни изчислителни среди – нарушаване на изолацията между виртуални машини на един и същи хост.

Как можете да се предпазите от микроархитектурни атаки?

Няма нищо незначително в щетите, които микроархитектурните атаки могат да нанесат на жертвите. Но какво можете да направите, за да спрете да станете жертва? За щастие можете да се предпазите от микроархитектурни атаки.

• Редовно актуализирайте своя софтуер и фърмуер, за да коригирате уязвимостите; по подобен начин поддържайте своя микрокод и микроархитектура актуални.
• Инсталирайте уважаван софтуер за сигурност, който може да открие и блокира потенциални заплахи.
• Използвайте методи за изолиране, за да разделите чувствителните процеси и данни.
• Следвайте принципа на най-малко привилегии, предоставяйки само необходимите разрешения на потребителите или софтуера, така че атаките да не могат лесно да ескалират.
• Внедрете системи за наблюдение и откриване, за да уловите необичайна дейност. Обмисли оптимизиране на вашата сигурност със SIEM, например.
• Шифровайте чувствителни данни, за да ги защитите, дори ако хакер получи неоторизиран достъп.
• Редовно архивирайте данните си, за да можете да ги възстановите, ако възникне атака.
• Използвайте стабилни мерки за сигурност в облака, за да защитите данните, съхранявани в облачни среди.

Нищо незначително за микроархитектурните атаки

От решаващо значение е да сте нащрек срещу трудни микроархитектурни атаки. Тези подли нашественици се възползват от начина, по който компютърът ви работи под капака. Но има начини да се защитите. Пазете хардуера на компютъра си в безопасност и се уверете, че използвате най-новите актуализации за вътрешната работа на вашия процесор. Това ще направи много по-трудно всяка онлайн атака да причини вреда.

Обърнете внимание обаче, че нападателите имат способността да се позиционират между вашата комуникация от устройство към устройство. За да се предпазите от тези потенциални заплахи, е важно да знаете как да се защитите.