Mis on mikroarhitektuurilised rünnakud?

Mikroarhitektuursed rünnakud, mida sageli nimetatakse külgkanalite rünnakuteks, kujutavad endast küberturvalisuses kasvavat muret. Nende rünnakute puhul kasutavad ohus osalejad teie riistvarast tahtmatut teabeleket.

Need lekked võivad ilmneda teie arvuti käitumise väikeste variatsioonidena, nagu vahemälu juurdepääsumustrid ja haru ennustamine. Manipuleerides sellega, kuidas riistvara juhiseid ja andmeid käsitleb, kasutavad ründajad neid nüansse, et saada ülevaade teie sülearvuti töödeldavatest andmetest.

Aga mis täpselt on protsessori mikroarhitektuur ja kuidas see neid haavatavusi arvesse võtab?

Mis on protsessori mikroarhitektuur arvutisüsteemides?

Kas olete kunagi mõelnud oma arvuti sisemise toimimise üle? Kõik taandub protsessori mikroarhitektuurile – kulisside taga olevale komponendile, mis määrab, kuidas teie arvuti töötleb juhiseid ja andmeid, haldades samal ajal tõhusalt protsessori ressursse.

Mõelge sellele kui oma arvuti aju liikluspolitseile, kes korraldab iga toimingu, jagab ülesanded juhitavateks sammudeks ja täidab neid jõudluse suurendamiseks samaaegselt. See aitab säilitada sujuvat koordineerimist, tagades, et teie seade saab korraga hakkama mitme ülesandega.

Kuid mikroarhitektuur mängib ka turvalisuses üliolulist rolli, luues virtuaalseid uksi, mis valvavad teie arvuti varasid, võimaldades neile juurdepääsu ainult volitatud programmidel või kasutajatel. Lisaks optimeerib see ressursikasutust, kasutades ära teie arvuti mälu ja töötlemisvõimalusi, säästes samal ajal energiat vähem nõudlike ülesannete täitmisel.

Kuidas mikroarhitektuurilised rünnakud töötavad?

Mikroarhitektuurirünnakud on suunatud andmetele ja protsessidele, mida mikroarhitektuuri komponendid kasutavad teie privaatsele teabele juurdepääsuks. Niisiis, kuidas nad seda täpselt teevad?

1. Vahemälupõhised rünnakud

Vahemälupõhised rünnakud on teatud tüüpi mikroarhitektuursed ohud, mis keskenduvad sellele, kuidas teie arvuti oma vahemälu kasutab. Seal on vahemälu ja küpsiste erinevus. Vahemälud on väikesed kiired mäluseadmed, mis suudavad salvestada teie sageli kasutatavaid andmeid, nii et arvuti säästab nende toomisel aega.

See on nagu salajane sahtel, mis on täis asju, mida kogu aeg kasutate ja mis asub otse arvuti lauas kiireks juurdepääsuks. See aitab teie arvutil kiiremini töötada, salvestades sageli kasutatavaid andmeid. Kuid siin on konks: ründajad pääsevad tundlikule teabele salaja juurde, ilma et neil oleks isegi otsest juurdepääsu.

Küberründajad jälgivad, kuidas teie arvuti vahemälu kasutab. Nad uurivad, kui kiiresti arvuti sealt andmeid tõmbab. Neid toiminguid hoolikalt ajastades saavad nad järeldada, mis sees on. Kui see võtab kauem aega, võib see tähendada, et andmed ei olnud vahemälus, paljastades väärtuslikke vihjeid.

2. Spectre ja Meltdown

Spectre rünnakud kasutavad ära teie protsessori võimet oma ülesandeid kiirendada. Protsessor püüab teid aidata, ennustades, mida programm järgmisena teeb, et saaks asjad eelnevalt ette valmistada – säästes aega. Häkkerid võivad aga tundliku teabe saamiseks neid ennustusi petta.

Sulamisrünnakud kasutavad ära teie protsessori disainiviga, lubades ühel programmil vaadata teise programmi mälu. Tegutsedes nagu keegi ilma loata, katkestab programm tegevuste eraldamise ja näeb teavet, mida ta ei peaks nägema.

Need kaks rünnakut kujutavad endast ohtu, mis kasutavad ära teie arvuti kujunduses olevaid lünki.

3. Rowhammer

Rowhammeri rünnakud sõltuvad riistvara mikroarhitektuuri ja mälurakkude käitumise vahelisest seosest, et kahjustada teie süsteemi terviklikkust. See rünnak on keskendunud Rowhammeri efektile, mis on dünaamilise muutmälu (DRAM) rakkude probleem.

Lihtsamalt öeldes on teie arvuti mälus erinevad osad, mis sisaldavad teavet. Kui pääsete konkreetsele teosele mitu korda kiiresti juurde, võib see panna teised tükid ebatavaliselt käituma.

Ründajad kasutavad seda nippi mälutüki raputamiseks, jälgides lähedalasuvaid mälestuskilde, mis käituvad naljakalt, kuni midagi puruneb, võimaldades neil tundlikku teavet õppida.

4. Hüppa tingimuskood (JCC)

Teie arvuti teeb tavaliselt otsuseid tingimustel. Nende rünnakute eesmärk on ajada arvuti otsustusprotsessi segadusse, meelitades arvutit valesid valikuid tegema.

Nüüd, kui ründajad petavad teie arvutit, kulub valiku tegemiseks veidi rohkem aega. Ründajad märkavad seda ja kasutavad seda arvuti tegude väljaselgitamiseks – aidates kaasa tundliku teabe lekkimisele.

Kuidas mikroarhitektuurilised rünnakud teid mõjutavad?

Esiteks võivad need rünnakud püüda varastada olulisi koode, mida nimetatakse krüptovõtmeteks ja mida tuleks hoida privaatsena. Need võtmed hoiavad teie tundlikke asju krüptimise abil turvalisena. Kui ründajad saavad need võtmed kätte, võib see teie privaatsete andmete jaoks probleeme tekitada.

Ründajad võivad suurendada oma privileege või juurdepääsu seadmele, seades ohtu kogu süsteemi, kui nad viivad tundlikku võrku pahavara. See muudab selle mõistmise eriti oluliseks mis on vähimate privileegide põhimõte ja kuidas saab sellega küberrünnakuid ära hoida.

Need rünnakud võivad pilvandmetöötluse keskkondades põhjustada andmete lekkimist, rikkudes samas hostis olevate virtuaalmasinate vahelist isolatsiooni.

Kuidas saate kaitsta mikroarhitektuurirünnakute eest?

Mikroarhitektuurirünnakute ohvritele tekitatud kahjus pole midagi imelist. Kuid mida saate teha, et mitte sattuda ohvriks? Õnneks saate end kaitsta mikroarhitektuuri rünnakute eest.

• Värskendage regulaarselt oma tarkvara ja püsivara, et parandada turvaauke; samamoodi hoidke oma mikrokoodi ja mikroarhitektuuri ajakohasena.
• Installige mainekas turbetarkvara, mis suudab tuvastada ja blokeerida võimalikke ohte.
• Kasutage tundlike protsesside ja andmete eraldamiseks isoleerimismeetodeid.
• Järgige minimaalsete privileegide põhimõtet, andes kasutajatele või tarkvarale ainult vajalikud õigused, nii et rünnakuid ei saa kergesti eskaleerida.
• Ebatavalise tegevuse tabamiseks rakendage jälgimis- ja tuvastamissüsteeme. Kaaluge turvalisuse optimeerimine SIEM-iga, näiteks.
• Krüptige tundlikud andmed, et neid kaitsta isegi siis, kui häkker saab volitamata juurdepääsu.
• Varundage oma andmeid regulaarselt, et saaksite need rünnaku korral taastada.
• Kasutage pilvekeskkondadesse salvestatud andmete kaitsmiseks tugevaid pilveturbemeetmeid.

Mikroarhitektuurirünnakutes pole midagi ebaolulist

Väga oluline on jääda valvsaks keeruliste mikroarhitektuurirünnakute suhtes. Need salakavalad sissetungijad kasutavad ära, kuidas teie arvuti kapoti all töötab. Enda kaitsmiseks on aga viise. Hoidke oma arvuti riistvara turvaliselt ja veenduge, et kasutate protsessori sisemise töö jaoks uusimaid värskendusi. See muudab võrgurünnakute kahjustamise palju raskemaks.

Kuid pange tähele, et ründajatel on võimalus positsioneerida end teie seadmetevahelise suhtluse vahele. Nende võimalike ohtude eest kaitsmiseks on oluline teada, kuidas ennast kaitsta.