Hva er mikroarkitektoniske angrep?

Mikroarkitektoniske angrep, ofte referert til som sidekanalangrep, representerer en økende bekymring innen cybersikkerhet. I disse angrepene utnytter trusselaktører utilsiktede informasjonslekkasjer fra maskinvaren din.

Disse lekkasjene kan manifestere seg som subtile variasjoner i datamaskinens oppførsel, som for eksempel cache-minnetilgangsmønstre og grenprediksjon. Ved å manipulere hvordan maskinvaren håndterer instruksjoner og data, utnytter angripere disse nyansene for å få innsikt i dataene den bærbare datamaskinen din behandler.

Men hva er egentlig prosessormikroarkitekturen, og hvordan inngår den i disse sårbarhetene?

Hva er prosessormikroarkitektur i datasystemer?

Har du noen gang lurt på hvordan datamaskinen din fungerer? Alt kommer ned til prosessormikroarkitektur – komponenten bak kulissene som dikterer hvordan datamaskinen din behandler instruksjoner og data, samtidig som den administrerer CPU-ressurser effektivt.

Tenk på det som trafikkpolitiet for datamaskinens hjerne, som orkestrerer hver operasjon, deler opp oppgaver i håndterbare trinn og utfører dem samtidig for å øke ytelsen. Det bidrar til å opprettholde sømløs koordinering, og sikrer at enheten din kan håndtere flere oppgaver samtidig.

Men mikroarkitektur spiller også en avgjørende rolle i sikkerhet, og skaper virtuelle dører som beskytter datamaskinens eiendeler, slik at bare autoriserte programmer eller brukere får tilgang til dem. I tillegg optimerer den ressursutnyttelsen, utnytter datamaskinens minne og prosesseringsevne samtidig som den sparer energi under mindre krevende oppgaver.

Hvordan fungerer mikroarkitektoniske angrep?

Mikroarkitektoniske angrep retter seg mot dataene og prosessene som mikroarkitekturkomponenter bruker for å få tilgang til din private informasjon. Så hvordan gjør de dette?

1. Bufferbaserte angrep

Bufferbaserte angrep er en type mikroarkitektonisk trussel som fokuserer på hvordan datamaskinen bruker bufferminnet. Det er en forskjellen mellom cache og informasjonskapsler. Cacher er små, høyhastighets minneenheter som kan lagre dine ofte brukte data, slik at datamaskinen sparer tid på å hente dem.

Det er som en hemmelig skuff fylt med ting du bruker hele tiden, rett i datamaskinens skrivebord for rask tilgang. Det hjelper datamaskinen til å jobbe raskere ved å lagre data som brukes ofte. Men her er fangsten: angripere kan snikende få tilgang til sensitiv informasjon uten engang å få direkte tilgang.

Cyberangripere ser på hvordan datamaskinen bruker cachen. De studerer hvor raskt datamaskinen henter data derfra. Ved å time disse handlingene nøye, kan de utlede hva som er inni. Hvis det tar lengre tid, kan det bety at dataene ikke var i hurtigbufferen, og avslører verdifulle ledetråder.

2. Spectre og Meltdown

Spektreangrep drar fordel av prosessorens evne til å øke hastigheten på oppgavene. Prosessoren din prøver å hjelpe deg ved å forutsi hva et program vil gjøre neste gang, slik at det kan forberede ting på forhånd – noe som sparer tid. Hackere kan imidlertid lure disse spådommene for å få sensitiv informasjon.

Meltdown-angrep utnytter en designfeil i prosessoren din ved å lure den til å la ett program se på minnet til et annet program. Programmet oppfører seg som noen uten autorisasjon, og bryter separasjonen av aktiviteter og ser informasjon det ikke er ment.

Disse to angrepene kommer sammen som trusler som utnytter smutthull i datamaskinens design.

3. Rohammer

Rowhammer-angrep er avhengige av forholdet mellom maskinvaremikroarkitektur og minnecelleadferd for å kompromittere systemets integritet. Dette angrepet er sentrert rundt Rowhammer-effekten, et problem i dynamiske random-access memory (DRAM)-celler.

Enkelt sagt inneholder datamaskinens minne forskjellige deler som inneholder informasjon. Hvis du raskt får tilgang til et bestemt stykke flere ganger, kan det få andre stykker til å opptre i uorden.

Angripere bruker dette trikset til å fortsette å riste den minnebiten, se på minnestykkene i nærheten som oppfører seg morsomt til noe går i stykker, slik at de kan lære sensitiv informasjon.

4. Jump Conditional Code (JCC)

PC-en din tar vanligvis avgjørelser basert på forhold. Disse angrepene tar sikte på å forvirre datamaskinens beslutningsprosess ved å lure den til å ta feil valg.

Nå, når angriperne lurer datamaskinen din, tar det litt lengre tid å ta valget. Angripere oppdager dette og bruker det til å finne ut hva datamaskinen gjorde – og hjelper til med å lekke sensitiv informasjon.

Hvordan påvirker mikroarkitektoniske angrep deg?

For det første kan disse angrepene prøve å stjele viktige koder kalt kryptografiske nøkler, som bør holdes private. Disse nøklene holder de sensitive tingene dine trygge og sikre ved hjelp av kryptering. Hvis angriperne får tak i disse nøklene, kan det bety problemer for dine private data.

Angripere kan øke privilegiene eller tilgangen til en enhet, og kompromittere hele systemet hvis de introduserer skadelig programvare i et sensitivt nettverk. Det gjør det spesielt viktig å forstå hva prinsippet om minste privilegium er og hvordan det kan forhindre cyberangrep.

Disse angrepene kan forårsake datalekkasje i cloud computing-miljøer – noe som bryter isolasjonen mellom virtuelle maskiner på samme vert.

Hvordan kan du beskytte deg mot mikroarkitektoniske angrep?

Det er ikke noe minimalt med skaden mikroarkitektoniske angrep kan ha på ofre. Men hva kan du gjøre for å forhindre at du blir offer? Heldigvis kan du beskytte deg mot mikroarkitektoniske angrep.

• Oppdater programvaren og fastvaren regelmessig for å korrigere sårbarheter; på samme måte, hold mikrokoden og mikroarkitekturen oppdatert.
• Installer anerkjent sikkerhetsprogramvare som kan oppdage og blokkere potensielle trusler.
• Bruk isolasjonsmetoder for å skille sensitive prosesser og data.
• Følg prinsippet om minste privilegium, og gi bare nødvendige tillatelser til brukere eller programvare, slik at angrep ikke lett kan eskaleres.
• Implementer overvåkings- og deteksjonssystemer for å fange opp uvanlig aktivitet. Ta i betraktning optimalisere sikkerheten din med SIEM, for eksempel.
• Krypter sensitive data for å beskytte dem selv om en hacker får uautorisert tilgang.
• Sikkerhetskopier dataene dine regelmessig, slik at du kan gjenopprette dem hvis et angrep inntreffer.
• Bruk robuste skysikkerhetstiltak for å beskytte data som er lagret i skymiljøer.

Ingenting ubetydelig om mikroarkitektoniske angrep

Det er avgjørende å være på vakt mot vanskelige mikroarkitektoniske angrep. Disse sleipe inntrengerne drar nytte av hvordan datamaskinen din fungerer under panseret. Men det finnes måter å beskytte seg selv på. Hold datamaskinens maskinvare trygg, og sørg for at du bruker de siste oppdateringene for den indre funksjonen til prosessoren. Dette vil gjøre det mye vanskeligere for ethvert onlineangrep å forårsake skade.

Vær imidlertid oppmerksom på at angripere har muligheten til å plassere seg i mellom din enhet-til-enhet-kommunikasjon. For å beskytte deg mot disse potensielle truslene er det viktig å vite hvordan du kan beskytte deg selv.