Vad är mikroarkitektoniska attacker?

Mikroarkitektoniska attacker, ofta kallade sidokanalattacker, representerar ett växande problem inom cybersäkerhet. I dessa attacker utnyttjar hotaktörer oavsiktliga informationsläckor från din hårdvara.

Dessa läckor kan visa sig som subtila variationer i din dators beteende, till exempel åtkomstmönster för cacheminne och förutsägelse av grenar. Genom att manipulera hur hårdvaran hanterar instruktioner och data, utnyttjar angripare dessa nyanser för att få insikter i data som din bärbara dator bearbetar.

Men exakt vad är processorns mikroarkitektur, och hur tar den in i dessa sårbarheter?

Vad är processormikroarkitektur i datorsystem?

Har du någonsin undrat över hur din dator fungerar? Allt handlar om processormikroarkitektur – komponenten bakom kulisserna som dikterar hur din dator bearbetar instruktioner och data, samtidigt som den hanterar CPU-resurser effektivt.

Se det som trafikpolisen för din dators hjärna, som orkestrerar varje operation, delar upp uppgifter i hanterbara steg och utför dem samtidigt för att öka prestandan. Det hjälper till att upprätthålla sömlös koordination, vilket säkerställer att din enhet kan hantera flera uppgifter samtidigt.

Men mikroarkitektur spelar också en avgörande roll i säkerheten, och skapar virtuella dörrar som skyddar din dators tillgångar och tillåter endast auktoriserade program eller användare att komma åt dem. Dessutom optimerar den resursutnyttjandet, utnyttjar din dators minne och bearbetningskapacitet samtidigt som den sparar energi under mindre krävande uppgifter.

Hur fungerar mikroarkitektoniska attacker?

Mikroarkitektoniska attacker riktar sig mot data och processer som mikroarkitekturkomponenter använder för att komma åt din privata information. Så, exakt hur gör de detta?

1. Cachebaserade attacker

Cachebaserade attacker är en typ av mikroarkitektoniskt hot som fokuserar på hur din dator använder sitt cacheminne. Det finns en skillnaden mellan cache och cookies. Cachar är små, snabba minnesenheter som kan lagra dina ofta använda data, så datorn sparar tid på att hämta den.

Det är som en hemlig låda fylld med saker du använder hela tiden, mitt i datorns skrivbord för snabb åtkomst. Det hjälper din dator att arbeta snabbare genom att lagra data som används ofta. Men här är haken: angripare kan smygt komma åt känslig information utan att ens få direkt tillgång.

Cyberattackare tittar på hur din dator använder sin cache. De studerar hur snabbt datorn hämtar data därifrån. Genom att tajma dessa åtgärder noggrant kan de sluta sig till vad som finns inuti. Om det tar längre tid kan det betyda att data inte fanns i cachen, vilket avslöjar värdefulla ledtrådar.

2. Spectre och Meltdown

Spectre attacker drar fördel av din processors förmåga att påskynda sina uppgifter. Din processor försöker hjälpa dig genom att förutsäga vad ett program kommer att göra härnäst så att det kan förbereda saker i förväg – vilket sparar tid. Hackare kan dock lura dessa förutsägelser för att få känslig information.

Meltdown-attacker drar fördel av ett designfel i din processor genom att lura den att låta ett program titta på minnet i ett annat program. Genom att agera som någon utan auktorisation bryter programmet åtskillnaden mellan aktiviteter och ser information som den inte är tänkt att göra.

Dessa två attacker kombineras som hot som drar fördel av kryphål i din dators design.

3. Rodhammare

Rowhammer-attacker är beroende av förhållandet mellan hårdvarumikroarkitektur och minnescellsbeteende för att äventyra ditt systems integritet. Denna attack är centrerad kring Rowhammer-effekten, ett problem i DRAM-celler (Dynamic Random Access Memory).

Enkelt uttryckt innehåller din dators minne olika delar som innehåller information. Om du kommer åt ett visst stycke ett gäng gånger snabbt, kan det få andra stycken att agera ur spel.

Angripare använder det här tricket för att fortsätta skaka den där minnesbiten, titta på de närliggande minnesbitarna som beter sig lustigt tills något går sönder, så att de kan lära sig känslig information.

4. Jump Conditional Code (JCC)

Din dator fattar vanligtvis beslut baserat på förhållanden. Dessa attacker syftar till att förvirra din dators beslutsprocess genom att lura den att göra fel val.

Nu, när angriparna lurar din dator, tar det lite längre tid att göra sitt val. Angripare upptäcker detta och använder det för att ta reda på vad datorn gjorde – vilket hjälper till att läcka känslig information.

Hur påverkar mikroarkitektoniska attacker dig?

För det första kan dessa attacker försöka stjäla viktiga koder som kallas kryptografiska nycklar, som bör hållas privata. Dessa nycklar håller dina känsliga saker säkra och säkra med hjälp av kryptering. Om angriparna får tag på dessa nycklar kan det innebära problem för din privata data.

Angripare kan öka sina privilegier eller åtkomst till en enhet och äventyra hela systemet om de introducerar skadlig programvara i ett känsligt nätverk. Det gör det extra viktigt att förstå vad principen om minsta privilegium är och hur den kan förhindra cyberattacker.

Dessa attacker kan orsaka dataläckage i molnmiljöer – vilket bryter mot isoleringen mellan virtuella maskiner på samma värd.

Hur kan du skydda dig mot mikroarkitektoniska attacker?

Det finns inget litet med den skada som mikroarkitektoniska attacker kan ha på offren. Men vad kan du göra för att förhindra att du faller offer? Lyckligtvis kan du skydda dig från mikroarkitektoniska attacker.

• Uppdatera regelbundet din programvara och firmware för att korrigera sårbarheter; På samma sätt ska du hålla din mikrokod och mikroarkitektur uppdaterad.
• Installera ansedd säkerhetsprogramvara som kan upptäcka och blockera potentiella hot.
• Använd isoleringsmetoder för att separera känsliga processer och data.
• Följ principen om minsta privilegium, och bevilja endast nödvändiga behörigheter till användare eller programvara, så att attacker inte lätt kan eskaleras.
• Implementera övervaknings- och detektionssystem för att fånga ovanlig aktivitet. Överväga optimera din säkerhet med SIEM, till exempel.
• Kryptera känslig data för att skydda den även om en hackare får obehörig åtkomst.
• Säkerhetskopiera dina data regelbundet så att du kan återställa dem om en attack inträffar.
• Använd robusta molnsäkerhetsåtgärder för att skydda data som lagras i molnmiljöer.

Inget obetydligt om mikroarkitektoniska attacker

Det är avgörande att vara vaksam mot knepiga mikroarkitektoniska attacker. Dessa lömska inkräktare drar fördel av hur din dator fungerar under huven. Men det finns sätt att skydda sig själv. Håll din dators hårdvara säker och se till att du använder de senaste uppdateringarna för din processors inre funktion. Detta kommer att göra det mycket svårare för alla onlineattacker att orsaka skada.

Observera dock att angripare har möjlighet att placera sig mellan din enhet-till-enhet-kommunikation. För att skydda sig mot dessa potentiella hot är det viktigt att veta hur man skyddar sig själv.