Mikroarkitektoniska angrepp, ofta benämnda sidokanalsattacker, utgör ett allt större problem inom cybersäkerhet. Dessa attacker nyttjar oavsiktliga informationsläckor som uppstår i din dators maskinvara.
Dessa läckor kan yttra sig som små variationer i datorns beteende, exempelvis i sättet den använder cacheminnet eller i hur den förutspår kommande instruktioner. Genom att manipulera hur maskinvaran hanterar instruktioner och data kan angripare utnyttja dessa små detaljer för att få insyn i den data som din enhet behandlar.
Men vad är egentligen processorns mikroarkitektur, och hur blir den mottaglig för dessa typer av säkerhetsbrister?
Vad innebär processorns mikroarkitektur i datorsystem?
Har du någonsin funderat på hur din dator egentligen fungerar? Allt bottnar i processorns mikroarkitektur, den underliggande komponenten som styr hur datorn hanterar instruktioner och data, samtidigt som den effektivt fördelar resurserna i CPU:n.
Tänk på den som trafikpolisen i din dators hjärna, som styr varje operation, bryter ner uppgifter i hanterbara steg och utför dem parallellt för att öka prestandan. Den säkerställer en smidig koordinering så att din enhet kan hantera flera uppgifter samtidigt.
Mikroarkitekturen spelar också en avgörande roll för säkerheten, genom att skapa virtuella skyddsväggar som skyddar din dators resurser och endast tillåter behöriga program eller användare att komma åt dem. Dessutom optimerar den resursanvändningen, utnyttjar datorns minne och processorkraft effektivt och sparar energi under mindre krävande uppgifter.
Hur fungerar mikroarkitektoniska angrepp?
Mikroarkitektoniska angrepp riktar in sig på den data och de processer som mikroarkitekturens komponenter använder för att komma åt din privata information. Men exakt hur går de tillväga?
1. Cachebaserade angrepp
Cachebaserade attacker är en form av mikroarkitektoniskt hot som utnyttjar hur din dator använder sitt cacheminne. Det är viktigt att skilja på cache och cookies. Cache är små, snabba minnesenheter som lagrar ofta använd data, vilket sparar datorn tid när den behöver hämta den.
Det är som en hemlig låda fylld med saker du ständigt använder, placerad på skrivbordet för snabb åtkomst. Det hjälper datorn att arbeta snabbare genom att lagra den data som används oftast. Problemet är att angripare i smyg kan komma åt känslig information utan att ha direkt tillgång till den.
Cyberkriminella studerar hur din dator använder sitt cacheminne. De analyserar hur snabbt datorn hämtar data därifrån. Genom att noggrant mäta tiden för dessa operationer kan de dra slutsatser om vad som finns i cachen. Längre hämtningstider kan indikera att datan inte fanns i cachen, vilket ger värdefulla ledtrådar.
2. Spectre och Meltdown
Spectre-attacker utnyttjar processorns förmåga att snabba upp sina uppgifter. Processorn försöker underlätta genom att förutspå vad ett program kommer att göra härnäst, så att den kan förbereda sig i förväg och spara tid. Hackare kan dock lura dessa förutsägelser för att få tillgång till känslig information.
Meltdown-attacker drar nytta av ett konstruktionsfel i processorn, och lurar den att tillåta ett program att läsa minnet som tillhör ett annat program. Programmet agerar på ett otillåtet sätt och bryter uppdelningen mellan processer och får tillgång till information den inte borde ha.
Dessa två attacker fungerar som hot som utnyttjar sårbarheter i din dators konstruktion.
3. Rowhammer
Rowhammer-attacker bygger på förhållandet mellan maskinvarans mikroarkitektur och minnescellernas beteende för att äventyra systemets integritet. Den här attacken fokuserar på Rowhammer-effekten, ett problem som uppstår i DRAM-celler (Dynamic Random Access Memory).
Enkelt uttryckt består datorns minne av olika sektioner som lagrar information. Om du snabbt och upprepade gånger tillgår en viss del av minnet kan det leda till att närliggande delar börjar fungera felaktigt.
Angripare använder den här metoden för att kontinuerligt belasta en minnesdel och observera hur de närliggande delarna reagerar, tills något går fel och de kan utvinna känslig information.
4. Jump Conditional Code (JCC)
Din dator fattar ofta beslut baserat på olika villkor. Dessa attacker försöker förvirra datorns beslutsprocess genom att lura den att göra fel val.
När angriparna manipulerar datorn tar den lite längre tid på sig att fatta ett beslut. Angripare utnyttjar det genom att analysera tiden det tar för datorn att göra ett val, och därigenom avslöja känslig information.
Hur påverkar mikroarkitektoniska angrepp dig?
För det första kan dessa attacker försöka stjäla viktiga koder, så kallade kryptografiska nycklar, som ska hållas privata. Dessa nycklar används för att skydda känslig information med hjälp av kryptering. Om angripare får tillgång till dessa nycklar kan det leda till allvarliga problem med din privata data.
Angripare kan utöka sina privilegier eller sin åtkomst till en enhet, vilket äventyrar hela systemet om de installerar skadlig kod i ett känsligt nätverk. Det är därför extra viktigt att förstå principen om minsta privilegium och hur den kan förebygga cyberattacker.
Dessa attacker kan orsaka dataläckage i molnmiljöer och bryta isoleringen mellan virtuella maskiner som delar samma värddator.
Hur kan du skydda dig mot mikroarkitektoniska angrepp?
De skador som mikroarkitektoniska angrepp kan orsaka är inte att underskatta. Men vad kan du göra för att inte falla offer? Lyckligtvis finns det sätt att skydda sig mot mikroarkitektoniska attacker.
- Uppdatera regelbundet din programvara och firmware för att åtgärda sårbarheter. Håll även mikrokoden och mikroarkitekturen uppdaterad.
- Installera säkerhetsprogram från pålitliga källor som kan upptäcka och blockera potentiella hot.
- Använd isoleringsmetoder för att separera känsliga processer och data.
- Följ principen om minsta privilegium och ge bara nödvändiga behörigheter till användare eller program, så att attacker inte kan eskalera lika lätt.
- Implementera system för övervakning och upptäckt av ovanlig aktivitet. Överväg att använda SIEM för att optimera säkerheten.
- Kryptera känslig data för att skydda den även om en angripare får obehörig åtkomst.
- Säkerhetskopiera data regelbundet så att den kan återställas om en attack inträffar.
- Använd robusta molnsäkerhetsåtgärder för att skydda data som lagras i molnmiljöer.
Ingen bagatell med mikroarkitektoniska angrepp
Det är viktigt att vara vaksam mot de komplexa mikroarkitektoniska angreppen. Dessa listiga inkräktare utnyttjar hur din dator fungerar internt. Men det finns sätt att skydda sig. Se till att hålla datorns maskinvara säker och att använda de senaste uppdateringarna för processorns interna funktioner. Det kommer att göra det svårare för onlineangripare att orsaka skada.
Tänk också på att angripare kan placera sig mellan din kommunikation enhet-till-enhet. För att skydda dig mot dessa potentiella hot är det viktigt att veta hur man skyddar sig själv.