Mikroarkitektoniske angrep, ofte omtalt som sidekanalangrep, representerer en økende trussel mot cybersikkerheten. Disse angrepene utnytter uforutsette informasjonslekkasjer som oppstår i selve maskinvaren.
Disse lekkasjene kan oppstå som små variasjoner i datamaskinens drift, som for eksempel mønstre for tilgang til hurtigminnet (cache) og prediksjon av forgreninger. Angripere utnytter disse subtilitetene ved å manipulere hvordan maskinvaren behandler instruksjoner og data, og får dermed innsikt i dataene som behandles.
Men hva er egentlig prosessorens mikroarkitektur, og hvordan henger den sammen med disse sårbarhetene?
Hva er prosessormikroarkitektur i datasystemer?
Har du noen gang lurt på hvordan datamaskinen din egentlig fungerer? Alt koker ned til prosessorens mikroarkitektur – den underliggende mekanismen som styrer hvordan datamaskinen behandler kommandoer og data, samtidig som den effektivt forvalter CPU-ressurser.
Se for deg at den er som trafikkpolitiet for datamaskinens hjerne, som koordinerer alle operasjoner, deler opp oppgaver i håndterbare trinn, og utfører dem parallelt for å øke ytelsen. Den sørger for at alt går knirkefritt og at maskinen din kan håndtere flere oppgaver samtidig.
Mikroarkitekturen spiller også en viktig rolle i sikkerheten, ved å skape virtuelle barrierer som beskytter datamaskinens ressurser. Den sørger for at kun autoriserte programmer og brukere får tilgang. I tillegg optimaliserer den ressursbruken, utnytter minne og prosessorkraft, samtidig som den sparer strøm under mindre krevende oppgaver.
Hvordan fungerer mikroarkitektoniske angrep?
Mikroarkitektoniske angrep går etter dataene og prosessene som brukes av mikroarkitekturkomponenter for å få tak i din private informasjon. Men hvordan gjør de det?
1. Hurtigminnebaserte angrep
Hurtigminnebaserte angrep er en type mikroarkitektonisk trussel som retter seg mot hvordan datamaskinen bruker hurtigminnet (cachen). Det er viktig å skille mellom cacher og informasjonskapsler. Cacher er små, raske minneenheter som lagrer ofte brukte data, slik at datamaskinen slipper å hente dem fra et tregere minne.
Det kan sammenlignes med en hemmelig skuff, fylt med ting du bruker ofte, rett på datamaskinens skrivebord for rask tilgang. Dette hjelper datamaskinen til å arbeide raskere ved å lagre data som ofte brukes. Men her er problemet: angripere kan snike seg inn og få tilgang til sensitiv informasjon uten å ha direkte tilgang.
Cyberkriminelle overvåker hvordan datamaskinen bruker cachen. De studerer hvor raskt datamaskinen henter data derfra. Ved å nøye analysere timingen av disse handlingene, kan de utlede hva som befinner seg i cachen. Hvis en operasjon tar lengre tid, kan det indikere at dataene ikke var i hurtigminnet, og dermed avsløre verdifull informasjon.
2. Spectre og Meltdown
Spektre-angrep utnytter prosessorens evne til å øke hastigheten på oppgaver. Prosessoren din forsøker å hjelpe deg ved å forutse hva et program vil gjøre neste gang, slik at den kan forberede ting på forhånd – noe som sparer tid. Hackere kan derimot manipulere disse prediksjonene for å få tak i sensitiv informasjon.
Meltdown-angrep utnytter en designfeil i prosessoren ved å lure den til å la et program se minnet til et annet program. Det er som at noen uten rettighet får tilgang, og bryter skillet mellom aktiviteter og ser informasjon de ikke skal ha tilgang til.
Disse to angrepene er trusler som utnytter svakheter i datamaskinens design.
3. Rowhammer
Rowhammer-angrep utnytter forholdet mellom maskinvarens mikroarkitektur og minnecellenes oppførsel for å kompromittere systemets integritet. Dette angrepet sentrerer seg rundt Rowhammer-effekten, et problem i dynamisk RAM (DRAM)-minne.
Enkelt sagt består datamaskinens minne av forskjellige seksjoner som inneholder informasjon. Hvis du raskt aksesserer en bestemt seksjon gjentatte ganger, kan det føre til at de nærliggende seksjonene oppfører seg uregelmessig.
Angripere bruker dette «trikset» for å kontinuerlig riste den ene minnebiten, og overvåker deretter de nærliggende minnebitene som begynner å oppføre seg merkelig. Dette kan avsløre sensitiv informasjon.
4. Jump Conditional Code (JCC)
Datamaskinen din tar vanligvis avgjørelser basert på bestemte betingelser. Disse angrepene forsøker å forvirre datamaskinens beslutningsprosess ved å lure den til å ta feil valg.
Når angriperne lurer datamaskinen, tar det litt lengre tid å ta en beslutning. Angriperne oppdager dette og bruker det til å finne ut hva datamaskinen har gjort – og deretter lekke sensitiv informasjon.
Hvordan påvirker mikroarkitektoniske angrep deg?
For det første kan disse angrepene forsøke å stjele viktige koder, kjent som kryptografiske nøkler, som skal holdes private. Disse nøklene beskytter dine sensitive data ved hjelp av kryptering. Hvis angripere får tak i disse nøklene, kan det føre til alvorlige problemer for dine private data.
Angripere kan øke privilegiene eller tilgangen til en enhet, og dermed kompromittere hele systemet hvis de introduserer skadelig programvare i et sensitivt nettverk. Det er derfor viktig å forstå hva prinsippet om minste privilegium er, og hvordan det kan bidra til å forhindre cyberangrep.
Disse angrepene kan forårsake datalekkasjer i skytjenester ved å bryte isolasjonen mellom virtuelle maskiner på samme server.
Hvordan kan du beskytte deg mot mikroarkitektoniske angrep?
Mikroarkitektoniske angrep kan ha alvorlige konsekvenser for ofre. Men hva kan du gjøre for å forhindre å bli et offer? Heldigvis finnes det tiltak du kan iverksette for å beskytte deg.
- Oppdater programvare og fastvare regelmessig for å rette opp sårbarheter. Hold også 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 kun nødvendige tillatelser til brukere eller programvare, slik at angrep ikke så lett kan eskalere.
- Implementer overvåkings- og deteksjonssystemer for å fange opp uvanlig aktivitet. Vurder å optimalisere sikkerheten med SIEM (Security Information and Event Management).
- 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 sikkerhetstiltak for skytjenester for å beskytte data som er lagret i skyen.
Ingenting ubetydelig om mikroarkitektoniske angrep
Det er viktig å være oppmerksom på de vanskelige mikroarkitektoniske angrepene. Disse snikende inntrengerne utnytter hvordan datamaskinen din fungerer på et dypt nivå. Men det finnes måter å beskytte deg på. Sørg for at datamaskinens maskinvare er trygg og at du bruker de nyeste oppdateringene for prosessorens indre funksjoner. Dette vil gjøre det mye vanskeligere for eventuelle nettangrep å forårsake skade.
Vær oppmerksom på at angripere har mulighet 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 skal beskytte deg selv.