O que são ataques microarquiteturais?

Os ataques de microarquitetura, muitas vezes chamados de ataques de canal lateral, representam uma preocupação crescente na segurança cibernética. Nesses ataques, os agentes de ameaças capitalizam vazamentos não intencionais de informações do seu hardware.

Esses vazamentos podem se manifestar como variações sutis no comportamento do seu computador, como padrões de acesso à memória cache e previsão de ramificação. Ao manipular a forma como o hardware lida com instruções e dados, os invasores exploram essas nuances para obter insights sobre os dados que seu laptop processa.

Mas o que é exatamente a microarquitetura do processador e como ela influencia essas vulnerabilidades?

O que é microarquitetura de processador em sistemas de computação?

Já se perguntou sobre o funcionamento interno do seu computador? Tudo se resume à microarquitetura do processador – o componente de bastidores que determina como o seu computador processa instruções e dados, ao mesmo tempo que gerencia com eficiência os recursos da CPU.

Pense nele como um guarda de trânsito do cérebro do seu computador, orquestrando cada operação, dividindo as tarefas em etapas gerenciáveis ​​e executando-as simultaneamente para aumentar o desempenho. Ajuda a manter uma coordenação perfeita, garantindo que seu dispositivo possa realizar várias tarefas simultaneamente.

Mas a microarquitetura também desempenha um papel crucial na segurança, criando portas virtuais que protegem os ativos do seu computador, permitindo que apenas programas ou usuários autorizados tenham acesso a eles. Além disso, otimiza a utilização de recursos, aproveitando a memória e as capacidades de processamento do seu computador, ao mesmo tempo que conserva energia durante tarefas menos exigentes.

Como funcionam os ataques microarquiteturais?

Os ataques de microarquitetura têm como alvo os dados e processos que os componentes da microarquitetura usam para acessar suas informações privadas. Então, como exatamente eles fazem isso?

1. Ataques baseados em cache

Os ataques baseados em cache são um tipo de ameaça microarquitetural que se concentra em como o computador usa a memória cache. Há um diferença entre cache e cookies. Caches são unidades de memória pequenas e de alta velocidade que podem armazenar os dados usados ​​com frequência, para que o computador economize tempo ao buscá-los.

É como uma gaveta secreta cheia de coisas que você usa o tempo todo, direto na mesa do seu computador para acesso rápido. Ajuda seu computador a funcionar mais rápido, armazenando dados usados ​​com frequência. Mas aqui está o problema: os invasores podem acessar informações confidenciais sorrateiramente, mesmo sem obter acesso direto.

Os ciberataques observam como o seu computador usa o cache. Eles estudam a rapidez com que o computador coleta dados de lá. Ao cronometrar essas ações com cuidado, eles podem inferir o que está dentro. Se demorar mais, pode significar que os dados não estavam no cache, revelando pistas valiosas.

2. Espectro e colapso

Os ataques Spectre aproveitam a capacidade do seu processador de acelerar suas tarefas. Seu processador tenta ajudá-lo prevendo o que um programa fará em seguida, para que possa preparar as coisas com antecedência – economizando tempo. No entanto, os hackers podem enganar essas previsões para obter informações confidenciais.

Os ataques Meltdown aproveitam uma falha de design no seu processador, enganando-o para permitir que um programa veja a memória de outro programa. Agindo como alguém sem autorização, o programa quebra a separação de atividades e vê informações que não deveria.

Esses dois ataques se unem como ameaças que aproveitam brechas no design do seu computador.

3. Martelo de remo

Os ataques Rowhammer dependem da relação entre a microarquitetura de hardware e o comportamento das células de memória para comprometer a integridade do seu sistema. Este ataque está centrado no efeito Rowhammer, um problema nas células de memória dinâmica de acesso aleatório (DRAM).

Em termos simples, a memória do seu computador contém diferentes peças que contêm informações. Se você acessar uma peça específica várias vezes rapidamente, isso pode fazer com que outras peças funcionem mal.

Os invasores usam esse truque para continuar agitando esse pedaço de memória, observando os pedaços de memória próximos que agem de maneira estranha até que algo se quebre, permitindo-lhes aprender informações confidenciais.

4. Código Condicional de Salto (JCC)

Seu PC normalmente toma decisões com base nas condições. Esses ataques visam confundir o processo de tomada de decisão do seu computador, enganando-o para que ele faça escolhas erradas.

Agora, quando os invasores enganam o seu computador, demora um pouco mais para fazer a escolha. Os invasores detectam isso e usam-no para descobrir o que o computador fez – ajudando no vazamento de informações confidenciais.

Como os ataques microarquiteturais afetam você?

Primeiro, esses ataques podem tentar roubar códigos importantes chamados chaves criptográficas, que devem ser mantidos em sigilo. Essas chaves mantêm seus itens confidenciais seguros e protegidos usando criptografia. Se os invasores colocarem as mãos nessas chaves, isso poderá significar problemas para seus dados privados.

Os invasores podem aumentar seus privilégios ou acesso a um dispositivo, comprometendo todo o sistema se introduzirem malware em uma rede confidencial. Isso torna especialmente importante entender o que é o princípio do menor privilégio e como ele pode prevenir ataques cibernéticos.

Esses ataques podem causar vazamento de dados em ambientes de computação em nuvem, rompendo o isolamento entre máquinas virtuais no mesmo host.

Como você pode se proteger contra ataques de microarquitetura?

Não há nada de minúsculo nos danos que os ataques microarquiteturais podem causar às vítimas. Mas o que você pode fazer para evitar ser vítima? Felizmente, você pode se proteger contra ataques de microarquitetura.

• Atualize regularmente seu software e firmware para corrigir vulnerabilidades; da mesma forma, mantenha seu microcódigo e microarquitetura atualizados.
• Instale software de segurança confiável que possa detectar e bloquear ameaças potenciais.
• Use métodos de isolamento para separar processos e dados confidenciais.
• Siga o princípio do menor privilégio, concedendo apenas as permissões necessárias aos usuários ou software, para que os ataques não possam ser facilmente escalados.
• Implementar sistemas de monitoramento e detecção para detectar atividades incomuns. Considerar otimizando sua segurança com SIEM, por exemplo.
• Criptografe dados confidenciais para protegê-los mesmo se um hacker obtiver acesso não autorizado.
• Faça backup de seus dados regularmente para poder recuperá-los caso ocorra um ataque.
• Empregue medidas robustas de segurança na nuvem para proteger os dados armazenados em ambientes de nuvem.

Nada insignificante sobre ataques microarquiteturais

É crucial ficar atento contra ataques microarquiteturais complicados. Esses invasores sorrateiros aproveitam o funcionamento do seu computador nos bastidores. Mas existem maneiras de se proteger. Mantenha o hardware do seu computador seguro e certifique-se de usar as atualizações mais recentes para o funcionamento interno do seu processador. Isso tornará muito mais difícil que qualquer ataque online cause qualquer dano.

No entanto, observe que os invasores têm a capacidade de se posicionar entre a comunicação entre dispositivos. Para se proteger contra essas ameaças potenciais, é importante saber como se proteger.