Cosa sono gli attacchi microarchitettonici?

Gli attacchi microarchitetturali, spesso definiti attacchi side-channel, rappresentano una preoccupazione crescente nell’ambito della sicurezza informatica. In questi attacchi, gli autori delle minacce traggono vantaggio dalle fughe di informazioni involontarie dall'hardware.

Queste perdite possono manifestarsi come sottili variazioni nel comportamento del computer, come modelli di accesso alla memoria cache e previsione dei rami. Manipolando il modo in cui l'hardware gestisce istruzioni e dati, gli aggressori sfruttano queste sfumature per ottenere informazioni dettagliate sui dati elaborati dal laptop.

Ma cos’è esattamente la microarchitettura del processore e in che modo influisce su queste vulnerabilità?

Che cos'è la microarchitettura del processore nei sistemi informatici?

Ti sei mai chiesto come funziona il tuo computer? Tutto si riduce alla microarchitettura del processore, il componente dietro le quinte che determina il modo in cui il computer elabora istruzioni e dati, il tutto gestendo in modo efficiente le risorse della CPU.

Consideralo come il vigile urbano del cervello del tuo computer, che orchestra ogni operazione, suddivide le attività in passaggi gestibili ed eseguele contemporaneamente per migliorare le prestazioni. Aiuta a mantenere una coordinazione perfetta, garantendo che il tuo dispositivo possa gestire più attività contemporaneamente.

Ma la microarchitettura gioca anche un ruolo cruciale nella sicurezza, creando porte virtuali che proteggono le risorse del tuo computer, consentendo l'accesso solo ai programmi o agli utenti autorizzati. Inoltre, ottimizza l'utilizzo delle risorse, sfruttando la memoria del computer e le capacità di elaborazione e risparmiando energia durante le attività meno impegnative.

Come funzionano gli attacchi microarchitetturali?

Gli attacchi microarchitettura prendono di mira i dati e i processi utilizzati dai componenti della microarchitettura per accedere alle informazioni private. Allora, come lo fanno esattamente?

1. Attacchi basati sulla cache

Gli attacchi basati sulla cache sono un tipo di minaccia microarchitetturale che si concentra sul modo in cui il computer utilizza la memoria cache. C'è un differenza tra cache e cookie. Le cache sono piccole unità di memoria ad alta velocità che possono archiviare i dati utilizzati di frequente, in modo che il computer risparmi tempo nel recuperarli.

È come un cassetto segreto pieno di cose che usi sempre, direttamente sulla scrivania del tuo computer per un accesso rapido. Aiuta il tuo computer a lavorare più velocemente memorizzando i dati utilizzati di frequente. Ma ecco il problema: gli aggressori possono accedere subdolamente a informazioni sensibili senza nemmeno ottenere l'accesso diretto.

I cyberattaccanti osservano come il tuo computer utilizza la cache. Studiano la velocità con cui il computer recupera i dati da lì. Calcolando attentamente queste azioni, possono dedurre cosa c'è dentro. Se impiega più tempo, potrebbe significare che i dati non erano nella cache, rivelando indizi preziosi.

2. Spettro e fusione

Gli attacchi Spectre sfruttano la capacità del tuo processore di accelerare le sue attività. Il tuo processore cerca di aiutarti prevedendo cosa farà il programma in seguito in modo da poter preparare le cose in anticipo, risparmiando tempo. Tuttavia, gli hacker possono ingannare queste previsioni per ottenere informazioni sensibili.

Gli attacchi meltdown sfruttano un difetto di progettazione del processore inducendolo a consentire a un programma di accedere alla memoria di un altro programma. Agendo come qualcuno senza autorizzazione, il programma rompe la separazione delle attività e vede informazioni che non dovrebbe.

Questi due attacchi si uniscono come minacce che sfruttano le lacune nella progettazione del tuo computer.

3. Rowhammer

Gli attacchi Rowhammer si basano sulla relazione tra la microarchitettura hardware e il comportamento delle celle di memoria per compromettere l’integrità del sistema. Questo attacco è incentrato sull'effetto Rowhammer, un problema nelle celle della memoria DRAM (Dynamic Random Access Memory).

In termini semplici, la memoria del tuo computer contiene diversi pezzi che contengono informazioni. Se accedi a un particolare pezzo un sacco di volte velocemente, puoi far sì che gli altri pezzi si comportino in modo anomalo.

Gli aggressori usano questo trucco per continuare a scuotere quel pezzo di memoria, osservando i pezzi di memoria vicini che si comportano in modo strano finché qualcosa non si rompe, permettendo loro di apprendere informazioni sensibili.

4. Codice condizionale di salto (JCC)

Il tuo PC in genere prende decisioni in base alle condizioni. Questi attacchi mirano a confondere il processo decisionale del tuo computer inducendolo a fare le scelte sbagliate.

Ora, quando gli aggressori ingannano il tuo computer, ci vuole un po' più di tempo per fare la sua scelta. Gli aggressori lo individuano e lo utilizzano per scoprire cosa ha fatto il computer, contribuendo così alla fuga di informazioni sensibili.

In che modo vi influenzano gli attacchi microarchitettonici?

Innanzitutto, questi attacchi possono tentare di rubare codici importanti chiamati chiavi crittografiche, che dovrebbero essere mantenute private. Queste chiavi mantengono i tuoi dati sensibili al sicuro e protetti utilizzando la crittografia. Se gli aggressori riuscissero a mettere le mani su queste chiavi, potrebbero esserci problemi per i tuoi dati privati.

Gli aggressori possono aumentare i propri privilegi o l'accesso a un dispositivo, compromettendo l'intero sistema se introducono malware in una rete sensibile. Ciò rende particolarmente importante capire cos’è il principio del privilegio minimo e come può prevenire gli attacchi informatici.

Questi attacchi possono causare perdite di dati negli ambienti di cloud computing, violando l'isolamento tra macchine virtuali sullo stesso host.

Come proteggersi dagli attacchi alla microarchitettura?

Non c'è nulla di minuscolo nel danno che gli attacchi microarchitettonici possono causare alle vittime. Ma cosa puoi fare per evitare di cadere preda? Fortunatamente, puoi proteggerti dagli attacchi microarchitettonici.

• Aggiorna regolarmente il tuo software e firmware per correggere le vulnerabilità; allo stesso modo, mantieni aggiornati il ​​tuo microcodice e la tua microarchitettura.
• Installa un software di sicurezza affidabile in grado di rilevare e bloccare potenziali minacce.
• Utilizzare metodi di isolamento per separare processi e dati sensibili.
• Segui il principio del privilegio minimo, concedendo solo le autorizzazioni necessarie agli utenti o al software, in modo che gli attacchi non possano essere facilmente intensificati.
• Implementare sistemi di monitoraggio e rilevamento per individuare attività insolite. Prendere in considerazione ottimizzando la tua sicurezza con SIEM, ad esempio.
• Crittografa i dati sensibili per proteggerli anche se un hacker ottiene un accesso non autorizzato.
• Esegui regolarmente il backup dei tuoi dati, in modo da poterli recuperare in caso di attacco.
• Impiega solide misure di sicurezza cloud per salvaguardare i dati archiviati negli ambienti cloud.

Niente di insignificante negli attacchi microarchitettonici

È fondamentale restare vigili contro gli attacchi microarchitettonici ingannevoli. Questi subdoli invasori sfruttano il modo in cui funziona il tuo computer sotto il cofano. Ma ci sono modi per proteggersi. Mantieni l'hardware del tuo computer al sicuro e assicurati di utilizzare gli aggiornamenti più recenti per il funzionamento interno del tuo processore. Ciò renderà molto più difficile che qualsiasi attacco online causi danni.

Tuttavia, tieni presente che gli aggressori hanno la capacità di posizionarsi nella comunicazione da dispositivo a dispositivo. Per proteggersi da queste potenziali minacce, sapere come proteggersi è importante.