Wat zijn microarchitecturale aanvallen?

Microarchitectuuraanvallen, ook wel zijkanaalaanvallen genoemd, vormen een groeiend probleem binnen de cyberbeveiliging. Bij deze aanvallen profiteren bedreigingsactoren van onbedoelde informatielekken uit uw hardware.

Deze lekken kunnen zich manifesteren als subtiele variaties in het gedrag van uw computer, zoals toegangspatronen voor cachegeheugen en vertakkingsvoorspellingen. Door te manipuleren hoe de hardware omgaat met instructies en gegevens, kunnen aanvallers deze nuances misbruiken om inzicht te krijgen in de gegevens die uw laptop verwerkt.

Maar wat is de microarchitectuur van de processor precies, en hoe speelt deze in op deze kwetsbaarheden?

Wat is processormicroarchitectuur in computersystemen?

Heeft u zich ooit afgevraagd hoe het binnenwerk van uw computer werkt? Het komt allemaal neer op de microarchitectuur van de processor: het onderdeel achter de schermen dat bepaalt hoe uw computer instructies en gegevens verwerkt, terwijl de CPU-bronnen efficiënt worden beheerd.

Zie het als de verkeersagent voor het brein van uw computer, die elke handeling orkestreert, taken in beheersbare stappen opdeelt en ze tegelijkertijd uitvoert om de prestaties te verbeteren. Het zorgt voor een naadloze coördinatie, zodat uw apparaat meerdere taken tegelijk kan uitvoeren.

Maar microarchitectuur speelt ook een cruciale rol bij de beveiliging, door virtuele deuren te creëren die de bezittingen van uw computer bewaken, zodat alleen geautoriseerde programma's of gebruikers er toegang toe hebben. Bovendien optimaliseert het het gebruik van hulpbronnen, waardoor het geheugen en de verwerkingsmogelijkheden van uw computer worden benut, terwijl energie wordt bespaard tijdens minder veeleisende taken.

Hoe werken microarchitecturale aanvallen?

Microarchitectuuraanvallen richten zich op de gegevens en processen die microarchitectuurcomponenten gebruiken om toegang te krijgen tot uw privégegevens. Hoe doen ze dit precies?

1. Op cache gebaseerde aanvallen

Op cache gebaseerde aanvallen zijn een soort microarchitecturale bedreigingen die zich richten op de manier waarop uw computer het cachegeheugen gebruikt. Er is een verschil tussen cache en cookies. Caches zijn kleine, snelle geheugeneenheden waarin veelgebruikte gegevens kunnen worden opgeslagen, zodat de computer tijd bespaart bij het ophalen ervan.

Het is als een geheime la gevuld met dingen die u altijd gebruikt, midden op het bureau van uw computer, zodat u er snel bij kunt. Het helpt uw ​​computer sneller te werken door veelgebruikte gegevens op te slaan. Maar hier zit het addertje onder het gras: aanvallers kunnen stiekem toegang krijgen tot gevoelige informatie zonder zelfs maar directe toegang te krijgen.

Cyberaanvallers kijken hoe uw computer de cache gebruikt. Ze bestuderen hoe snel de computer daar gegevens ophaalt. Door deze acties zorgvuldig te timen, kunnen ze afleiden wat erin zit. Als het langer duurt, kan dit betekenen dat de gegevens niet in de cache aanwezig zijn, waardoor waardevolle aanwijzingen aan het licht komen.

2. Spectre en Meltdown

Spectre-aanvallen maken gebruik van het vermogen van uw processor om zijn taken te versnellen. Uw processor probeert u te helpen door te voorspellen wat een programma vervolgens gaat doen, zodat het alles van tevoren kan voorbereiden, waardoor u tijd bespaart. Hackers kunnen deze voorspellingen echter misleiden om gevoelige informatie te verkrijgen.

Meltdown-aanvallen maken gebruik van een ontwerpfout in uw processor door deze ertoe te brengen het ene programma naar het geheugen van een ander programma te laten kijken. Het programma gedraagt ​​zich als iemand zonder toestemming, doorbreekt de scheiding tussen activiteiten en ziet informatie die het niet hoort te zien.

Deze twee aanvallen komen samen als bedreigingen die misbruik maken van mazen in het ontwerp van uw computer.

3. Rijhamer

Rowhammer-aanvallen zijn afhankelijk van de relatie tussen de microarchitectuur van de hardware en het gedrag van geheugencellen om de integriteit van uw systeem in gevaar te brengen. Deze aanval is gecentreerd rond het Rowhammer-effect, een probleem in dynamische Random Access Memory (DRAM)-cellen.

Simpel gezegd bevat het geheugen van uw computer verschillende delen die informatie bevatten. Als je een bepaald stuk een aantal keren snel opent, kan het ervoor zorgen dat andere stukken zich niet goed gedragen.

Aanvallers gebruiken deze truc om dat geheugenstukje te blijven schudden en kijken naar de nabijgelegen geheugenstukjes die grappig doen totdat er iets kapot gaat, waardoor ze gevoelige informatie kunnen leren.

4. Voorwaardelijke code springen (JCC)

Uw pc neemt doorgaans beslissingen op basis van omstandigheden. Deze aanvallen zijn bedoeld om het besluitvormingsproces van uw computer te verwarren door uw computer ertoe te verleiden de verkeerde keuzes te maken.

Wanneer de aanvallers uw computer misleiden, duurt het iets langer voordat u een keuze maakt. Aanvallers merken dit op en gebruiken het om erachter te komen wat de computer heeft gedaan, wat heeft geholpen bij het lekken van gevoelige informatie.

Welke invloed hebben microarchitecturale aanvallen op u?

Ten eerste kunnen deze aanvallen proberen belangrijke codes te stelen, cryptografische sleutels genaamd, die privé moeten blijven. Deze sleutels houden uw gevoelige spullen veilig en beveiligd met behulp van encryptie. Als de aanvallers deze sleutels in handen krijgen, kan dit problemen opleveren voor uw privégegevens.

Aanvallers kunnen hun rechten of toegang tot een apparaat vergroten en het hele systeem in gevaar brengen als ze malware in een gevoelig netwerk introduceren. Dat maakt het extra belangrijk om het te begrijpen wat het principe van least privilege is en hoe het cyberaanvallen kan voorkomen.

Deze aanvallen kunnen datalekken veroorzaken in cloud computing-omgevingen, waardoor de isolatie tussen virtuele machines op dezelfde host wordt doorbroken.

Hoe kunt u zich beschermen tegen microarchitecturale aanvallen?

Er is niets minuscuuls aan de schade die microarchitecturale aanvallen kunnen hebben op slachtoffers. Maar wat kunt u doen om te voorkomen dat u ten prooi valt? Gelukkig kun je jezelf beschermen tegen microarchitecturale aanvallen.

• Update uw software en firmware regelmatig om kwetsbaarheden te verhelpen; Houd op dezelfde manier uw microcode en microarchitectuur up-to-date.
• Installeer gerenommeerde beveiligingssoftware die potentiële bedreigingen kan detecteren en blokkeren.
• Gebruik isolatiemethoden om gevoelige processen en gegevens te scheiden.
• Volg het principe van de minste privileges en verleen alleen noodzakelijke machtigingen aan gebruikers of software, zodat aanvallen niet gemakkelijk kunnen worden geëscaleerd.
• Implementeer monitoring- en detectiesystemen om ongebruikelijke activiteiten op te sporen. Overwegen optimaliseer uw beveiliging met SIEM, bijvoorbeeld.
• Versleutel gevoelige gegevens om deze te beschermen, zelfs als een hacker ongeautoriseerde toegang krijgt.
• Maak regelmatig een back-up van uw gegevens, zodat u deze kunt herstellen als er een aanval plaatsvindt.
• Gebruik robuuste cloudbeveiligingsmaatregelen om gegevens die zijn opgeslagen in cloudomgevingen te beschermen.

Niets onbelangrijks aan microarchitecturale aanvallen

Het is van cruciaal belang om waakzaam te blijven tegen lastige microarchitectuuraanvallen. Deze stiekeme indringers profiteren van de manier waarop uw computer onder de motorkap werkt. Maar er zijn manieren om jezelf te beschermen. Houd de hardware van uw computer veilig en zorg ervoor dat u de nieuwste updates gebruikt voor de interne werking van uw processor. Dit maakt het voor elke online aanval veel moeilijker om schade aan te richten.

Houd er echter rekening mee dat aanvallers de mogelijkheid hebben om zichzelf tussen uw apparaat-naar-apparaat-communicatie te positioneren. Om u tegen deze potentiële bedreigingen te beschermen, is het belangrijk dat u weet hoe u uzelf kunt beschermen.