Ataques à microarquitetura, frequentemente referidos como ataques de canal lateral, representam uma crescente preocupação no âmbito da segurança cibernética. Nesses ataques, os perpetradores exploram vazamentos não intencionais de informação provenientes do hardware do seu dispositivo.
Esses vazamentos podem manifestar-se através de pequenas variações no comportamento do seu computador, como padrões de acesso à memória cache e a previsão de desvios. Ao manipular a maneira como o hardware lida com instruções e dados, os invasores aproveitam essas sutilezas para obter informações sobre os dados processados pelo seu computador.
Mas, afinal, o que é exatamente a microarquitetura do processador e como ela influencia essas vulnerabilidades?
O que é Microarquitetura de Processador em Sistemas Computacionais?
Já se interrogou sobre o funcionamento interno do seu computador? Tudo se resume à microarquitetura do processador – o componente que atua nos bastidores, determinando como o seu computador processa instruções e dados, enquanto gere eficazmente os recursos da CPU.
Considere-o como um controlador de tráfego no cérebro do seu computador, orquestrando cada operação, dividindo as tarefas em etapas gerenciáveis e executando-as simultaneamente para otimizar o desempenho. Ele ajuda a manter uma coordenação impecável, assegurando que o seu dispositivo possa realizar múltiplas tarefas ao mesmo tempo.
Contudo, a microarquitetura também desempenha um papel crucial na segurança, criando barreiras virtuais que protegem os ativos do seu computador, permitindo o acesso apenas a programas ou usuários autorizados. Adicionalmente, otimiza a utilização de recursos, aproveitando a memória e as capacidades de processamento do seu computador, enquanto conserva energia durante tarefas menos exigentes.
Como Funcionam os Ataques Microarquiteturais?
Os ataques microarquiteturais visam os dados e processos que os componentes da microarquitetura utilizam para aceder à sua informação privada. Então, como é que eles fazem isso exatamente?
1. Ataques Baseados em Cache
Ataques baseados em cache representam um tipo de ameaça microarquitetural que se concentra em como o computador utiliza a memória cache. É importante notar a diferença entre cache e cookies. Caches são unidades de memória pequenas e de alta velocidade que armazenam dados utilizados frequentemente, permitindo que o computador economize tempo ao recuperá-los.
É como uma gaveta secreta com os itens mais utilizados, acessível diretamente a partir da sua área de trabalho para acesso rápido. Auxilia o computador a operar mais rapidamente, armazenando dados usados frequentemente. Mas aqui está o problema: invasores podem aceder a informações confidenciais de maneira sub-reptícia, mesmo sem obter acesso direto.
Os ataques cibernéticos monitorizam como o seu computador usa a cache. Eles avaliam a rapidez com que o computador retira dados de lá. Ao cronometrar essas ações cuidadosamente, podem inferir o conteúdo. Se demorar mais, pode indicar que os dados não estavam na cache, revelando informações valiosas.
2. Spectre e Meltdown
Os ataques Spectre exploram a capacidade do seu processador para acelerar as tarefas. O seu processador tenta ajudar, prevendo o que um programa fará em seguida, para poder preparar as coisas antecipadamente – economizando tempo. Contudo, hackers podem enganar essas previsões para obter informações confidenciais.
Os ataques Meltdown exploram uma falha de design no seu processador, induzindo-o a permitir que um programa veja a memória de outro programa. Atuando como alguém não autorizado, o programa quebra a separação de atividades e visualiza informações que não deveria.
Esses dois ataques atuam em conjunto como ameaças que se aproveitam de lacunas no design do seu computador.
3. Rowhammer
Ataques Rowhammer dependem da relação entre a microarquitetura do hardware e o comportamento das células de memória para comprometer a integridade do seu sistema. Este ataque centra-se no efeito Rowhammer, um problema nas células de memória dinâmica de acesso aleatório (DRAM).
Em termos simples, a memória do seu computador contém diferentes partes que armazenam informações. Se aceder a uma parte específica muitas vezes rapidamente, isso pode levar outras partes a funcionar de forma incorreta.
Os invasores usam este truque para agitar continuamente essa parte da memória, observando as partes de memória próximas que atuam de maneira estranha até que algo falhe, permitindo-lhes obter informações confidenciais.
4. Código Condicional de Salto (JCC)
O seu computador geralmente toma decisões com base em condições. Esses ataques visam confundir o processo de tomada de decisão do seu computador, induzindo-o a tomar decisões erradas.
Agora, quando os invasores enganam o seu computador, ele demora um pouco mais para tomar a decisão. Os invasores detetam isto e utilizam-no para descobrir o que o computador fez – auxiliando o vazamento de informações confidenciais.
Como os Ataques Microarquiteturais o Afetam?
Primeiro, esses ataques podem tentar roubar códigos importantes chamados chaves criptográficas, que devem ser mantidas em segredo. Essas chaves mantêm as suas informações confidenciais seguras e protegidas por criptografia. Se os invasores conseguirem aceder a essas chaves, isso poderá significar problemas para os seus dados privados.
Os invasores podem aumentar os seus privilégios ou acesso a um dispositivo, comprometendo todo o sistema ao introduzir malware em uma rede confidencial. Isto torna especialmente importante entender o que é o princípio do menor privilégio e como ele pode prevenir ataques cibernéticos.
Esses ataques podem provocar vazamento de dados em ambientes de computação em nuvem, quebrando o isolamento entre máquinas virtuais no mesmo host.
Como Pode Proteger-se Contra Ataques de Microarquitetura?
Não há nada de insignificante nos danos que os ataques microarquiteturais podem causar às vítimas. Mas o que pode fazer para evitar ser vítima? Felizmente, pode proteger-se contra ataques de microarquitetura.
- Atualize regularmente o seu software e firmware para corrigir vulnerabilidades; da mesma forma, mantenha o seu microcódigo e microarquitetura atualizados.
- Instale software de segurança confiável que possa detetar e bloquear ameaças potenciais.
- Utilize métodos de isolamento para separar processos e dados confidenciais.
- Siga o princípio do menor privilégio, concedendo apenas as permissões necessárias a usuários ou software, para que os ataques não possam ser facilmente escalados.
- Implemente sistemas de monitorização e deteção para detetar atividades incomuns. Considere otimizar a sua segurança com SIEM, por exemplo.
- Criptografe dados confidenciais para os proteger mesmo que um hacker obtenha acesso não autorizado.
- Faça backup dos seus dados regularmente para os poder recuperar caso ocorra um ataque.
- Empregue medidas robustas de segurança na nuvem para proteger os dados armazenados em ambientes de nuvem.
Ataques Microarquiteturais Não São Insignificantes
É crucial manter-se vigilante contra ataques microarquiteturais complexos. Esses invasores furtivos aproveitam o funcionamento do seu computador nos bastidores. No entanto, existem maneiras de se proteger. Mantenha o hardware do seu computador seguro e certifique-se de utilizar as atualizações mais recentes para o funcionamento interno do seu processador. Isso tornará muito mais difícil que qualquer ataque online cause algum dano.
No entanto, é importante notar que os invasores têm a capacidade de se posicionarem entre a comunicação entre dispositivos. Para se proteger contra essas potenciais ameaças, é fundamental saber como se salvaguardar.