¿Qué son los ataques a la microarquitectura?

Los ataques de microarquitectura, a menudo denominados ataques de canal lateral, representan una preocupación creciente dentro de la ciberseguridad. En estos ataques, los actores de amenazas aprovechan las fugas de información no intencionadas de su hardware.

Estas fugas pueden manifestarse como variaciones sutiles en el comportamiento de su computadora, como patrones de acceso a la memoria caché y predicción de bifurcaciones. Al manipular la forma en que el hardware maneja las instrucciones y los datos, los atacantes explotan estos matices para obtener información sobre los datos que procesa su computadora portátil.

Pero, ¿qué es exactamente la microarquitectura del procesador y cómo influye en estas vulnerabilidades?

¿Qué es la microarquitectura de procesadores en los sistemas informáticos?

¿Alguna vez te has preguntado sobre el funcionamiento interno de tu computadora? Todo se reduce a la microarquitectura del procesador: el componente detrás de escena que dicta cómo su computadora procesa instrucciones y datos, al mismo tiempo que administra de manera eficiente los recursos de la CPU.

Piense en ello como el policía de tráfico del cerebro de su computadora, que organiza cada operación, divide las tareas en pasos manejables y las ejecuta al mismo tiempo para mejorar el rendimiento. Ayuda a mantener una coordinación perfecta, lo que garantiza que su dispositivo pueda realizar múltiples tareas simultáneamente.

Pero la microarquitectura también juega un papel crucial en la seguridad, creando puertas virtuales que protegen los activos de su computadora, permitiendo que sólo los programas o usuarios autorizados accedan a ellos. Además, optimiza la utilización de recursos, aprovechando la memoria y las capacidades de procesamiento de su computadora mientras conserva energía durante tareas menos exigentes.

¿Cómo funcionan los ataques de microarquitectura?

Los ataques de microarquitectura se dirigen a los datos y procesos que utilizan los componentes de la microarquitectura para acceder a su información privada. Entonces, ¿cómo hacen esto exactamente?

1. Ataques basados ​​en caché

Los ataques basados ​​en caché son un tipo de amenaza de microarquitectura que se centra en cómo su computadora usa su memoria caché. Hay una diferencia entre caché y cookies. Los cachés son unidades de memoria pequeñas y de alta velocidad que pueden almacenar los datos que utiliza con frecuencia, de modo que la computadora ahorra tiempo al recuperarlos.

Es como un cajón secreto lleno de cosas que usas todo el tiempo, justo en el escritorio de tu computadora para un acceso rápido. Ayuda a que su computadora funcione más rápido al almacenar datos de uso frecuente. Pero aquí está el problema: los atacantes pueden acceder furtivamente a información confidencial sin siquiera obtener acceso directo.

Los ciberatacantes observan cómo su computadora usa su caché. Estudian qué tan rápido la computadora obtiene datos desde allí. Al cronometrar cuidadosamente estas acciones, pueden inferir lo que hay dentro. Si tarda más, podría significar que los datos no estaban en el caché, lo que revela pistas valiosas.

2. Espectro y fusión

Los ataques Spectre aprovechan la capacidad de su procesador para acelerar sus tareas. Su procesador intenta ayudarlo prediciendo lo que hará un programa a continuación para que pueda preparar las cosas con anticipación, ahorrando tiempo. Sin embargo, los piratas informáticos pueden engañar estas predicciones para obtener información confidencial.

Los ataques Meltdown aprovechan un defecto de diseño en su procesador engañándolo para que permita que un programa mire la memoria de otro programa. Actuando como alguien sin autorización, el programa rompe la separación de actividades y ve información que no debería ver.

Estos dos ataques se combinan como amenazas que aprovechan las lagunas en el diseño de su computadora.

3. martillo de remo

Los ataques Rowhammer se basan en la relación entre la microarquitectura del hardware y el comportamiento de las celdas de memoria para comprometer la integridad de su sistema. Este ataque se centra en el efecto Rowhammer, un problema en las celdas de memoria dinámica de acceso aleatorio (DRAM).

En términos simples, la memoria de su computadora contiene diferentes piezas que contienen información. Si accede a una pieza en particular varias veces rápidamente, puede hacer que otras piezas actúen mal.

Los atacantes usan este truco para seguir sacudiendo esa pieza de memoria, observando las piezas de memoria cercanas que actúan de manera extraña hasta que algo se rompe, lo que les permite aprender información confidencial.

4. Código condicional de salto (JCC)

Su PC normalmente toma decisiones basadas en las condiciones. Estos ataques tienen como objetivo confundir el proceso de toma de decisiones de su computadora engañándola para que tome decisiones equivocadas.

Ahora, cuando los atacantes engañan a su computadora, les lleva un poco más de tiempo tomar su decisión. Los atacantes detectan esto y lo utilizan para descubrir qué hizo la computadora, lo que ayuda a filtrar información confidencial.

¿Cómo le afectan los ataques de microarquitectura?

En primer lugar, estos ataques pueden intentar robar códigos importantes llamados claves criptográficas, que deben mantenerse privados. Estas claves mantienen sus cosas confidenciales seguras mediante cifrado. Si los atacantes consiguen estas claves, podría significar problemas para sus datos privados.

Los atacantes pueden aumentar sus privilegios o acceso a un dispositivo, comprometiendo todo el sistema si introducen malware en una red sensible. Esto hace que sea especialmente importante entender Qué es el principio de privilegio mínimo y cómo puede prevenir ciberataques.

Estos ataques pueden provocar fugas de datos en entornos de computación en la nube, rompiendo el aislamiento entre máquinas virtuales en el mismo host.

¿Cómo puede protegerse contra los ataques a la microarquitectura?

No hay nada minúsculo en el daño que los ataques de microarquitectura pueden causar en las víctimas. Pero, ¿qué puedes hacer para evitar caer presa? Afortunadamente, puedes protegerte de los ataques de microarquitectura.

• Actualice periódicamente su software y firmware para corregir las vulnerabilidades; de manera similar, mantenga actualizado su microcódigo y microarquitectura.
• Instale software de seguridad confiable que pueda detectar y bloquear amenazas potenciales.
• Utilice métodos de aislamiento para separar procesos y datos confidenciales.
• Siga el principio de privilegio mínimo, otorgando sólo los permisos necesarios a los usuarios o al software, de modo que los ataques no puedan escalar fácilmente.
• Implementar sistemas de monitoreo y detección para detectar actividad inusual. Considerar optimizando su seguridad con SIEM, por ejemplo.
• Cifre datos confidenciales para protegerlos incluso si un pirata informático obtiene acceso no autorizado.
• Haga una copia de seguridad de sus datos con regularidad para poder recuperarlos si se produce un ataque.
• Emplee medidas sólidas de seguridad en la nube para salvaguardar los datos almacenados en entornos de nube.

Nada insignificante en los ataques a la microarquitectura

Es crucial estar atento a los complicados ataques de microarquitectura. Estos astutos invasores se aprovechan del funcionamiento oculto de su computadora. Pero hay maneras de protegerse. Mantenga seguro el hardware de su computadora y asegúrese de utilizar las últimas actualizaciones para el funcionamiento interno de su procesador. Esto hará que sea mucho más difícil que cualquier ataque en línea cause algún daño.

Sin embargo, tenga en cuenta que los atacantes tienen la capacidad de posicionarse entre su comunicación de dispositivo a dispositivo. Para protegerse contra estas amenazas potenciales, es importante saber cómo protegerse.