什麼是微架構攻擊?

微架構攻擊（通常稱為旁道攻擊）代表了網路安全領域日益受到關注的問題。在這些攻擊中，威脅行為者會利用您的硬體意外洩漏資訊。

計算設備操作中的細微差異可能是由稱為「旁道攻擊」的安全漏洞造成的。這種偏差包括系統內的快取和預測分支。熟練的對手利用這些違規行為來識別受影響設備處理的敏感資訊。

處理器微架構的複雜性可能非常複雜，特別是在它們對安全漏洞的潛在影響方面。從本質上講，處理器的微體系結構是指其內部設計和組織，它控制著處理器執行指令和執行任務的方式。這包括各種元件，例如控制單元、算術邏輯單元 (ALU)、暫存器、高速緩衝記憶體和匯流排系統。這些元素相互互動的方式在確定處理器的效率和安全性方面起著至關重要的作用。因此，了解給定設備所採用的特定微架構對於評估其對某些類型的漏洞或攻擊的敏感性至關重要。

什麼是運算系統中的處理器微架構?

人們可能會思考電腦運作的複雜機制。從根本上講，它是處理器微架構-負責指導命令和資訊執行以及謹慎分配中央處理單元資源的底層元素。

考慮高效指揮的角色，指導電腦系統內的操作，將複雜的流程劃分為簡化的階段，同時監督它們的同時執行。這有利於各個組件之間的順利協作，使設備能夠以最佳效率有效地執行多任務。

微架構不僅限於效能最佳化；相反，它透過建立只允許授權軟體或使用者實體進入的虛擬邊界，成為保護電子資源的重要屏障。此外，它還可以有效管理記憶體和運算能力等系統資源的分配，確保其最佳利用率，同時在工作負載需求減少期間保持能耗。

微架構攻擊如何運作?

微架構攻擊著重於利用微架構元素處理敏感資料和操作的方式。在此過程中，這些對抗性技術旨在透過操縱資料處理中涉及的各種硬體組件之間的交互作用來損害此類資訊的機密性。

基於快取的攻擊

基於快取的攻擊是一類體系結構漏洞，主要針對電腦利用其快取的方式。區分快取和 cookie 很重要，因為快取是小型高速記憶體單元，旨在儲存頻繁存取的數據，從而減少電腦檢索資料所需的時間。

快取的概念類似於電腦內的隱藏隔間，其中包含手邊隨時可用的日常實用程式。此儲存庫透過保留經常需要的資訊來增強系統的效能。然而，仍然不引人注目的是未經授權的個人有可能在不直接滲透系統的情況下存取機密詳細資訊。

透過仔細觀察和分析目標系統的快取行為，網路攻擊者能夠收集有關其中儲存的資料的有價值的資訊。這可以包括透過監視系統從高速緩存檢索某些資料所花費的時間來確定某些資料是否存在。這些洞察提供了有關快取內容的有用指示，從而使攻擊者能夠就下一步行動做出明智的決策。

幽靈與崩潰

幽靈攻擊利用處理器的能力透過推測執行來加速其操作。為了簡化效能，處理器預測程式的軌跡並相應地預先分配資源。不幸的是，這種主動方法可能會被惡意行為者利用，透過操縱這些期望來存取機密資料。

Meltdown 攻擊利用電腦中央處理單元 (CPU) 中的漏洞，允許對受保護資料進行未經授權的存取。透過操縱 CPU 來破壞進程之間的分區，攻擊者可以獲得超出其權限層級的敏感資訊的存取權限。發生這種情況的原因是 CPU 架構中的一個設計缺陷，該缺陷允許一個進程查看另一個進程的記憶體空間，從而損害了旨在保持不同操作之間隔離的安全措施。

上述兩個安全漏洞將自己視為強大的對手，利用現代運算系統架構中固有的弱點。

行錘

Rowhammer 攻擊利用硬體架構和 DRAM 單元行為之間的相互作用來破壞電腦系統的安全。這些攻擊的基礎在於 Rowhammer 現象，這是動態隨機存取記憶體 (DRAM) 單元的問題。

本質上，電腦記憶體中的元件被組織為包含資料的不同單元。從這些單元頻繁檢索特定資訊可能會導致相鄰或相關資料段的功能中斷。

惡意行為者採用狡猾的策略，持續擾動特定的記憶體片段，同時密切監視表現出不穩定行為的相鄰記憶體片段，最終導致漏洞，從而能夠存取機密資料。

跳轉條件代碼 (JCC)

個人計算機的判斷通常受到特定標準的影響。這些網路攻擊的目的是破壞和誤導電腦系統的決策能力，導致其做出不明智的選擇。

目前，當惡意行為者成功欺騙電腦系統時，決策過程就會變得更加漫長。因此，這些犯罪者會識別出這種延遲並利用它來發現受感染機器所採取的特定操作。這樣做，它們促進了未經授權的機密資料的洩露。

微架構攻擊對您有何影響?

首先，這些攻擊可能會試圖取得被稱為加密金鑰的關鍵密碼，這些密碼應該保密。維護此類機密對於透過加密保護敏感資訊的安全性至關重要。如果惡意行為者取得這些金鑰，則預示著個人資料隱私將面臨困境。

將惡意軟體引入關鍵網路可以授予攻擊者更高的權限或對設備的存取權限，從而危及整個系統的安全。因此，理解「最小特權原則」的概念對於減輕此類風險至關重要。

此類事件可能會破壞單一實體主機上執行的虛擬機器之間的隔離，從而損害基於雲端的系統的完整性，從而導致未經授權的洩漏或敏感資訊遺失。

如何防範微架構攻擊?

雖然微架構攻擊的影響乍看之下似乎微不足道，但實際上它們可能會對受影響的人造成重大傷害。然而，個人可以採取一些措施來保護自己免受此類威脅。幸運的是，有一些防禦策略可以減輕與此類攻擊相關的風險。

定期更新軟體、韌體、微程式碼和微架構對於透過解決任何已識別的漏洞或安全缺陷來維護安全系統至關重要。

確保安裝可靠的防毒程序，這些程序能夠識別和防止設備安全的潛在風險。

利用隔離技術將敏感的進程和資訊與系統的其他組件隔離。

堅持最小權限原則，僅授予使用者和應用程式必要的權限，從而阻止潛在的威脅升級。

強烈建議實施監控和檢測機制，以識別任何異常行為或潛在威脅。透過使用安全資訊和事件管理 (SIEM) 解決方案（例如趨勢科技的智慧家庭提供的解決方案）來優化安全性可能是一種有效的策略。

利用加密技術來掩蓋機密訊息，以保持其完整性和隱私性，即使在第三方惡意非法入侵的情況下也是如此。

定期備份資料至關重要，以確保在發生安全漏洞或網路攻擊時可以還原資料。透過這樣做，個人和組織都可以保護其寶貴資訊免受潛在損失並保持營運連續性。

實施全面的雲端安全協議，確保雲端系統中的資訊受到保護。

微架構攻擊並非無關緊要

保持高度警覺對於防範利用電腦內部操作漏洞的狡猾的微架構攻擊至關重要。幸運的是，有保護措施來保護系統的硬體和軟體元件免受此類惡意入侵。透過實施必要的安全措施並確保所有相關韌體和驅動程式保持最新，可以顯著降低成為這些潛在威脅受害者的可能性。

認識到對手擁有攔截和破壞設備之間直接連接的能力至關重要。為了減輕此類風險，必須了解必要的自我保護預防措施。