Czy można zhakować procesor?

Wszyscy znamy ryzyko związane z włamaniami online, czy to za pośrednictwem aplikacji, mediów społecznościowych, podejrzanych plików do pobrania, czy w inny sposób. Ale czy wiesz, że sprzęt komputerowy jest również podatny na ataki hakerów?

Rzeczywiście, komponenty sprzętowe, takie jak jednostka centralna (CPU), są podatne na ataki przeprowadzane przez nikczemne osoby. Pojawia się jednak pytanie dotyczące metodologii stosowanej w celu naruszenia bezpieczeństwa procesora i tego, czy istnieją środki zapobiegawcze, aby udaremnić takie ingerencje.

Jak hakowane są procesory?

Na wstępie należy przyznać, że występowanie exploitów opartych na CPU nie jest powszechne. Niemniej jednak, takie luki były wielokrotnie identyfikowane i badane w przeszłości.

Luki w zabezpieczeniach Meltdown i Spectre

Wykorzystywanie luk w zabezpieczeniach procesorów komputerowych, powszechnie określane jako “hakowanie CPU”, może skutkować znacznym zagrożeniem bezpieczeństwa zarówno dla osób fizycznych, jak i organizacji. Jednym z przykładów takiej sytuacji było odkrycie luki Meltdown przez Google Project Zero w styczniu 2018 roku. Luka ta stanowi potencjalne zagrożenie dla wielu procesorów i ma wpływ na miliony użytkowników na całym świecie.

Mniej więcej w tym samym czasie, co odkrycie luki Meltdown, na pierwsze strony gazet trafiło inne zagrożenie bezpieczeństwa o nazwie Spectre. Ta konkretna klasa luk w zabezpieczeniach jest uważana za jeden z pierwszych przypadków przejściowych defektów procesora. Zarówno Spectre, jak i Meltdown stanowią zagrożenie dla jednostek przetwarzania wyprodukowanych przez renomowanych producentów, takich jak Apple, Intel, AMD i ARM. Należy zauważyć, że żaden z tych problemów nie może być przypisany pojedynczej wadzie w projekcie sprzętowym procesorów; raczej każdy z nich obejmuje szereg różnych niedoskonałości.

Głównym zagrożeniem związanym z lukami Meltdown i Spectre jest możliwość nieautoryzowanego dostępu i wydobycia poufnych informacji z dotkniętych nimi urządzeń komputerowych. W szczególności, Spectre umożliwia atakującemu dostęp do dowolnych lokalizacji w przestrzeni pamięci procesora, które zostały przypisane do użytku przez określoną aplikację lub proces, podczas gdy Meltdown pozwala na odczyt wszystkich przechowywanych danych w pamięci systemu, niezależnie od ich przeznaczenia lub lokalizacji. Ponadto, podczas gdy Spectre jest w stanie atakować szerszy zakres programów, w tym zarówno poszczególne aplikacje, jak i sam system operacyjny, Meltdown może również wpływać na funkcjonalność i bezpieczeństwo takiego oprogramowania.

Godnym uwagi problemem związanym z Meltdown i Spectre jest ich ukierunkowanie na procesory, które są wszechobecnymi elementami sprzętu.Jako takie, luki te mogą potencjalnie wpływać na szeroką gamę urządzeń poza komputerami osobistymi, w tym routery i inteligentne systemy technologiczne.

Omawiane luki dotyczą samego sprzętu, co czyni je odpornymi na celowe środki zaradcze zwykle stosowane w przypadku usterek związanych z oprogramowaniem. W związku z tym implikacje Meltdown i Spectre wymagały gruntownego przeglądu przyszłych projektów procesorów. Na szczęście pewne postępy w oprogramowaniu przyczyniły się do pewnego zmniejszenia wpływu tych ataków.

Sytuacja stała się jeszcze bardziej niepokojąca w połowie 2022 roku, gdy badacze odkryli nową lukę w zabezpieczeniach polegającą na manipulowaniu częstotliwościami procesora.

Atak Hertzbleed 2022

W badaniu 2022 przeprowadzonym przez wielu badaczy stwierdzono, że na procesory można przeprowadzić formę ataku bocznym kanałem, gdy wykonują one określoną funkcję. Gdy procesor wykonuje działanie, następuje zmiana częstotliwości zegara procesora. Inne czynniki, takie jak podkręcanie i przegrzanie, mogą również powodować zmiany częstotliwości.

Dynamiczna zmiana częstotliwości, której termin techniczny odnosi się do zmiany częstotliwości podczas danego procesu, może być analizowana przez złośliwe podmioty w celu rozpoznania charakteru informacji przesyłanych między komponentami A i B w celu osiągnięcia określonych celów funkcjonalnych.

Seria ataków określanych zbiorczo jako “Hertzbleed” ma zastosowanie do szerokiej gamy procesorów opartych na Intelu, a także wielu procesorów AMD. Warto zauważyć, że znaczna liczba osób na całym świecie jest podatna na takie ataki.

Warto zauważyć, że obecnie ataki Hertzbleed pozostają czysto spekulacyjne i hipotetyczne, bez znanych przypadków ich wykonania przez złośliwe podmioty. Nie można jednak wykluczyć, że takie zdarzenia mogą się zmaterializować w dającej się przewidzieć przyszłości.

Unikanie włamań na CPU

Zapewnienie bezpieczeństwa jednostki centralnej (CPU) niekoniecznie jest równoznaczne z ochroną aplikacji lub systemu operacyjnego. W przeciwieństwie do tego, zagrożenia sprzętowe są często trudne do obrony, ponieważ sprzęt nie może być aktualizowany za pomocą łatek oprogramowania.

Rzeczywiście, utrzymywanie aktualnych systemów operacyjnych jest skutecznym sposobem ochrony jednostki centralnej przed potencjalnymi zagrożeniami. Instalując aktualizacje wydane przez producenta procesora w odpowiedzi na wykryte luki w zabezpieczeniach, użytkownicy mogą zapewnić sobie ciągłą ochronę.

Wprowadzanie aktualizacji oprogramowania może skutecznie przeciwdziałać naruszeniom bezpieczeństwa wynikającym ze słabości i ataków z boku. Kluczowe jest zachowanie czujności w odniesieniu do tych aktualizacji przez dłuższy czas.

Hacki na CPU są nietypowe, ale niebezpieczne

Podczas gdy phishing, ransomware i spyware reprezentują niektóre z dominujących wektorów ataków obserwowanych obecnie w cyberprzestrzeni, nierozważne byłoby odrzucenie istnienia alternatywnych form exploitów, takich jak te wymierzone w jednostki centralne (CPU). Biorąc pod uwagę, że znaczna część osób posiada wiele urządzeń technologicznych, które wspólnie zawierają wiele procesorów, utrzymanie ich bezpieczeństwa wymaga przestrzegania terminowych aktualizacji oprogramowania.