การโจมตีทางสถาปัตยกรรมจุลภาคคืออะไร?

การโจมตีทางสถาปัตยกรรมระดับจุลภาค หรือที่มักเรียกกันว่าการโจมตีช่องทางด้านข้าง แสดงถึงความกังวลที่เพิ่มขึ้นภายในความปลอดภัยทางไซเบอร์ ในการโจมตีเหล่านี้ ผู้คุกคามใช้ประโยชน์จากการรั่วไหลของข้อมูลโดยไม่ได้ตั้งใจจากฮาร์ดแวร์ของคุณ

ความแตกต่างเล็กน้อยในการทำงานของอุปกรณ์คอมพิวเตอร์อาจเป็นผลมาจากช่องโหว่ด้านความปลอดภัยที่เรียกว่า"การโจมตีช่องทางด้านข้าง"การเบี่ยงเบนดังกล่าวครอบคลุมถึงแคชและสาขาการทำนายภายในระบบ ฝ่ายตรงข้ามที่มีทักษะใช้ความผิดปกติเหล่านี้เพื่อแยกแยะข้อมูลที่ละเอียดอ่อนที่ประมวลผลโดยอุปกรณ์ที่ได้รับผลกระทบ

ความซับซ้อนของสถาปัตยกรรมไมโครโปรเซสเซอร์อาจค่อนข้างซับซ้อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในส่วนที่เกี่ยวข้องกับผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นกับช่องโหว่ด้านความปลอดภัย โดยพื้นฐานแล้ว สถาปัตยกรรมไมโครของโปรเซสเซอร์หมายถึงการออกแบบภายในและการจัดระเบียบ ซึ่งควบคุมวิธีการปฏิบัติตามคำสั่งและการปฏิบัติงานต่างๆ ซึ่งครอบคลุมส่วนประกอบต่างๆ เช่น หน่วยควบคุม หน่วยตรรกะทางคณิตศาสตร์ (ALU) รีจิสเตอร์ หน่วยความจำแคช และระบบบัส ลักษณะที่องค์ประกอบเหล่านี้โต้ตอบกันมีบทบาทสำคัญในการกำหนดประสิทธิภาพและความปลอดภัยของโปรเซสเซอร์ ด้วยเหตุนี้ ความเข้าใจเกี่ยวกับสถาปัตยกรรมไมโครเฉพาะที่ใช้โดยอุปกรณ์ที่กำหนดจึงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการประเมินความอ่อนไหวของอุปกรณ์ต่อการโจมตีหรือการโจมตีบางประเภท

สถาปัตยกรรมไมโครโปรเซสเซอร์ในระบบคอมพิวเตอร์คืออะไร?

อาจใคร่ครวญถึงกลไกที่ซับซ้อนของการทำงานของคอมพิวเตอร์ โดยพื้นฐานแล้วมันคือสถาปัตยกรรมไมโครโปรเซสเซอร์ซึ่งเป็นองค์ประกอบพื้นฐานที่รับผิดชอบในการกำกับการดำเนินการคำสั่งและข้อมูลตลอดจนการจัดสรรทรัพยากรหน่วยประมวลผลกลางอย่างรอบคอบ

พิจารณาบทบาทของตัวนำที่มีประสิทธิภาพซึ่งควบคุมการปฏิบัติงานภายในระบบคอมพิวเตอร์ โดยแบ่งกระบวนการที่ซับซ้อนออกเป็นขั้นตอนที่มีประสิทธิภาพ ในขณะเดียวกันก็ดูแลการดำเนินการไปพร้อมๆ กัน สิ่งนี้เอื้อให้เกิดความร่วมมือที่ราบรื่นระหว่างส่วนประกอบต่างๆ ทำให้อุปกรณ์สามารถทำงานหลายอย่างพร้อมกันได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วยประสิทธิภาพสูงสุด

สถาปัตยกรรมไมโครไม่ได้จำกัดเพียงแต่การปรับประสิทธิภาพให้เหมาะสมเท่านั้น แต่ทำหน้าที่เป็นอุปสรรคสำคัญในการปกป้องทรัพยากรอิเล็กทรอนิกส์โดยการสร้างขอบเขตเสมือนที่อนุญาตให้เฉพาะซอฟต์แวร์หรือหน่วยงานผู้ใช้ที่ได้รับอนุญาตเท่านั้นที่จะเข้ามาได้ นอกจากนี้ ยังจัดการการจัดสรรทรัพยากรระบบอย่างมีประสิทธิภาพ เช่น หน่วยความจำและพลังงานการคำนวณ เพื่อให้มั่นใจว่ามีการใช้งานที่เหมาะสมที่สุด ขณะเดียวกันก็รักษาการใช้พลังงานในช่วงเวลาที่มีความต้องการปริมาณงานลดลง

การโจมตีทางสถาปัตยกรรมขนาดเล็กทำงานอย่างไร

การโจมตีทางสถาปัตยกรรมระดับจุลภาคมุ่งเน้นไปที่การใช้ประโยชน์จากลักษณะที่องค์ประกอบทางสถาปัตยกรรมระดับจุลภาคประมวลผลข้อมูลและการดำเนินงานที่ละเอียดอ่อน ในการทำเช่นนั้น เทคนิคฝ่ายตรงข้ามเหล่านี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อลดการรักษาความลับของข้อมูลดังกล่าวโดยการจัดการการโต้ตอบระหว่างส่วนประกอบฮาร์ดแวร์ต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับการประมวลผลข้อมูล

การโจมตีตามแคช

การโจมตีแบบใช้แคชเป็นระดับของช่องโหว่ทางสถาปัตยกรรมที่เน้นไปที่ลักษณะที่คอมพิวเตอร์ใช้หน่วยความจำแคช สิ่งสำคัญคือต้องแยกแยะความแตกต่างระหว่างแคชและคุกกี้ เนื่องจากแคชเป็นหน่วยหน่วยความจำความเร็วสูงขนาดเล็กที่ออกแบบมาเพื่อจัดเก็บข้อมูลที่เข้าถึงบ่อย ซึ่งจะช่วยลดเวลาที่คอมพิวเตอร์ต้องใช้ในการเรียกคืนข้อมูล

แนวคิดของแคชนั้นคล้ายคลึงกับช่องที่ซ่อนอยู่ในคอมพิวเตอร์ ซึ่งมีสาธารณูปโภคต่างๆ ในชีวิตประจำวันที่พร้อมใช้งาน พื้นที่เก็บข้อมูลนี้ปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบโดยการเก็บรักษาข้อมูลที่มักจำเป็น อย่างไรก็ตาม สิ่งที่ยังคงไม่เด่นชัดคือบุคคลที่ไม่ได้รับอนุญาตมีโอกาสเข้าถึงรายละเอียดที่เป็นความลับโดยไม่ต้องเจาะระบบโดยตรง

ด้วยการสังเกตและวิเคราะห์พฤติกรรมการแคชของระบบเป้าหมายอย่างรอบคอบ ผู้โจมตีทางไซเบอร์จึงสามารถรวบรวมข้อมูลอันมีค่าเกี่ยวกับข้อมูลที่เก็บไว้ภายในได้ ซึ่งอาจรวมถึงการพิจารณาว่าข้อมูลบางอย่างมีอยู่หรือไม่โดยการตรวจสอบเวลาที่ระบบใช้ในการดึงข้อมูลดังกล่าวจากแคช ข้อมูลเชิงลึกดังกล่าวให้ตัวบ่งชี้ที่เป็นประโยชน์เกี่ยวกับเนื้อหาของแคช ซึ่งช่วยให้ผู้โจมตีสามารถตัดสินใจโดยมีข้อมูลประกอบเกี่ยวกับแนวทางปฏิบัติต่อไป

อสุรกายและการล่มสลาย

การโจมตี Spectre ใช้ประโยชน์จากความสามารถของโปรเซสเซอร์เพื่อเร่งการดำเนินการผ่านการดำเนินการเชิงคาดเดา ในความพยายามที่จะปรับปรุงประสิทธิภาพ โปรเซสเซอร์คาดการณ์เส้นทางของโปรแกรมและจัดสรรทรัพยากรล่วงหน้าตามนั้น น่าเสียดายที่ผู้ไม่ประสงค์ดีอาจใช้แนวทางเชิงรุกนี้เพื่อเข้าถึงข้อมูลที่เป็นความลับโดยบิดเบือนความคาดหวังเหล่านี้

การโจมตีแบบล่มสลายใช้ประโยชน์จากช่องโหว่ในหน่วยประมวลผลกลาง (CPU) ของคอมพิวเตอร์ที่ช่วยให้สามารถเข้าถึงข้อมูลที่ได้รับการป้องกันโดยไม่ได้รับอนุญาต ด้วยการจัดการ CPU เพื่อเจาะพาร์ติชันระหว่างกระบวนการ ผู้โจมตีสามารถเข้าถึงข้อมูลที่ละเอียดอ่อนที่อยู่นอกเหนือระดับสิทธิ์ของตนได้ สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากข้อบกพร่องด้านการออกแบบในสถาปัตยกรรม CPU ซึ่งทำให้กระบวนการหนึ่งสามารถดูพื้นที่หน่วยความจำของอีกกระบวนการหนึ่งได้ ส่งผลให้มาตรการรักษาความปลอดภัยมีจุดประสงค์เพื่อรักษาการแยกระหว่างการทำงานที่แตกต่างกัน

ช่องโหว่ด้านความปลอดภัยสองประการที่กล่าวมาข้างต้นแสดงตนว่าเป็นศัตรูที่น่าเกรงขาม โดยใช้ประโยชน์จากจุดอ่อนที่มีอยู่ในสถาปัตยกรรมของระบบคอมพิวเตอร์สมัยใหม่

โรว์แฮมเมอร์

การโจมตีของ Rowhammer ใช้ประโยชน์จากการทำงานร่วมกันระหว่างสถาปัตยกรรมฮาร์ดแวร์และพฤติกรรมของเซลล์ DRAM เพื่อบ่อนทำลายความปลอดภัยของระบบคอมพิวเตอร์ รากฐานของการโจมตีเหล่านี้อยู่ในปรากฏการณ์ Rowhammer ซึ่งเกิดขึ้นจากปัญหาเกี่ยวกับเซลล์ Dynamic Random Access Memory (DRAM)

โดยพื้นฐานแล้ว ส่วนประกอบภายในหน่วยความจำของคอมพิวเตอร์จะถูกจัดเป็นหน่วยที่แตกต่างกันซึ่งประกอบด้วยข้อมูล การดึงข้อมูลเฉพาะจากหน่วยเหล่านี้บ่อยครั้งอาจทำให้เกิดการหยุดชะงักในการทำงานของส่วนข้อมูลที่อยู่ติดกันหรือที่เกี่ยวข้อง

ผู้ที่เป็นอันตรายใช้กลวิธีอันชาญฉลาดโดยการปลุกเร้าส่วนของหน่วยความจำเฉพาะอย่างต่อเนื่อง ขณะเดียวกันก็ติดตามส่วนของหน่วยความจำที่อยู่ติดกันอย่างใกล้ชิดซึ่งแสดงพฤติกรรมที่ไม่แน่นอน ซึ่งท้ายที่สุดจะทำให้เกิดการละเมิด และด้วยเหตุนี้จึงทำให้สามารถเข้าถึงข้อมูลที่เป็นความลับได้

รหัสแบบมีเงื่อนไขการกระโดด (JCC)

โดยทั่วไปการตัดสินใจของคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลจะขึ้นอยู่กับเกณฑ์เฉพาะ วัตถุประสงค์ของการโจมตีทางไซเบอร์เหล่านี้คือเพื่อขัดขวางและทำให้ความสามารถในการตัดสินใจของระบบคอมพิวเตอร์เกิดความเข้าใจผิด ส่งผลให้ระบบตัดสินใจโดยไม่มีข้อมูลเพียงพอ

ในปัจจุบัน เมื่อผู้ประสงค์ร้ายสามารถหลอกลวงระบบคอมพิวเตอร์ได้สำเร็จ กระบวนการตัดสินใจก็จะยืดเยื้อมากขึ้น ด้วยเหตุนี้ ผู้กระทำผิดจึงมองเห็นเวลาแฝงนี้ และใช้ประโยชน์จากมันเพื่อเปิดเผยการกระทำเฉพาะที่ดำเนินการโดยเครื่องที่ถูกบุกรุก ในการทำเช่นนั้น จะอำนวยความสะดวกในการเปิดเผยข้อมูลที่เป็นความลับโดยไม่ได้รับอนุญาต

การโจมตีทางสถาปัตยกรรมขนาดเล็กส่งผลต่อคุณอย่างไร?

ในกรณีแรก การโจมตีเหล่านี้อาจพยายามจัดหารหัสที่สำคัญที่เรียกว่าคีย์การเข้ารหัสลับ ซึ่งควรจะเป็นความลับ การรักษาความลับดังกล่าวถือเป็นสิ่งสำคัญในการรักษาความปลอดภัยของข้อมูลที่ละเอียดอ่อนผ่านการเข้ารหัส ในกรณีที่ผู้กระทำผิดได้รับกุญแจเหล่านี้ จะถือเป็นสัญญาณบ่งบอกถึงความยากลำบากต่อความเป็นส่วนตัวของข้อมูลส่วนบุคคล

การนำซอฟต์แวร์ที่เป็นอันตรายเข้าสู่เครือข่ายที่สำคัญสามารถให้สิทธิ์แก่ผู้โจมตีหรือเข้าถึงอุปกรณ์ได้มากขึ้น ซึ่งเป็นอันตรายต่อความปลอดภัยของทั้งระบบ ดังนั้นการเข้าใจแนวคิดเรื่อง “หลักการสิทธิพิเศษน้อยที่สุด” จึงเป็นสิ่งสำคัญในการลดความเสี่ยงดังกล่าว

เหตุการณ์ดังกล่าวมีศักยภาพที่จะประนีประนอมความสมบูรณ์ของระบบบนคลาวด์โดยการละเมิดการแยกที่มีอยู่ในเครื่องเสมือนที่ทำงานบนโฮสต์ทางกายภาพเดียว ส่งผลให้มีการเปิดเผยโดยไม่ได้รับอนุญาตหรือสูญเสียข้อมูลที่ละเอียดอ่อน

คุณจะป้องกันการโจมตีทางสถาปัตยกรรมขนาดเล็กได้อย่างไร?

แม้ว่าผลกระทบของการโจมตีทางสถาปัตยกรรมระดับจุลภาคอาจดูไม่มีนัยสำคัญเมื่อมองแวบแรก แต่ในความเป็นจริงแล้วสามารถก่อให้เกิดอันตรายอย่างมากต่อผู้ที่ได้รับผลกระทบได้ อย่างไรก็ตาม มีมาตรการที่บุคคลสามารถทำได้เพื่อป้องกันตนเองจากภัยคุกคามดังกล่าว โชคดีที่มีกลยุทธ์การป้องกันเพื่อลดความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับการโจมตีประเภทนี้

การอัปเดตซอฟต์แวร์ เฟิร์มแวร์ ไมโครโค้ด และสถาปัตยกรรมไมโครของคุณเป็นระยะเป็นสิ่งสำคัญในการรักษาระบบที่ปลอดภัยโดยการแก้ไขช่องโหว่หรือข้อบกพร่องด้านความปลอดภัยที่ระบุ

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ติดตั้งโปรแกรมป้องกันไวรัสที่เชื่อถือได้ซึ่งสามารถระบุและป้องกันความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นกับความปลอดภัยของอุปกรณ์ของคุณ

ใช้เทคนิคการแยกเพื่อแยกกระบวนการและข้อมูลที่ละเอียดอ่อนออกจากส่วนประกอบอื่นๆ ของระบบ

ปฏิบัติตามหลักคำสอนเรื่องสิทธิ์ขั้นต่ำ โดยให้สิทธิ์เฉพาะที่จำเป็นแก่ผู้ใช้และแอปพลิเคชันเท่านั้น ซึ่งขัดขวางการยกระดับภัยคุกคามที่อาจเกิดขึ้น

แนะนำให้ใช้กลไกการตรวจสอบและตรวจจับเพื่อระบุพฤติกรรมที่ผิดปกติหรือภัยคุกคามที่อาจเกิดขึ้น การเพิ่มประสิทธิภาพการรักษาความปลอดภัยโดยใช้โซลูชันการจัดการข้อมูลความปลอดภัยและเหตุการณ์ (SIEM) เช่น ที่นำเสนอโดย Smarter Home ของ Trend Micro อาจเป็นกลยุทธ์ที่มีประสิทธิภาพ

ใช้เทคนิคการเข้ารหัสเพื่อปิดบังข้อมูลที่เป็นความลับ เพื่อรักษาความสมบูรณ์และความเป็นส่วนตัว แม้ในกรณีที่บุคคลที่สามมีเจตนาร้ายบุกรุกอย่างผิดกฎหมาย

การสำรองข้อมูลเป็นประจำเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่าสามารถกู้คืนได้ในกรณีที่มีการละเมิดความปลอดภัยหรือการโจมตีทางไซเบอร์ ด้วยการทำเช่นนี้ บุคคลและองค์กรสามารถปกป้องข้อมูลอันมีค่าของตนจากการสูญเสียที่อาจเกิดขึ้นและรักษาความต่อเนื่องในการดำเนินงานได้

ใช้โปรโตคอลความปลอดภัยบนคลาวด์ที่ครอบคลุมเพื่อให้มั่นใจถึงการปกป้องข้อมูลที่อยู่ในระบบบนคลาวด์

ไม่มีนัยสำคัญใด ๆ เกี่ยวกับการโจมตีทางสถาปัตยกรรมขนาดเล็ก

การรักษาระดับความระมัดระวังที่สูงขึ้นเป็นสิ่งสำคัญในการป้องกันการโจมตีทางสถาปัตยกรรมจุลภาคที่มีไหวพริบซึ่งใช้ประโยชน์จากช่องโหว่ภายในการดำเนินงานภายในของคอมพิวเตอร์ โชคดีที่มีระบบป้องกันเพื่อปกป้องทั้งส่วนประกอบฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ของระบบจากการบุกรุกที่ชั่วร้ายดังกล่าว ด้วยการใช้มาตรการรักษาความปลอดภัยที่จำเป็นและรับรองว่าเฟิร์มแวร์และไดรเวอร์ที่เกี่ยวข้องทั้งหมดได้รับการอัปเดตให้ทันสมัยอยู่เสมอ จะช่วยลดโอกาสที่จะตกเป็นเหยื่อของภัยคุกคามที่ร้ายกาจเหล่านี้ได้อย่างมาก

จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องตระหนักว่าฝ่ายตรงข้ามมีความสามารถในการสกัดกั้นและขัดขวางการเชื่อมต่อโดยตรงระหว่างอุปกรณ์ เพื่อลดความเสี่ยงดังกล่าว จำเป็นต้องเข้าใจข้อควรระวังที่จำเป็นสำหรับการป้องกันตนเอง