מיקרומעבדים יוצרים את הבסיס החישובי של כמעט כל מכשיר דיגיטלי מודרני, מסמארטפונים וחיישנים IoT לשרתי ענן וכלי רכב אוטונומיים.כפי שמערכות אלה מטפלות בנתונים רגישים יותר ויותר - עסקאות פיננסיות, ביומטריות אישיות, תקשורת ביטחון לאומי ובקרת תעשייתית - אבטחת המעבד הבסיסי של סיליקון הפכה קו קריטי של הגנה בעולם האחרון, ארכיטקטים מיקרו-מעבדים שילבו חבילת הרחבה של תכונות אבטחה ברמת חומרה, אשר מגיעות לקוד פתוח (cookies) ותכונות אבטחה פשוטות, אשר יכולות אבטחה, מקודמת אבטחה, או מגבלות אבטחה, יכולות אבטחה, יכולות אבטחה, יכולות אבטחה, יכולות אבטחה, יכולות אבטחה, הן יכולות אבטחה, יכולות אבטחה, הן יכולות אבטחה, הן מעל לטווח ארוך יותר, הן יכולות אבטחה, והן יכולות אבטחה יעילות של אבטחה, והן יכולות אבטחה, והן יכולות אבטחה יעילות של אבטחה יעילות של אבטחה יעילות של אבטחה של אבטחה, מעבר לטווח ארוך יותר, ותכונות אבטחה, על פני עשור, והגנתיות, והגנתיות, על פני עשור, על פני טווח, על פני הסודיות של אבטחה יעילות של אבטחה, על פני הסודיות של אבטחה, על פני ההצפנה אבטחה יעילות של אבטחה, על פני עשור, על פני ההצפנה אבטחה של אבטחה של אבטחה יעילות של אבטחה יעילות אבטחה יעילות של אבטחה יעילות של אבטחה

בסביבה הקרובה של Consumertion Environments: Secure Enclaves in Silicon

סביבת הוצאה לאור אמינה (TEE) היא אזור הוצאה מבודד בתוך מעבד למות.בניגוד למודלים אבטחה מסורתיים הנשען אך ורק על מערכת הפעלה מיוחסת, TEE מספק "עולם בטוח" נפרד שבו קוד ונתונים ניתן לעבד באופן חסוי, גם אם מערכת ההפעלה העיקרית נפגעת.

אינטל SGX: Application-Level Enclaves

אינטל הציגה את SGX בשנת 2015 עם המיקרוארכיטקטורה של Skylake.SGX מאפשר יישום כדי ליצור אזור זיכרון מוגן - הידוע כ ⁇ - המצפין את התוכן שלו באמצעות מפתח בעל חומרה רבת חומרה.אפילו מערכת ההפעלה והיפר-בידור לא יכול לקרוא או לשנות את זיכרון ה-Sclaves (אך תמיכה מרחוק ב-Stravescodes), שבו צד שלישי אמין יכול לאמת את הקוד הזה, כולל התקפות אבטחה חמורות.

AMD SEV: Virtualization-Level Security

ה- Secure Encrypted Virtualization (SEV), שהוצג עם מעבדי EPYC, לוקח גישה שונה. במקום לבודד יישומים בודדים, SEV מצפין את הזיכרון כולו של מכונה וירטואלית (VM) באמצעות בקר זיכרון ייעודי.היפרוויס אינו יכול לגשת לזיכרון ה-VSCLVS23 של VM, למרות שהוא מנהל את ביצוע ה-VS, הוא בעל ערך במיוחד עבור ריבוי רחב יותר של לקוחות (Q) אשר עשוי להפעיל , בעוד ש- SECKDSCR- SEDSCR- SEDNS) אבטחה של אבטחה של אבטחה של אבטחה של אבטחה של אבטחה של אבטחה של אבטחה של אבטחה של אבטחה של אבטחה של Microsoft ( SESCR ( SEVS) לאחר מכן, כולל C.

ARM TrustZone: System-Wide Isolation

טכנולוגיית TrustZone של ARM היא בכל מקום במכשירים ניידים ומוטבעים.זה מפיץ את המעבד לשני "עולמות": עולם רגיל (ריצה את מערכת ההפעלה הראשית, למשל, אנדרואיד או לינוקס) ועולם מאובטח (ריצה מערכת מאובטחת, כגון שירותי תשלום OP-TEE או Qualcomm's QSEE).

הגבלות חדשות ואלטרנטיבה מתפתחת

[ה]כל ה-TEEs חולקים מגבלות משותפות: הם לא יכולים להגן מפני התקפות הכחשה של שירות מה-Occons בלתי-מחלוקת (למשל, מערכת ההפעלה יכולה פשוט לסרב לקבוע את ה ⁇ ), הם פגיעים להתקפות פיזיות (למשל, אוטובוסים זיכרון פרובוקטיביים), והם דורשים לעתים קרובות מאמץ משמעותי למפתחים לחלוקת קוד נכון.

Secure Boot: הקמת שרשרת האמון

(ה) הוא מנגנון אבטחה המבטיח מגפי מכשיר באמצעות קושחה בלבד ורכיבי מערכת הפעלה שחתמו דיגיטלית ומאומתים על ידי פלטפורמת החומרה.המטרה היא למנוע ערכות שורש וערכת מנעולים מפני טעינה לפני מערכת ההפעלה, טכניקה אשר שימשה על ידי קוד זדוני כמו FLT:0 BlackLotusFLT:1 (CVE-2022-218 כדי למנוע מערכות ההפעלה המודרניות.

UEFI Secure Boot ו-Destin

(UEFI Secure Boot, כפי שנקבע על ידי ה-FLT:0UEFIFLT:1, נשען על מסד נתונים של חתימות מורשים ו- Hashes מאוחסנים ב- RAM שאינו ממריץ.הקושחה בודק את החתימה של ה-WindowsFloader נגד מסד הנתונים הזה; אם תוקף, ה-Op-Rate והנהגים ה-GLTI Boot לבדו אינו מאריך את ה-R2 (מטען)

תפקיד ה- TPM ו-Hardware Roots of Trust

מודול הפלטפורמה המאובטח (TPM) הוא מיקרו-בקר ייעודי המאחסן מפתחות קריפטוגרפיים ומטפלים בtestation.TPM 2.0, סטנדרטי על ידי ISO/IEC 11889, הוא עכשיו נפוץ במחשבים ובשרתים. במהלך מגף מאובטח, מעבד TPM יכול לשמש כדי לאטום מפתחות למצב המגף המדויק של המכונה - אם התקפה משנה רכיב שלחול, את המפתח נכשל זה הוא בסיס לפתרונות מאובטחים כמו TMTol"ל" (BS) או "לח" (Bymware) עם אבטחה מלאה של Apple) כמו אבטחה מלאה של Apple) ערבויות אבטחה (Bybericial VPS) כמו לינוקס (Bymicial Secure Flash) כמו לינוקס) או "לחמתיקים) כמו ערבויות אבטחה (Bymicial Secure Secure Secure Secure Secure Flash) או "לחמתיקים) לינוקס" (D) עם אבטחה של Apple (D.

אתגרים והתקפות על Secure Boot

למרות כוחו, Secure Boot אינו הוכחה שוטפת.תוקפים ניצלו את מטעני ה-חול עם פרצות ידועות (למשל, באמצעות חסמים פגיעים לאימות עקיפים), הפיצו גישה פיזית להחליף תעודות מורשות, והשתמשו ב-FLT:0SMMFLT:1 (מצב ניהול) שורש כדי להסתיר אתחולי ה-BlackLotus UEFI, אשר ניתן להוכיח את ה-Botcasting, אך ורק ב-Windows.

תכונות אבטחה קשיחות נוספות

מעבר ל-TEEs ו- Secure Boot, המיקרו-מעבדים המודרניים משלבים מגוון רחב של תכונות אבטחה משלימים שמקשות את המערכת נגד וקטורים שונים של התקפה.

Accelerators Cryptographics

מנועי הצפנה ייעודיים מגזימים פעולות חישה כגון AES, RSA, ECC, ו SHA ישרינג מה- CPU הראשי, שיפור ביצועים וביטחון.מנועי אלה כוללים לעתים קרובות התנגדות מובנה להתקפות צד-ערוציות (למשל, התקפות תזמון, ניתוח כוח של Intel).

הצפנה ואינטגרליות

מעבדים מודרניים יכולים להצפין את כל זיכרון המערכת (DRAM) באמצעות מנוע הצפנה ייעודי המשולב בקריון הזיכרון.אינטל Total Memory Encryption (TME) ו- AMD Transud SME (TSME) מצפין זיכרון עם מפתח יחיד, הגנה מפני התקפות מגפים קרות וזיכרון אוטובוס זיכרון sniffing.עבור מוטציות מרובות-tenects, AMD SEV מספק הצפנה של מעבר ל-VM. Beyond הצפנה, שלמות זיכרון כמו מנגנונים של Intel (Creative Memory) קידוד זיכרון מאוחר יותר ויותר קידוד זיכרון ו-Cy-C) ו-Cyber-Cy (Cy-Cyperty-Cyber-C) מוצפנים) קידוד זיכרון מתוחכם יותר ויותר (כולל תכונות זיכרון מתוחכמות יותר ויותר קידוד זיכרון מתוחכמות) וזיכרון מתוחכמות יותר ויותר מוצפנת זיכרון מתוחכמות יותר ויותר (Cy-Cry) קומפקטיות יותר ויותר קומפקטיות יותר ויותר (כולל קומפקטיות יותר ויותר קומפקטיות (כולל קומפקטיות יותר ויותר קומפקטיות (כולל קומפקטיות (Cy-H) ו-H) קומפקטיות (כולל קומפקטיות) יכולות להיות קידוד זיכרון מתוחכמות קידוד זיכרון מתוח

צד-Channel Mitigations

התגלית של Spectre ו- Meltdown בשנת 2018 אילצה את התעשייה ליישם נטיות מבוססות חומרה נגד ערוצי צד קידוד. עדכוני מיקרוקוד ודורי מעבד מאוחר יותר הציגו תכונות כמו חיזוי הזרוע הבלתי עקיף של אינטל (IBPB), אחד החוטים Indirect Branchs (STIBP), ו- Speculative Store Bypassable Dispassative Branch (BD ARM) הוסיף Speculative by Safe Store (Iapative Cytative Archations) ו-Cipage) (BS) (BS) (BS) מונעים את הפחתת רכיביtrated Cytrated Disksivesivesives) ו-CDC (BS) ו-CDC) מ-CDC (BS) ו-CDC (BS) מ-CDC) מ-CDC (STILT) מ-CDC (BSLT) מ-CDC) מ-CDC (מתקני בקרה ישירה (STItigative Branch Defensectative Branch Defensecting: Ctigancesivesivesivesivesivesivesivesivesivesivesivesivesivesives) ו-

אבטחה ושיקום זמן

מעבר לבדיקות זמן-חול, המעבדים תומכים כעת ניטור קושחה במשרה מלאה.המודל לביטחון של 0.4Platform (PSM)IRFLT:1 מסגרת, המוצעת על ידי Arm בשנת 2021, מגדירה מערכת אבטחה עבור קושחה הפועלת על קבצים משמר מיקרו-בקר ומעבדי יישומים שמותאמים ל- TPM Openment Guard ופלטפורמת האבטחה של AMD, אשר גם ה-BIOS/UEFIנדרומים ב-R, כולל דרישות אבטחה ספציפיות של מערכת ההפעלה של Windows.

אתגרים וכיוונים עתידיים

(ו) תכונות אבטחת חומרה מתקדמות באופן דרמטי, מספר אתגרים מתמידים נותרו קודם לכן, ה-FLT:0plexity של SoCsFLT:1 מציג משטח התקפה עצום - יישום של TEE מכיל מיליוני שורות קוד קושחה, ופגיעות יכולות להיות מקטינות ל-CLT5 פעולות אבטחה, כולל פעולות אבטחה של רשתות אבטחה ו-CalisfLT3, הן דאגה גוברת:

(במבט קדימה, כמה מגמות מבטיחות לשפר את האבטחה מיקרו-מעבדים עוד יותר.FLT:0) ,מחשוב על Cryptofidential ComputingFLT:1 מסגרות סטנדרטיות של בדיקות על פני ספקי ענן, מה שהופך את זה קל יותר עבור ארגונים לאמץ TEEs ללא מנעול ספק:2RISC-V אדריכלות של LT 3, עם פתח פתוח ורחבה ISA, הוא מפעיל אבטחה סטנדרטית של מערכת ההפעלה של IFSD.

מסקנה

אבטחת מיקרו-מעבד התפתחה מתוך דאגה נישה לעמוד מרכזי של אדריכלות מחשוב מודרנית.סביבות ההוצאה לאור המאובטחת מספקות בידוד חזק חישובים רגישים, בעוד ש- Boot מבסס שרשרת אמינה של איסוף חומרה ל-OS בזמן ריצה.