Modern Siber Savunmada Cisc Öğretim Setlerinin Güvenlik Etkileri

Unseen Battlefield: Neden CISC Öğretim Setleri Modern Siber Savunmada Önemlidir

Bilgisayar mimarisinin evrimi uzun zamandır performans, güç ve karmaşıklık arasında bir ticaret hikayesi olmuştur. Bununla birlikte, güvenlik alanında, eğitim set mimarisinin seçimi (ISA) ve CISC verimli hale getiren çok daha fazla özelliktir.

Anada, CISC, birden çok düşük seviyeli operasyonları tek, karmaşık talimatlara sıkıştırmak için tasarlanmıştır. Bu, bir programcının yazması ve kod yoğunluğunu geliştirmek zorundadır. Bu makale, CISC mimarlıkları tarafından ortaya çıkan özel güvenlik zorlukları ve geri uyumluluğu araştırıyordu - Spectre, Meltdown ve benzer işlemciler tarafından yönetilen ortamlarda beton stratejileri ortaya çıkardı.

CISC Anatomisi: Çifte Edilmiş Bir Kılıç Olarak Kompleksi

Güvenlik etkilerini anlamak için, CISC'nin basit kuzeninden nasıl farklı olduğunu takdir etmeye yardımcı olur, RISC (Redükrasyon Ayarları Bilgisayar Ayarları) Örneğin, bellekten değer yükleyebilir, bir değişkenlik işlemi gerçekleştirmek ve sonuç depolamak gerekir - tüm bir talimatla ilgili olarak, her biri üç veya daha ayrı talimata dönüşür.

Intel'in 1978'deki 8086'dan doğan x86 ISA, yazılım katmanında daha güvenli kodlama uygulamaları ile gelişti (MMX, SSE, AVX, vs.). Her bir ek olarak, öğretim setini genişletiyor, böceklerin potansiyelini artırmak, geri dönüşümlü davranışlar için, saldırganların kullanabileceğiniz yan etkiler.

Neden CISC Hala Hakim Ediyor

RISC mimarilerinin ARM ve açık kaynak RISC-V gibi yükselişine rağmen, CISC veri merkezleri ve kişisel bilgisayarlarda hala geçerli değildir.

Bu baskınlık, savunma stratejilerinin mikrokod güncelleme mekanizmaları ve eğitim düzeyinde yan kanalları da dahil olmak üzere CISC'nin eşsiz özelliklerini dikkate alması gerektiği anlamına gelir.

CISC Mimarlıklarında Temel Güvenlik Meydanları

CISC'den kaynaklanan güvenlik sorunları soyut değildir; yazılım savunmalarını tamamen atlayan gerçek dünya saldırılarında gösterildiler. Aşağıda birincil vektörleri inceleyeceğiz.

Komplekslik ve Saldırı Yüzeyi: Mikrocode Menace

Mikrocode, modern CISC işlemcilerinin gizli dilidir.Bu, mikro kod motorunda herhangi bir kırılganlık meydana gelebilir, 2018 yılında araştırmacılar, bir saldırganın hafızaya (μops) izin verebilirler. Çünkü mikrocode genellikle iç ROM'da uygulanır veya sistemdeki herhangi bir kırılganlık, yanlış kullanımlar yoluyla kırılabilir.In 2018 yılında araştırmacılar Intel'in x86 kompleksini açıkladılar.

Modern x86'daki birçok talimat -stousands - her bir ders köşe vakaları için doğrulanmalıdır ve mikrocode yamaları CPU satıcılar tarafından periyodik olarak serbest bırakılır. ancak, hipotabanlı bir güncelleme yeni açık veya degrad performansı tanıtabilir. Defenderlar bu nedenle aynı rigor'u işletim sistemi yamaları ile tedavi etmelidir, gerçek ve testlerini ilk önce olmayan ortamlarda doğrulayın.

Side-Channel Saldırıları: Öğretim Akışını Açıklamak

CISC işlemcileri özellikle karmaşık infaz hatları ve CISC ve RISC CPU'ları etkileyen geçici bir müdahalenin (örneğin, saldırganların) önbellekli bir şekilde kontrol edilebildiklerini gösterdiler.

Önbellek zamanlamasının ötesinde, diğer yan kanallar güç tüketimi veya elektromanyetik emisyonlar CISC talimatları, döngüler veya yüksek güç operasyonları (örneğin, yüzen nokta:0) VMULPD[D[DÜT:1), akıllı kartpostalları arasındaki şifreleri ayırt etmek için daha kolay hale getirir.

Mikrocode Vulner Yükümleri: The Insider Tehdit

Mikrocode sadece bir bug yüzeyi değil; aynı zamanda kasıtlı olarak değiştirilmiş olabilir. Tarihsel olarak, mikrokod güncellemeleri imzalanır ve CPU satıcısı mekanizmaları ile aktarılır (örneğin, Intel’in MicrocodeUTT:2).Mavi Pill), hipervizör-tabanlı bir saldırıya sahip olursa, araştırmacıların mikrokodyu yükleyemezler.

Kod Yeniden Kullanım Saldırıları ve Öğretim Yoğunluğu

CISC'nin yoğun öğretimi, talimatlar olarak yorumlandığında, yardımcı eylemleri gerçekleştirmek (gadgets) ve sık sık sık yanlış yapılan programlama (JOP) saldırganlar tarafından belirlenen ikilideki potansiyel cihazların sayısı RISC'de çok daha yüksek. Bu, saldırganların yeni kod olmadan ödeme yükleri kurmalarını kolaylaştırmak için daha kolay hale getirir.

Bir CISC-Dominated World için Adli Stratejiler

Zorluklar göz önüne alındığında, CISC'ye karşı sert sistemler nasıl güvenlik ekipleri zorlayabilir? Cevap, bilgisayar, yazılım ve donanım izlemesi olan bir katmanlı yaklaşımda yatıyor.

Şirketware Security: Güvenin Vakfı

Güvenli çizme zincirleri sadece işletim sistemi yükleyici değil aynı zamanda CPU mikrokoyu ve anneboard (UEFI/BIOS)) )) [[GEFT:0)Key uygulamaları içerir:).

Güvenli Coding ve Compiler Sertleşme

Yazılım geliştiricileri, potansiyel olarak tehlikeli desenlerden kaçınan derleyici optimizasyonları kullanarak karmaşık CISC talimatlarına güvenebilir. Örneğin:

Yüksek güvenlik ortamları için, x86 talimat semantics'e karşı resmi olarak doğrulanan x86 komut kodu elemantics'e karşı, seL4 veya CertiKOS gibi tüm güvenlik sınıflarını ortadan kaldırmak için dikkate alın.

Donanım tabanlı Güvenlik Mekanizmaları

Modern CISC işlemcileri bir dizi donanım güvenlik özelliği içeriyor. gümüş mermi olmasa da, saldırganlar için barı yükseltirler:

Mikroarjik Seviyede İzleme ve Anomaly Tespit

Geleneksel EDR çözümleri mikroarkıntolojik saldırıları göremez. Ancak, ortaya çıkan araçlar işlemci davranışında anormalleri tespit edebilir:

Bu teknikler hala maturing olsa da, kritik bir sınır temsil ediyorlar. [Ücretsiz Eğitim İçin Ulusal Girişimi][DÜT:1) şimdi temel bir rekabet olarak donanım güvenliğini içeriyor, bu alanın artan önemini yansıtıyor.

Vaka Çalışmaları: Gerçek Dünya CISC Açıklamalarından Dersler

Tarih CISC'ye özgü açık açıklığa ve gerekli cevaplara ilişkin öğretici örnekler sunar.

The Spectre/Meltdown Family

Spectre (CVE-2017-5753, CVE-2017-5715) ve Meltdown (CVE-2017-5754) açıklandığında, tüm endüstriyi avladı.Bu saldırılar birden çok mimariye etkiledi, Intel'in x86 işlemcileri özellikle agresif bir şekilde yürütme ve spekülatif hafızalar nedeniyle kırılgandı.

LazyFP (CVE-2018-3665)

Bu kırılganlık, Intel'in x86 işlemcilerini destekledi ve görevlerin geçtiğinde, bir saldırganın başka bir işlemden veya çekirdekten yüz çevirebileceği bir mikrokod güncellemesi ve CISC'nin işlemsel hafıza ve genişletilmiş devlet yönetimi gibi özelliklerini ortaya koydu.[DDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDD) devre dışı güvenlik ekiplerinin güvenlik ekiplerinin devre dışı güvenlik dağıtımlarında geçişleri devre dışı devre dışı devre dışı devre dışı devre dışı bırakma ve güvenlik dağıtımlarında devre dışı geçişleri devre dışı devre dışı bırakmadan kurtarma noktalarının güvenli olmayan bir şekilde kurtar

CacheOut (CVE--0549)

CacheOut (ayrıca L1D Eviction Sampling olarak da bilinir) bir saldırganın L1 veri önbellek hatlarında veri sokulmasını sağlamak için bir saldırıya izin verdi.Bu saldırı Intel'in 03.50'si arasındaki etkileşimi sömürüldü, ancak olay hipervizör-düşüksüzleştirme (TSX) ve önbellek evlenebilirlik mikrokopları hassas ortamlardaki etkileşimlerin nasıl karmaşık talimatların tersine çevirebileceğini vurguladı.

Ahead: Güvenli Süreçor Tasarımının Geleceği

Cyber tehditleri gelişmeye devam ettikçe, bu yüzden onları destekleyen mimari temellere sahip olmalıdır. Güvenlik topluluğu mikrokolay ve talimat set özelliklerinde daha fazla şeffaflığa itiyor. ”ŞUygun trendleri şunları içerir:).

savunucuları için mesaj açıktır: Donanımın etkisiz olduğunu varsaymayın. CISC talimatı seti, tüm karmaşıklığı ve mirası bagajı ile, gelecek yıllarda bir savaş alanı olarak kalacaktır. Vigilance, tabakalı savunmalar ve uyum sağlama isteklisi, cephanedeki en güçlü silahlardır.