ما هي الهجمات المعمارية الدقيقة؟

تمثل الهجمات المعمارية الدقيقة، والتي يشار إليها غالبًا بهجمات القنوات الجانبية، مصدر قلق متزايد في مجال الأمن السيبراني. في هذه الهجمات، تستفيد الجهات الفاعلة في مجال التهديد من تسرب المعلومات غير المقصودة من أجهزتك.

يمكن أن تظهر هذه التسريبات على شكل اختلافات طفيفة في سلوك جهاز الكمبيوتر الخاص بك، مثل أنماط الوصول إلى ذاكرة التخزين المؤقت والتنبؤ بالفروع. من خلال التلاعب بكيفية تعامل الأجهزة مع التعليمات والبيانات، يستغل المهاجمون هذه الفروق الدقيقة للحصول على نظرة ثاقبة للبيانات التي يعالجها الكمبيوتر المحمول.

ولكن ما هي بالضبط البنية الدقيقة للمعالج، وكيف تؤثر في نقاط الضعف هذه؟

ما هي البنية الدقيقة للمعالج في أنظمة الحوسبة؟

هل تساءلت يومًا عن الأعمال الداخلية لجهاز الكمبيوتر الخاص بك؟ يعود الأمر كله إلى البنية الدقيقة للمعالج، وهو المكون الذي يعمل خلف الكواليس والذي يحدد كيفية معالجة جهاز الكمبيوتر الخاص بك للتعليمات والبيانات، كل ذلك مع إدارة موارد وحدة المعالجة المركزية بكفاءة.

فكر في الأمر باعتباره شرطي المرور لدماغ جهاز الكمبيوتر الخاص بك، حيث يقوم بتنسيق كل عملية، وتقسيم المهام إلى خطوات يمكن التحكم فيها، وتنفيذها بشكل متزامن لتعزيز الأداء. فهو يساعد في الحفاظ على التنسيق السلس، مما يضمن قدرة جهازك على التعامل مع مهام متعددة في وقت واحد.

لكن البنية الدقيقة تلعب أيضًا دورًا حاسمًا في الأمان، حيث تقوم بإنشاء أبواب افتراضية تحمي أصول جهاز الكمبيوتر الخاص بك، وتسمح فقط للبرامج أو المستخدمين المعتمدين بالوصول إليها. بالإضافة إلى ذلك، فإنه يعمل على تحسين استخدام الموارد، وتسخير ذاكرة الكمبيوتر الخاص بك وقدرات المعالجة مع الحفاظ على الطاقة أثناء المهام الأقل تطلبًا.

كيف تعمل الهجمات المعمارية الدقيقة؟

تستهدف الهجمات المعمارية الدقيقة البيانات والعمليات التي تستخدمها مكونات البنية الدقيقة للوصول إلى معلوماتك الخاصة. إذًا، كيف يفعلون هذا بالضبط؟

1. الهجمات المستندة إلى ذاكرة التخزين المؤقت

تعد الهجمات المستندة إلى ذاكرة التخزين المؤقت نوعًا من التهديدات المعمارية الدقيقة التي تركز على كيفية استخدام جهاز الكمبيوتر الخاص بك لذاكرة التخزين المؤقت الخاصة به. هناك الفرق بين ذاكرة التخزين المؤقت وملفات تعريف الارتباط. ذاكرة التخزين المؤقت عبارة عن وحدات ذاكرة صغيرة عالية السرعة يمكنها تخزين بياناتك المستخدمة بشكل متكرر، وبالتالي يوفر الكمبيوتر الوقت في جلبها.

إنه يشبه الدرج السري المليء بالأشياء التي تستخدمها طوال الوقت، مباشرة في مكتب الكمبيوتر الخاص بك للوصول إليه بسرعة. فهو يساعد جهاز الكمبيوتر الخاص بك على العمل بشكل أسرع عن طريق تخزين البيانات المستخدمة بشكل متكرر. ولكن هنا تكمن المشكلة: يمكن للمهاجمين الوصول خلسة إلى المعلومات الحساسة دون الحاجة إلى الوصول المباشر.

يراقب المهاجمون عبر الإنترنت كيف يستخدم جهاز الكمبيوتر الخاص بك ذاكرة التخزين المؤقت الخاصة به. يدرسون مدى سرعة جلب الكمبيوتر للبيانات من هناك. ومن خلال توقيت هذه الإجراءات بعناية، يمكنهم استنتاج ما بداخلها. إذا استغرق الأمر وقتًا أطول، فقد يعني ذلك أن البيانات لم تكن موجودة في ذاكرة التخزين المؤقت، مما يكشف عن أدلة قيمة.

2. شبح والانهيار

تستفيد هجمات Spectre من قدرة معالجك على تسريع مهامه. يحاول المعالج الخاص بك مساعدتك من خلال التنبؤ بما سيفعله البرنامج بعد ذلك حتى يتمكن من إعداد الأشياء مسبقًا، مما يوفر الوقت. ومع ذلك، يمكن للمتسللين خداع هذه التوقعات للحصول على معلومات حساسة.

تستغل هجمات الانهيار عيبًا في التصميم في معالجك عن طريق خداعه للسماح لأحد البرامج بالاطلاع على ذاكرة برنامج آخر. يتصرف البرنامج كشخص دون تصريح، ويكسر الفصل بين الأنشطة ويرى المعلومات التي ليس من المفترض أن يراها.

يجتمع هذان الهجومان معًا كتهديدات تستغل الثغرات الموجودة في تصميم جهاز الكمبيوتر الخاص بك.

3. مطرقة

تعتمد هجمات Rowhammer على العلاقة بين البنية الدقيقة للأجهزة وسلوك خلايا الذاكرة للإضرار بسلامة النظام لديك. يتمحور هذا الهجوم حول تأثير Rowhammer، وهي مشكلة في خلايا ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية (DRAM).

بعبارات بسيطة، تحتوي ذاكرة جهاز الكمبيوتر الخاص بك على أجزاء مختلفة تحتوي على معلومات. إذا قمت بالوصول إلى قطعة معينة عدة مرات بسرعة، فقد يؤدي ذلك إلى جعل القطع الأخرى تتصرف بشكل غريب.

يستخدم المهاجمون هذه الخدعة للاستمرار في هز قطعة الذاكرة تلك، ومراقبة قطع الذاكرة القريبة التي تتصرف بشكل مضحك حتى ينكسر شيء ما، مما يسمح لهم بمعرفة معلومات حساسة.

4. الانتقال إلى الكود الشرطي (JCC)

عادةً ما يتخذ جهاز الكمبيوتر الخاص بك قرارات بناءً على الظروف. تهدف هذه الهجمات إلى إرباك عملية اتخاذ القرار في جهاز الكمبيوتر الخاص بك عن طريق خداعه لاتخاذ خيارات خاطئة.

الآن، عندما يخدع المهاجمون جهاز الكمبيوتر الخاص بك، يستغرق الأمر وقتًا أطول قليلاً لاتخاذ القرار. يكتشف المهاجمون ذلك ويستخدمونه لمعرفة ما فعله الكمبيوتر، مما يساعد في تسريب المعلومات الحساسة.

كيف تؤثر الهجمات المعمارية الدقيقة عليك؟

أولاً، قد تحاول هذه الهجمات سرقة رموز مهمة تسمى مفاتيح التشفير، والتي يجب أن تظل خاصة. تحافظ هذه المفاتيح على أمان وأمان أغراضك الحساسة باستخدام التشفير. إذا وضع المهاجمون أيديهم على هذه المفاتيح، فقد يعني ذلك مشكلة لبياناتك الخاصة.

يمكن للمهاجمين زيادة امتيازاتهم أو الوصول إلى الجهاز، مما يعرض النظام بأكمله للخطر إذا قاموا بإدخال برامج ضارة إلى شبكة حساسة. وهذا يجعل من المهم بشكل خاص أن نفهم ما هو مبدأ الامتياز الأقل وكيف يمكن منع الهجمات السيبرانية.

يمكن أن تتسبب هذه الهجمات في تسرب البيانات في بيئات الحوسبة السحابية، مما يؤدي إلى انتهاك العزل بين الأجهزة الافتراضية الموجودة على نفس المضيف.

كيف يمكنك الحماية من الهجمات المعمارية الدقيقة؟

لا يوجد شيء ضئيل بشأن الضرر الذي يمكن أن تحدثه الهجمات المعمارية الدقيقة على الضحايا. ولكن ماذا يمكنك أن تفعل لمنع نفسك من الوقوع فريسة؟ ولحسن الحظ، يمكنك حماية نفسك من الهجمات المعمارية الدقيقة.

• قم بتحديث برامجك وبرامجك الثابتة بانتظام لتصحيح نقاط الضعف؛ وبالمثل، حافظ على تحديث الكود الصغير والهندسة المعمارية الدقيقة الخاصة بك.
• قم بتثبيت برنامج أمان حسن السمعة يمكنه اكتشاف التهديدات المحتملة وحظرها.
• استخدم أساليب العزل لفصل العمليات والبيانات الحساسة.
• اتبع مبدأ الامتيازات الأقل، ومنح الأذونات الضرورية فقط للمستخدمين أو البرامج، بحيث لا يمكن تصعيد الهجمات بسهولة.
• تنفيذ أنظمة المراقبة والكشف للقبض على النشاط غير المعتاد. يعتبر تحسين الأمان الخاص بك مع SIEM، على سبيل المثال.
• قم بتشفير البيانات الحساسة لحمايتها حتى لو حصل المتسلل على وصول غير مصرح به.
• قم بعمل نسخة احتياطية من بياناتك بانتظام، حتى تتمكن من استعادتها في حالة حدوث هجوم.
• استخدم إجراءات أمنية سحابية قوية لحماية البيانات المخزنة في البيئات السحابية.

لا يوجد شيء غير مهم فيما يتعلق بالهجمات المعمارية الدقيقة

من الضروري أن تظل متيقظًا ضد الهجمات المعمارية الدقيقة الصعبة. يستفيد هؤلاء الغزاة المخادعون من كيفية عمل جهاز الكمبيوتر الخاص بك تحت الغطاء. ولكن هناك طرق لحماية نفسك. حافظ على أمان أجهزة الكمبيوتر لديك، وتأكد من أنك تستخدم آخر التحديثات للعمل الداخلي للمعالج الخاص بك. وهذا سيجعل من الصعب جدًا على أي هجوم عبر الإنترنت أن يسبب أي ضرر.

ومع ذلك، لاحظ أن المهاجمين لديهم القدرة على وضع أنفسهم بين أجهزة الاتصال الخاصة بك. للحماية من هذه التهديدات المحتملة، من المهم معرفة كيفية حماية نفسك.