Los
nuevos ataques, conocidos como Spectre y Meltdown, llevan estudiándose desde
principios de 2018. Pero no hemos empezado a ser conscientes de su gravedad real
hasta ahora.
El sorprendente descubrimiento de
Google es que estos ataques se aprovechan de un error básico del funcionamiento
de los procesadores de información. Y debido a esto, es posible que los
expertos en ciberseguridad nunca puedan proteger estos dispositivos.
El equipo de Google revela que la
amenaza afecta a todos los fabricantes de chips, incluidos Intel, ARM, AMD,
MIPS, IBM y Oracle. "Esta clase de errores son más profundos y masivos que
cualquier otro error de seguridad conocido, pues afecta a miles de millones de
CPU de producción de todas las clases de dispositivos", alerta McIlroy.
En el pasado, el malware solía
aprovecharse de códigos mal diseñados y de los errores que contenían. Estos
errores ayudaban a los hackers a interrumpir las operaciones o acceder a
información confidencial. Por tanto, es importante corregir estos errores con
parches de software antes de que puedan ser explotados.
Pero cuando el error está en la base
del diseño del ordenador, la protección de los parches de software resulta
bastante pobre. El problema consiste en que la naturaleza misma de la
computación permite que la información se filtre a través de los mecanismos
llamados canales laterales.
Un ejemplo de canal lateral son las
luces parpadeantes de un módem, router o incluso un PC. Varios investigadores
de seguridad han señalado que el parpadeo se correlaciona con la transferencia
de datos, así que a un hacker le basta con monitorizar dichos parpadeos. De
hecho, varias investigaciones han demostrado ataques similares con una
sorprendente variedad de canales laterales, que incluyen el consumo de energía,
los micrófonos y las cámaras de alta resolución.
Esta nueva amenaza es más perniciosa
porque se produce en la interfaz entre el hardware y el software, conocida como
la arquitectura de la máquina. En este nivel, un procesador trata todos los
lenguajes de programación de la misma manera. Ejecuta comandos uno tras otro
sin tener en cuenta qué programa los solicitó.
Los informáticos siempre han asumido
que estos comandos se pueden separar para garantizar la confidencialidad. La
idea es que un software avanzado debería poder ordenar los comandos y
mantenerlos separados.
Pero el hallazgo clave del equipo de
Google es que esta suposición es incorrecta. Ningún procesador puede distinguir
un buen comando de uno malicioso. Entonces, si un comando solicita el envío de
información a un área de la memoria a la que se puede acceder fácilmente más
tarde, la máquina obedece.
Es fácil imaginar que esto se podría
evitar con un software capaz de separar los buenos comandos de los malos. Pero
el equipo de Google demuestra que este enfoque solo aumenta la complejidad del
desafío al tiempo que añade un nuevo conjunto de posibles canales laterales.
Para mostrar la ubicuidad de la
amenaza, el equipo de Google construyó un "dispositivo de lectura
universal". Se trata del mejor espía capaz de leer toda la memoria
direccionable en un procesador, desconocido para el usuario. Aunque no es para
nada perfecto y tiende a cometer errores, no hay manera de evitar que funcione
correctamente cuando logra hacerlo.
McIlroy y sus colegas crearon cuatro
variantes de este dispositivo. El responsable detalla: "Desarrollamos
pruebas de concepto en C ++, JavaScript y WebAssembly para todas las
vulnerabilidades conocidas". Y descubrieron que estos dispositivos leen
información filtrada de hasta 2,5 kilobytes por segundo.
La variante 4 del dispositivo de
lectura universal resultó particularmente preocupante. McIlroy y su equipo
aseguran que no pudieron encontrar ninguna forma de combatirla o reducir su
amenaza. McIlroy afirma: "Creemos que la variante 4 no se puede mitigar de
manera efectiva en el software".
Sus intentos de combatir los ataques
tuvieron un impacto significativo en el rendimiento computacional. Por ejemplo,
una forma de mitigación para la primera variante del dispositivo de lectura
universal provocó una desaceleración de 2,8X, según midió un programa de
evaluación comparativa de Java llamado Octane.
Durante el último año, Intel ha
rediseñado sus chips para intentar mitigar las amenazas más graves de los
ataques Spectre y Meltdown. Pero se dieron cuenta de que los nuevos diseños
hacían caer el rendimiento de hasta un 14 %. Y es poco probable que estas
nuevas versiones sean a prueba de fallos.
Una de las cosas que más preocupa a
Google es la amenaza al comercio electrónico. No es difícil imaginar un ataque
que revele las claves criptográficas utilizadas para asegurar las
transacciones, lo que permitiría robos a gran escala. Así que la compañía ya ha
lanzado versiones de Chrome con las primeras líneas de defensa. Los
lanzamientos 64 a 67 evitan ataques en el navegador a través de JavaScript.
Pero la amenaza va mucho más allá.
Muchos de los problemas se producen debido a la compleja arquitectura de
dispositivos basados en la propiedad intelectual, que está
cuidadosamente protegida.
Esta
complejidad es en sí misma parte del problema.
Los diseños se basan en modelos
abstractos que se han vuelto más complejos a medida que los fabricantes
persiguen una computación más rápida. McIlroy y sus colegas muestran que estos
modelos abstractos siempre tienen canales laterales fuera del modelo. El
responsable detalla: "Hemos descubierto que un código no confiable puede
construir un dispositivo de lectura universal para leer toda la memoria en el
mismo espacio de direcciones mediante los canales laterales. Esto pone en
riesgo los datos de la memoria, incluso los datos 'en reposo' que no están
involucrados en las operaciones y que antes se consideraban seguros frente a
los ataques de canal lateral".
No obstante, hay una pequeña buena
noticia. Hasta ahora no hay ataques conocidos que exploten Spectre o Meltdown.
Por el momento, la amenaza se limita a los laboratorios de los investigadores
de ciberseguridad como McIlroy y sus colegas.
Pero eso provoca una situación
incómoda para los fabricantes de chips y expertos en seguridad. No es difícil
imaginar que los hackers, incluidos aquellos financiados por gobiernos, hayan
empezado a crear formas de explotar esta vulnerabilidad. Como concluyen McIlroy
y sus compañeros, este es un problema que "parece estar destinado a
perseguirnos por mucho tiempo".
Fuente: MIT Technology Review
