La obsesi¨®n por la velocidad de los procesadores acab¨® haci¨¦ndolos inseguros

Varios expertos en ciberseguridad han hallado dos vulnerabilidades cr¨ªticas en el dise?o de los procesadores que incorporan casi todos los ordenadores del mundo. Estos fallos, denominados Meltdown y Spectre, permiten leer la memoria del sistema por un agente externo. Es una puerta abierta a los hackers para robar informaci¨®n sensible como contrase?as o tarjetas de cr¨¦dito a trav¨¦s de un agujero de seguridad en el hardware, no de software.

Meltdown afecta principalmente a la pr¨¢ctica totalidad de procesadores Intel fabricados desde 1995, y permite a los potenciales ciberdelincuentes saltarse la barrera existente entre las aplicaciones ejecutadas por el usuario y la memoria del sistema.

El problema es especialmente grave en los servidores que emplean compa?¨ªas como Google, Microsoft o Amazon con sus servicios en la nube a empresas o particulares que dependen de ordenadores con procesadores Intel. Los ciberdelincuentes podr¨ªan alquilar sus servicios y robar la informaci¨®n de todos los clientes que est¨¦n usando el mismo equipo.

Arreglar el fallo conlleva modificar la gesti¨®n de la memoria que realiza el procesador, lo que se traduce en una merma de hasta un 30% del rendimiento en el peor de los casos. Es un impacto dram¨¢tico para los proveedores de servicios en la nube, no tanto para los usuarios. Las pruebas de rendimiento tras aplicar el parche de seguridad indican que los programas de ofim¨¢tica, retoque fotogr¨¢fico o videojuegos no se ven afectados significativamente.

El fallo permite leer registros de memoria que deber¨ªan ser inaccesibles al usuario

Amazon, Google y Microsoft confirmaron el pasado mi¨¦rcoles haber tomado las medidas necesarias para proteger a sus clientes de la vulnerabilidad Meltdown.

Spectre es una vulnerabilidad m¨¢s dif¨ªcil de explotar, pero tambi¨¦n m¨¢s dif¨ªcil de mitigar. Enga?a a otras aplicaciones para que accedan a registros arbitrarios de su memoria de forma invisible y afecta a todos los equipos con procesadores de Intel, AMD y ARM: ordenadores, tablets, tel¨¦fonos inteligentes, etc.

Meltdown aprovecha un fallo de dise?o en la ejecuci¨®n especulativa, una t¨¦cnica que emplean los procesadores Intel para optimizar su rendimiento. Se emplea para que el procesador prediga qu¨¦ c¨®digo se va a ejecutar para buscarlo y ejecutarlo antes de que llegue la petici¨®n real. De esta forma, el kernel, o n¨²cleo del sistema, siempre est¨¢ listo para ejecutar cualquier comando sin esperas.

El problema es que se puede explotar la ejecuci¨®n especulativa para ejecutar c¨®digo normalmente restringido al usuario. Los ciberdelincuentes pueden realizar operaciones especulativas y obtener la informaci¨®n antes de que el procesador compruebe los privilegios desde el hilo principal.

Las vulnerabilidades surgen de las t¨¦cnicas de optimizaci¨®n inseguras que emplean los fabricantes para acelerar los procesadores

Para solucionarlo, se requiere hacer al kernel invisible al sistema y restringirlo del espacio de memoria virtual hasta que el sistema haga la llamada correspondiente. Este blindaje podr¨ªa repercutir dr¨¢sticamente en el rendimiento de sistemas que est¨¢n virtualizando numerosas m¨¢quinas. Microsoft ha dicho en una conferencia web realizada el pasado mi¨¦rcoles que no ha detectado merma alguna de rendimiento en los procesadores que se usan en su servicio web Azure tras parchear el sistema y advirti¨® que los n¨²meros que est¨¢n ofreciendo los medios de informaci¨®n hay que tratarlos con extremo cuidado.

Spectre no tiene una soluci¨®n clara, y varios organismos de seguridad recomiendan esperar a cambiar el procesador del ordenador cuando se lance la pr¨®xima generaci¨®n. Varias compa?¨ªas han comenzado a desplegar parches de seguridad, pero supondr¨¢ un quebradero de cabeza durante meses o a?os a los expertos en inform¨¢tica y compa?¨ªas tecnol¨®gicas.

Las vulnerabilidades son el resultado de desequilibrar la balanza entre seguridad y rendimiento por perseguir mejoras constantes en el desempe?o de los procesadores pese a que la Ley de Moore est¨¢ llegando a su fin.

"El resultado son procesadores, compiladores, drivers, sistemas operativos y otros componentes cr¨ªticos que han evolucionado introduciendo capas de optimizaci¨®n complejas que introduc¨ªan riesgos de seguridad. El costo de este incremento en inseguridad es revisar las decisiones tomadas en el dise?o de los procesadores, y en muchos casos alterar las implementaciones realizadas en la su optimizaci¨®n", concluyen los investigadores que encontraron la vulnerabilidad Spectre.