关于电脑:电脑关机了内存就没数据了吗
大家好,我是周杰伦。 提到网络攻击技术,你脑子里首先想到的是什么? 是DDoS? 是SQL注入、XSS? 还是栈溢出、RCE(近程代码执行)? 这些最常见的网络攻击技术,基本上都是与网络、软件、代码、程序这些货色相干。 这也好了解,计算机网络安全,不跟这无关,还与什么有关系? 明天跟大家介绍一下,攻打技术,除了这些,还有一些脑洞大开的形式,它们可能跟工夫、触动、频率、温度等各种物理相干的元素相干,看完相对让你瞠目结舌! 这些不同于传统软件平安方向,而是从其余侧面进行的网络攻击,称作侧信道攻打,也叫边信道攻打。 内存冷冻请大家思考一个问题:如果计算机忽然断电,内存里的数据是不是霎时就没了? 内存大家都晓得,计算机运行离不开这货色,程序指令和数据都存储在这里,但你晓得内存条存储数据的原理吗? 看到图中那一块块彩色的货色了吗?那就是内存条存储数据的中央:内存颗粒。 在内存颗粒外面,是超大规模集成电路,外面是稀稀拉拉的存储单元格,每一个单元格存储一个比特位: 这个单元格中的核心部件是一个电容,电容有电压,如果电压在肯定范畴内,这个单元格就是1,否则就是0。通过无数个这样的单元格,形成了GB级的存储空间。 但大家学过物理应该晓得,电容是一个不稳固的元件,随着工夫的流逝,电荷会透露,如果不加以控制,内存条中的电压最终就会变成0,内存中的数据也就不精确了。 因而,内存在工作的时候,须要定时的进行数据刷新,对电容进行充电,个别最多64ms就得充一次电,能力保留数据的准确性。 好了,内存的背景常识交代结束,当初回到本节一开始提到的那个问题:计算机忽然断电了,内存中的数据霎时就没了吗? 内存中的数据是通过电容这种电子元件在承载,电容充放电都是须要工夫的,所以能够大胆猜想,即便断电了,内存中的数据全副隐没也是须要工夫的。 国外有人脑洞大开,做了一项试验,测试内存条断电后,外面的数据随着工夫的流逝,隐没的状况。 一般数据不不便察看,用图片最间接,试验中将一张蒙娜丽莎的图片载入内存中,而后断电,而后计算不同工夫后,这张图的变动状况: 能够看到,在断电后的5s内,图片数据肉眼上看不到变动,30s后也影响不大,一分钟后也能依稀可见,5分钟后才彻底看不到。 而更重要的是,如果温度升高时,电容中电荷脱漏的速度将更加迟缓。上面这个表格是测试内存条数据错误率在失常状况和冷冻状况下的比拟。 如上图所示,红色框是不冷冻状况,蓝色框是在零下50摄氏度状况,能够看到,在冷冻状况下,一分钟后,数据的错误率是0,即使是在300秒(5分钟)后,错误率也只有惊人的0.0095%。 所以,一种新的攻击方式就进去了:应用内存冷冻的形式,能够从内存条中提取数据。 内存中有什么数据?很多程序的明码密钥可能都存在于内存之中,最典型的比方Windows的开机明码。 认为电脑关机了就平安了?可不是这么回事哦! 熔断与幽灵熔断与幽灵破绽攻打大家应该不会生疏,在2017年刚刚暴发进去的时候,占据了有数媒体的头条,可见影响力之广。 在讲述这个破绽之前,先请大家看一个故事。 学过计算机组成原理的敌人可能都晓得,CPU有两个重要的个性:分支预测和乱序执行。 在执行到判断分支的时候(比方if判断),CPU会依据它本人的“教训”来判断,一会儿可能会走入哪一个分支,从而提前执行一些这个分支的指令,这叫分支预测。 另外,CPU在执行一些指令的时候,可能并不是依照程序一条执行完再执行下一条,而是可能在会预执行一些CPU认为能够提前执行,对程序流程无关的指令,这个叫乱序执行。 但CPU认为能够提前执行,那就真的能够提前执行吗,执行了可能对程序自身流程没有影响,但会不会有什么副作用呢? 先留这个问题,一会儿再说,先来看另一个概念:缓存。 CPU执行程序须要频繁与内存通信,读取数据或者写入数据。但内存的响应速度比CPU慢多了,于是CPU在其外部加了一块缓存,将最近要用的数据放到这里来,防止每一次都从内存拜访,进步工作效率。 因而,同样读取一个数据,从内存读和从缓存读,工夫上是有差别的。 熔断与幽灵正是利用这一点,来进行了零碎攻打。 如果你想读取操作系统内核的数据,但因为系统安全机制,应用程序是无奈间接拜访内核空间的,但这个破绽就能够帮你实现内核空间数据的读取。 上面这段程序,先执行几十次,每次传入的x都小于16,每次都走入同一个分支,训练CPU,让它取得一些“教训”,让它认为 < 16是大概率要执行的分支,而后启用乱序执行,提前执行x < 16这个分支中的指令。 void bad_guy(int x) { if (x < 16) { temp &= array2[array1[x] * 512]; }}来看一下,在下面这个例子中,x < 16这个分支中会通过array1这个数组拜访内存,假如x忽然来了一个很大的数,这样通过array1[x]拜访的内存地址就溢出到了内核空间了。 乱序执行的结果,会提前计算array1[x] * 512,并将其作为下标拜访array2数组的内容,而后会将这个内容从内存条加载到CPU缓存中。 ...