Saluran Samping Elektromagnetik & Akustik

Selain daya, chip memancarkan radiasi elektromagnetik (EM) dan menghasilkan derau akustik. Kedua saluran membawa sinyal yang bergantung pada data dan dapat membocorkan rahasia kriptografi.

Transistor yang beralih memancarkan radiasi EM. Probe kecil yang ditempatkan di dekat IC dapat menangkap sinyal yang terlokalisasi secara spasial pada satu unit fungsional — lebih presisi daripada pengukuran daya global.

Probe EM dapat menargetkan modul tertentu (misalnya unit S-box AES) sambil mengabaikan bagian chip lainnya. Hal ini meningkatkan rasio sinyal terhadap derau dan mengurangi jumlah jejak yang diperlukan untuk memulihkan kunci.

TEMPEST (program pemerintah US yang diklasifikasikan, kemudian dideklasifikasi) mempelajari emisi EM dari layar, papan ketik, dan rangkaian logika. Penyadapan Van Eck merekonstruksi isi layar CRT/LCD dari RF yang bocor.

Pada 2013, Shamir dan rekan-rekannya memulihkan kunci RSA-4096 dengan merekam dengungan bernada tinggi dari kapasitor di laptop. Suara tersebut berubah berdasarkan perkalian modular yang dilakukan CPU.

Spectre (2018) mengeksploitasi eksekusi spekulatif: akses memori yang bergantung pada rahasia meninggalkan jejak tembolok yang dapat dibaca oleh proses penyerang. Serangan ini mematahkan isolasi proses lintas peramban dan mesin virtual.

Flush+Reload: penyerang mengosongkan satu baris tembolok, korban mengakses alamat yang bergantung pada rahasia, lalu penyerang memuat ulang dan mengukur waktu akses. Kecocokan = cepat = bit rahasia dapat disimpulkan.

Mikrofon arah atau mikrofon kontak pada sasis menangkap denging kapasitor. Sinyal didigitalkan pada 44 kHz–192 kHz dan diproses dengan FFT untuk mengekstrak pola frekuensi yang bergantung pada kunci.

Para peneliti telah menunjukkan kebocoran EM antara VM awan yang ditempatkan bersama pada host fisik yang sama, serta memulihkan kunci AES dari VM korban menggunakan alat penyelidik yang dipasang pada infrastruktur bersama.

CVE-2017-5753 (Spectre), CVE-2017-5754 (Meltdown), dan serangan akustik RSA (Usenix Security 2014) merupakan contoh penting. Penyedia peramban menambal resolusi pewaktu untuk mengurangi serangan terhadap memori tembolok.

Apa yang memungkinkan serangan akustik RSA pada tahun 2013?

Alat penyelidik EM memberikan resolusi spasial yang melampaui pengukuran daya global. Serangan akustik memanfaatkan denging kapasitor. Serangan mikroarsitektur (Spectre/Meltdown) menggunakan pengaturan waktu memori tembolok. Penanggulangan mencakup perisai EM hingga penonaktifan pewaktu bersama di peramban.