Canais laterais eletromagnéticos e acústicos

Além do consumo de energia, os chips emitem radiação eletromagnética (EM) e geram ruído acústico. Ambos os canais carregam sinais dependentes dos dados que podem vazar segredos criptográficos.

A comutação dos transistores emite radiação EM. Uma pequena sonda colocada perto de um IC pode captar sinais espacialmente localizados em uma única unidade funcional — mais precisos que uma medição global de consumo.

As sondas EM podem visar módulos específicos (por exemplo, a unidade S-box do AES), ignorando o restante do chip. Isso aumenta a relação sinal-ruído e reduz o número de traços necessários para recuperar a chave.

TEMPEST (programa governamental classificado dos US, posteriormente desclassificado) estuda as emissões EM de monitores, teclados e circuitos lógicos. A técnica de Van Eck reconstrói o conteúdo de telas CRT/LCD a partir de RF vazada.

Em 2013, Shamir e colegas recuperaram chaves RSA-4096 gravando o zumbido agudo dos capacitores de um computador portátil. O som muda com base nas multiplicações modulares que a CPU executa.

O Spectre (2018) explora a execução especulativa: acessos à memória dependentes de segredos deixam rastros no cache que podem ser lidos por um processo atacante. Isso rompe o isolamento entre processos em navegadores e máquinas virtuais.

Flush+Reload: o atacante limpa uma linha de cache, a vítima acessa um endereço dependente do segredo, e o atacante recarrega a linha e mede o tempo de acesso. Acerto = rápido = bit do segredo inferido.

Um microfone direcional ou de contato instalado no chassi capta o zumbido dos capacitores. O sinal é digitalizado a 44 kHz–192 kHz e processado com FFT para extrair padrões de frequência dependentes da chave.

Pesquisadores demonstraram vazamento de EM entre VMs na nuvem localizadas no mesmo hospedeiro físico, recuperando chaves AES de uma VM vítima por meio de uma sonda conectada à infraestrutura compartilhada.

CVE-2017-5753 (Spectre), CVE-2017-5754 (Meltdown) e o ataque acústico contra RSA (Usenix Security 2014) são exemplos marcantes. Os fornecedores de navegadores corrigiram a resolução dos temporizadores para reduzir os ataques ao cache.

As sondas de EM oferecem uma resolução espacial superior à do consumo global. Os ataques acústicos exploram o zumbido dos capacitores. Os ataques microarquiteturais (Spectre/Meltdown) usam a temporização do cache. As contramedidas vão desde a blindagem contra EM até a desativação de temporizadores compartilhados nos navegadores.