„Fieberthermometer“ gegen Cyberattacken

| |
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars

Nicht nur Spiele und Jahrhundertsommer bringen Prozessoren zum Schwitzen. Es könnte sich auch um einen Hackerangriff handeln. Temperatursensoren kombiniert mit Machine Learning sollen das in Zukunft frühzeitig erkennen.

„Supergau“ ist wohl das häufigste Wort, wenn es um die vor etwa drei Wochen offengelegten Sicherheitslücken in Intel-Prozessoren geht. Über die beiden Einfallstore „Meltdown“ und „Spectre“ können Angreifer geschützte Daten auslesen. Betroffen sind in der Hauptsache Intel-Prozessoren, aber auch AMD und ARM kommen nicht ungeschoren davon. Damit sind fast alle Desktop-Computer, Laptops, mobile Geräte, aber auch Cloud-Dienste bedroht. Ein „Supergau“ eben.

Datenklau ist aber nur eine mögliche Folge von Cyberattacken. Eine andere ist Sabotage und hat erst einmal nichts mit „Meltdown“ und „Spectre“ zu tun. Durch die Miniaturisierung der letzten Jahre genügen mittlerweile „ein paar“ Elektronen für die Ausführung eines Programms. Und in Prozessoren aus einer 10-Nanometer-Fertigung können schon kleinste Überlastungen künstliche Alterungsprozesse auslösen, die in kurzer Zeit zum Chip-Tod führen. Dazu reichen zum Beispiel durch Hacker eingebrachte falsche Steuerbefehle. Um solche Attacken etwa auf Industrieanlagen abwehren zu können, arbeiten Forscher am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) nun an einem intelligenten Selbstüberwachungssystem.

IR-Kameras gegen Cyberattacken

Es macht sich zunutze, dass jeder Chip im Normalbetrieb einen spezifischen thermischen Fingerabdruck aufweist. So führen Operationen wie etwa Berechnungen, Zugriff auf Arbeitsspeicher oder Festplatte in unterschiedlichen Bereichen des Prozessors zu kurzzeitigen Erwärmungen oder Abkühlungen. Abweichungen von diesem thermischen Muster konnten die Forscher nun durch Veränderungen in der Steuerroutine mit hochsensiblen Infrarotkameras nachweisen. Entweder in Form von minimalen Temperaturschwankungen oder von zeitlichen Abweichungen im Millisekundenbereich.

Der Versuchsaufbau mit Infrarotkameras dient allerdings erst einmal nur dazu, um die grundsätzliche Machbarkeit einer Thermoüberwachung zu beweisen. Zukünftig werden Sensoren auf dem Chip die Kameras ablösen. Das gibt es auch schon, allerdings ausschließlich zum Schutz gegen Überhitzung. In Kombination mit neuronalen Netzen könnten sie in Zukunft zusätzlich thermische „Anomalien“ selbständig identifizieren und den Chip in Echtzeit überwachen.

Ihren Platz werden sie wohl zuerst einmal im Industrieumfeld finden. Abweichungen sind dort einfacher zu identifizieren, da meist statische Steuerroutinen ausgeführt werden. Bei einem Smartphone sieht das schon anders aus. Auch ist bei letzterem die Sabotagegefahr und die Höhe des Schadens ungleich geringer. Allerdings ist davon auszugehen, dass auch bei Industriecomputern die Identifizierungen von Angriffen zunehmend schwierig wird. Schließlich können für gewöhnlich gut unterrichtete Hacker mit kleineren oder langsameren Schadprogrammen die Erwärmungsprofile verschleiern. Neuronale Netze sind dann allerdings in der Lage, auch modifizierte Bedrohungen zu erkennen.

 

 

Fieberthermometer gegen Cyberangriffe (Bild: KIT)

Überwachung von Computerchips mit Infrarotkameras.(Bild: KIT).