Kad ljudi čuju za kibernetički napad, obično zamišljaju nekoga tko pogađa lozinku, postavlja zlonamjerni softver, krade računalo, hakira mrežu neke organizacije ili iskorištava propust u softveru.

Napad bočnim (ili sporednim) kanalom funkcionira drugačije. Traži tragove koje računalo odaje dok obavlja uobičajeni posao.

Zamislite zaključani sef. Lopov možda ne zna kombinaciju i možda neće moći provaliti bravu. Ali, ako pažljivo sluša dok se brojčanik okreće, mali klikovi, prevrtanja ili pauze mogu otkriti nešto o tome što se događa unutra.

Sef nije namijenjen dijeljenju tih informacija, ali njegovo fizičko ponašanje i dalje odaje tragove. Suvremena računala imaju svoje verzije takvih tragova.

Na primjer, svakom računalu može trebati različito vrijeme za dovršetak različitih zadataka ili može koristiti različite količine električne energije.

Hardver - procesori, memorija, grafičke kartice i pogoni za pohranu - mogu ostavljati sitne uzorke dok rade.

Napad bočnim kanalom je pokušaj promatranja tih neizravnih tragova i njihovog korištenja za zaključivanje o nečemu privatnom.

Ideja nije nova

Nizozemski istraživač Wim van Eck je još 1985. godine pokazao kako je moguće snimiti i dekodirati elektromagnetske signale s video prikaznih jedinica, što je povećalo mogućnost prisluškivanja onoga što se prikazuje na zaslonu.

Zaslon nije namjerno emitirao svoj sadržaj, već su signali bili posljedica njegovog rada.

Devedesetih godina prošlog stoljeća napadi bočnim kanalima postali su posebno važni u kriptografiji, znanosti o zaštiti informacija.

Istraživač kriptografije Paul Kocher je 1996. pokazao je kako pažljivo mjerenje trajanja određenih operacija može otkriti privatne informacije iz sustava koji koriste uobičajene kriptografske metode.

Nekoliko godina kasnije, Kocher i kolege kriptografi Joshua Jaffe i Benjamin Jun pokazali su kako mjerenje potrošnje energije može pomoći u oporavku tajnih ključeva s uređaja otpornih na neovlaštene radnje poput pametnih kartica.

Ova otkrića promijenila su način na koji su inženjeri razmišljali o sigurnosti.

Više vrsta napada

Postoji nekoliko uobičajenih vrsta sporednih kanala:

• napad vremenskim mjerenjem traži male razlike u trajanju operacija
• napad energetskim mjerenjem proučava potrošnju električne energije
• elektromagnetski napadi ispituju nenamjerne signale
• akustični napadi koriste zvuk.

U jednom upečatljivom primjeru istraživači su pokazali kako slabašna buka koju proizvodi prijenosno računalo tijekom određenih kriptografskih operacija može, u eksperimentalnim uvjetima, može biti korištena za izdvajanje 4096-bitnog tajnog kriptografskog ključa.

Primjeri koji su napade sporednim kanalima doveli u širu javnu raspravu bili su napadi na procesore.

Moderni računalni procesori poput CPU-a izuzetno su brzi jer predviđaju što će program vjerojatno sljedeće učiniti. Ova tehnika, poznata kao spekulativno izvršavanje, pomaže računalima u učinkovitijem radu.

No, istraživači su 2018. otkrili dva propusta, nazvana Meltdown i Spectre. Pokazali su kako ta predviđanja mogu ostaviti mjerljive tragove.

Zlonamjerni program mogao je koristiti te tragove za učenje informacija koje su trebale biti zaštićene od njega.

Meltdown i Spectre bili su važni jer su osporili jednu od osnovnih pretpostavki modernog računarstva: kako različiti programi koji se izvode na istom računalu trebaju biti odvojeni.

Također su pokazali kako značajke performansi ugrađene duboko u računalne čipove mogu imati sigurnosne posljedice.

Stalno stižu novi

Od tada istraživači nastavljaju pronalaziti nove napade sporednih kanala u modernom hardveru.

Jedan takav napad sporednih kanala otkriven 2022. i nazvan Hertzbleed, pokazao je kako promjene u frekvenciji procesora - koje se obično koriste za uštedu energije i upravljanje performansama - mogu postati vremenski signal koji bi u nekim slučajevima mogao otkriti kriptografske tajne udaljenih poslužitelja.

Drugi napad, nazvan Downfall i otkriven 2023., utjecao je na određene Intelove procesore. Pokazao je kako značajka pod nazivom Gather može procuriti starije dijelove podataka koji su ostali unutar procesora nakon ranijeg rada.

Zenbleed, također otkriven 2023., utjecao je na procesore AMD Zen 2 i mogao bi dopustiti pojavljivanje osjetljivih informacija iz drugog procesa tamo gdje ne bi trebale.

Istraživanje sporednih kanala također je otišlo dalje od CPU-a.

GPU.zip je pokazao kako iz grafičkih procesora (GPU-ova) ponekad mogu procuriti vizualni tragovi kroz način na koji obrađuju podatke o slici iza kulisa, uključujući piksele s druge web stranice u pregledniku Google Chrome.

GoFetch, objavljen 2024., pokazao je kako hardverska značajka u brojnim Appleovim procesorima dizajnirana za predviđanje budućih potreba za memorijom može potkopati zaštitu u kriptografskom softveru i pomoći u izdvajanju tajnih ključeva.

Najnoviji napad, nazvan FROST, uključuje SSD-ove. Ovi diskovi su izuzetno čest oblik brze pohrane na gotovo svim modernim računalima.

FROST pokazuje kako zlonamjerna web stranica može koristiti značajku pohrane preglednika nazvanu izvorni privatni datotečni sustav za stvaranje i pristup datotekama unutar zaštićenog područja (sandbox) koje preglednik izdvaja za tu web stranicu, a zatim mjeri mala kašnjenja u aktivnosti SSD-a.

Ako nekoliko programa koristi isti uređaj za pohranu, mogu se malo usporiti, poput automobila koji dijele istu cestu.

Mjerenjem tih kašnjenja u pregledniku, istraživači FROST-a pokazali su kako web stranica, pod određenim uvjetima, može zaključiti informacije o drugim aktivnostima na istom računalu, kao što su posjećene web stranice ili korištene aplikacije.

Koliko se često koristi napade bočnim kanalima?

Iako mogu biti štetni, nisu svakodnevna pojava za većinu ljudi. Najveći dio kibernetičkog kriminala i dalje se oslanja na lakše i jeftinije metode, poput iskorištavanja softverskih ranjivosti, krađe vjerodajnica, phishinga, zlonamjernog softvera i ransomwarea.

Verizonovo izvješće iz 2026. ističe softverske propuste i ucjenjivački softver (ransomware) kao glavne izvore prijetnji.

Brojne napade sporednim kanalima otkriju istraživači prije nego što se vide u širokoj kriminalnoj upotrebi. Ipak, oni su važni jer otkrivaju slabosti u pretpostavkama modernog računarstva.

Utječu na dizajn čipova, sigurnost preglednika, računarstvo u oblaku, kriptografske biblioteke i način na koji inženjeri razmišljaju o privatnosti, piše Independent.