Een onderzoeksteam van de Washington State University heeft significante en voorheen onbekende kwetsbaarheden ontdekt in krachtige computerchips die kunnen leiden tot storingen in moderne elektronica.

De onderzoekers ontdekten dat ze het on-chip communicatiesysteem konden beschadigen en de levensduur van de hele computerchip aanzienlijk konden verkorten door opzettelijk kwaadwillende werklast toe te voegen.

Onder leiding van Partha Pande, universitair docent aan de School voor Elektrotechniek en Informatica, zij rapporteerden over het werk tijdens het recente IEEE/ACM International Symposium on Networks-on-Chip in 2018.

Onderzoekers hebben geprobeerd de kwetsbaarheden van computerchips te begrijpen als een manier om kwaadaardige aanvallen op de elektronica die deel uitmaakt van het dagelijks leven te voorkomen. Sommige verkopers van consumentenelektronica, zoals Apple en Samsung, zijn beschuldigd van het misbruiken van kwetsbaarheden in hun eigen elektronica en het verzenden van software-updates die opzettelijk eerdere telefoonmodellen vertragen om consumenten aan te moedigen nieuwe producten te kopen.

Eerdere onderzoekers hebben computerchipcomponenten bestudeerd, zoals de verwerkers, computergeheugen en circuits voor beveiligingsproblemen, maar het WSU-onderzoeksteam vond significante kwetsbaarheden in de geavanceerde communicatieruggengraat van krachtige computerchips.

"Het communicatiesysteem is de lijm die alles bij elkaar houdt, "zei Pande. "Als het defect begint te raken, het hele systeem gaat afbrokkelen."

Krachtige computers gebruiken een groot aantal processors en doen parallelle verwerking voor big data-toepassingen en cloud computing, en het communicatiesysteem coördineert de processors en het geheugen. Onderzoekers werken aan het vergroten van het aantal processors en het integreren van krachtige mogelijkheden in draagbare apparaten.

De onderzoekers bedachten drie "sluw geconstrueerde schadelijke" aanvallen om het communicatiesysteem te testen. Deze extra werklast verhoogde door elektromigratie veroorzaakte stress en overspraakruis. De onderzoekers ontdekten dat een beperkt aantal cruciale verticale verbindingen van het communicatiesysteem bijzonder kwetsbaar waren om te falen. Die verbindingen verbinden de processors in een stapel en stellen ze in staat met elkaar te praten.

"We hebben bepaald hoe een agent het communicatiesysteem kan targeten om storingen in de chip te starten, "zei Pande. "De rol van de communicatie en de dreiging waren niet eerder duidelijk voor de onderzoeksgemeenschap."

De onderzoekers zullen nu werken aan het ontwikkelen van manieren om het probleem te verminderen, zoals geautomatiseerde technieken en algoritmen om aanvallen op te sporen en te verijdelen.