Penyelidik jumpa cara untuk melihat transistor CPU bekerja, dan ia mungkin jadi masalah keselamatan pada masa depan

Satu pasukan penyelidik di University of Adelaide dah tunjukkan cara baharu untuk tengok apa yang sedang berlaku dalam pemproses ketika ia betul-betul tengah berjalan, menggunakan radiasi terahertz.

Benda ni mungkin bunyi macam eksperimen makmal semata-mata, tapi sebenarnya ada dua implikasi besar. Pertama, ia boleh bagi jurutera kaedah yang jauh lebih kuat untuk uji dan diagnos cip. Kedua, kalau teknik ni nanti jadi praktikal di luar makmal, ia mungkin buka jalan kepada jenis kecurian data baharu dari sisi hardware.

Apa yang penyelidik jumpa

Menurut laporan itu, pasukan tersebut berjaya mengesan aktiviti transistor dalam cip yang sedang berfungsi dengan menembak gelombang terahertz ke arahnya dan menganalisis macam mana isyarat pantulan berubah apabila transistor hidup dan mati.

Setup ini menggunakan vector network analyser, atau VNA, yang bermula dengan menghasilkan isyarat gelombang mikro pada frekuensi dan fasa yang dah diketahui. Lepas tu, frequency extender akan tukarkan isyarat gelombang mikro itu jadi gelombang terahertz, yang difokuskan ke atas microchip melalui lensa.

Bahagian penting dia, cip tu kena dalam keadaan hidup dan memang sedang buat kerja sebenar. Bila transistor dalam cip tukar state, perubahan itu akan mempengaruhi isyarat terahertz yang dipantulkan. Isyarat pantulan itu kemudian ditangkap, ditukar semula ke gelombang mikro, dan dibandingkan dengan isyarat asal menggunakan homodyne quadrature receiver yang boleh kesan perbezaan kecil pada amplitude dan phase.

Salah seorang penyelidik, Withawat Withayachumnankul, kata pasukan mereka sampai kena ubah suai receiver itu supaya ia boleh berfungsi dalam domain terahertz, sebab asalnya ia dibina untuk perbandingan gelombang mikro. Itu penting sebab beza isyarat yang mereka cari memang sangat kecil. Gelombang terahertz secara fizikal jauh lebih besar daripada transistor yang sedang diperiksa, dan gangguan oscillator daripada VNA pun mudah sangat tenggelamkan data yang berguna.

Kenapa ini penting

Perkara paling menarik dekat sini sebenarnya mudah saja, kaedah ini boleh tengok ke dalam pemproses ketika ia sedang beroperasi. Laporan itu kata benda ni adalah sesuatu yang tools sedia ada tak boleh buat dengan cara yang sama.

Untuk jurutera cip, ini memang besar. Analisis langsung ketika cip sedang berjalan bermaksud pengesanan masalah yang lebih baik, validasi yang lebih mendalam, dan mungkin cara yang lebih cepat untuk faham macam mana pemproses berkelakuan di bawah workload sebenar.

Untuk pembaca di Malaysia dan rantau SEA, benda ni pun wajar diperhatikan sebab ekosistem PC gaming dan esports kita makin bergantung pada hardware. Pemain kompetitif, streamer, kafe gaming, pembina PC butik, dan system integrator semuanya bergantung pada pemproses yang laju, stabil, dan boleh dipercayai. Apa-apa breakthrough dalam ujian cip akhirnya boleh turun kepada hardware yang lebih reliable.

Tapi ada masalah: cip bertindan susah dianalisis

Teknik ini masih belum bersedia untuk jadi tools harian.

Salah satu limitasi besar ialah kerumitan reka bentuk cip moden. Laporan itu menyebut reka bentuk yang padat, terutamanya pemproses dengan pelbagai lapisan atau 3D stacked chiplets, lebih susah untuk dianalisis sebab radiasi itu mungkin tak dapat bezakan lapisan mana satu yang sebenarnya sedang dibaca kalau lapisan atas menutup pandangan.

Penyelidik dilaporkan sedang bincang cara untuk tingkatkan sensitiviti VNA supaya ia boleh kendalikan reka bentuk yang lebih maju ini dengan lebih tepat.

Kebimbangan lebih besar: keselamatan

Sudut yang lagi merisaukan ialah risiko keselamatan.

Kalau teknologi ini matang sampai tahap tertentu, penyerang secara teori boleh guna kaedah ini untuk probe CPU ketika ia sedang berjalan dan keluarkan data yang berguna. Itu yang buat ia menakutkan, sebab encryption standard pun tak semestinya boleh selesaikan isu ini sepenuhnya. Pada satu tahap, pemproses tetap kena decrypt data sebelum ia boleh proses, dan di situlah wujud ruang serangan pada peringkat hardware.

Itu tak bermaksud gamers di SEA kena panik esok juga. Buat masa sekarang, benda ni masih nampak macam kerja makmal yang sangat khusus, bukannya jenis serangan yang kau akan nampak dekat event LAN hujung minggu. Tapi ini memang jenis penyelidikan yang industri hardware dan keselamatan kena pantau awal-awal, sebelum teknik ini jadi lebih mudah dan murah untuk digunakan.

Buat masa sekarang, penemuan ini nampak macam duduk dalam dua dunia serentak, menarik untuk diagnostik cip, tapi dalam masa sama agak menakutkan untuk masa depan keselamatan hardware.

Sumber: Tom's Hardware