Sicherheitslücke in Computerchips trifft Milliarden Geräte

Ganze Generationen von Computerchips sind anfällig für Attacken, mit denen Passwörter und Kryptoschlüssel gestohlen werden können. Die Tech-Branche beeilt sich, auf breiter Front Computer, Smartphones und Cloud-Server sicherer zu machen.

In Computerchips von Milliarden Geräten ist eine Sicherheitslücke entdeckt worden, durch die Angreifer an vertrauliche Daten kommen könnten. Forscher demonstrierten, dass es möglich sei, sich Zugang zum Beispiel zu Passwörtern, Krypto-Schlüsseln oder Informationen aus Programmen zu verschaffen. Die Tech-Firmen sind dabei, die Lücke mit Software-Aktualisierungen zu stopfen.

Die Schwachstelle liegt in einem Verfahren, bei dem Chips möglicherweise später benötigte Informationen schon im voraus abrufen, um Verzögerungen zu vermeiden. Diese als «speculative execution» bekannte Technik wird seit Jahren von diversen Anbietern eingesetzt. Damit dürfte eine Masse von Computer-Geräten zumindest theoretisch bedroht sein.

Sie wüssten nicht, ob die Sicherheitslücke bereits ausgenutzt worden sei, erklärten die Forscher. Man würde es wahrscheinlich auch nicht feststellen können, denn die Attacken hinterließen keine Spuren in traditionellen Log-Dateien.

Tech-Branche will Sicherheitslücke schließen

Der Branchenriese Intel erklärte, es werde gemeinsam mit anderen Firmen an einer Lösung gearbeitet, bezweifelte aber zugleich, dass die Schwachstelle bereits ausgenutzt worden sei. Der kleinere Intel-Konkurrent AMD, der von den Entdeckern der Sicherheitslücke ebenfalls genannt wurde, bestritt, dass seine Prozessoren betroffen seien. Der Chipdesigner Arm, dessen Prozessor-Architektur in Smartphones dominiert, bestätigte, dass einige Produkte anfällig dafür seien.

Die Sicherheitslücke war bereits vor einiger Zeit entdeckt worden. Die Tech-Industrie arbeitete seitdem daran, die Schwachstelle mit Software-Updates zu schließen, bevor sie publik wurde. Die Veröffentlichung war für den 9. Januar geplant. Die Unternehmen zogen sie auf Mittwoch vor, nachdem Berichte über eine Sicherheitslücke in Intel-Chips die Runde machten. Der Aktienkurs von Intel sackte ab, der Konzern sah sich gezwungen, «irreführenden Berichten» zu widersprechen und betonte, es handele sich um ein allgemeines Problem.

Die Forscher, die unter anderem bei Google arbeiten, beschrieben zwei Attacken auf Basis der Schwachstelle. Bei der einen, der sie den Namen «Meltdown» gaben, werden die grundlegenden Trennmechanismen zwischen Programmen und dem Betriebssystem ausgehebelt. Dadurch könnte böswillige Software auf den Speicher und damit auch auf Daten anderer Programme und des Betriebssystems zugreifen. Für diese Attacke ist den Entdeckern der Schwachstelle zufolge nahezu jeder Intel-Chip seit 1995 anfällig – sie kann aber mit Software-Updates gestopft werden.

Die zweite Attacke, «Spectre», lässt zu, dass Programme einander ausspionieren können. «Spectre» sei schwerer umzusetzen als «Meltdown» – aber es sei auch schwieriger, sich davor zu schützen. Man könne aber zumindest bekannte Schadsoftware durch Updates stoppen. Von «Spectre» seien «fast alle Systeme betroffen: Desktops, Laptops, Cloud-Server sowie Smartphones», erklärten die Forscher. Man habe die Attacke auf Chips von Intel und AMD sowie Arm-Designs nachgewiesen.

Maßnahmen könnten Leistung beeinträchtigen

Die Software-Maßnahmen gegen die Sicherheitslücken dürften zwar die Leistung der Prozessoren beeinträchtigen, räumte Intel ein. In den meisten Fällen werde der Leistungsabfall aber bei maximal zwei Prozent liegen. In ersten Berichten war noch von bis zu 30 Prozent die Rede.

Besonders brenzlig werden könnte das Problem zumindest theoretisch in Server-Chips, auf denen sich die Wege vieler Daten kreuzen. Die Cloud-Schwergewichte Google, Microsoft und Amazon sicherten ihre Dienste mit Software-Updates.

In den vergangenen Jahren hatten die Tech-Unternehmen ihre Geräte und Dienste unter anderem mit Verschlüsselung abgesichert – gingen dabei jedoch davon aus, dass von den Prozessoren selbst keine Gefahr droht.

Was man über die große Chip-Sicherheitslücke wissen sollte

Es klingt fast schon zu schlimm, um wahr zu sein: Ein seit 20 Jahren gängiges Verfahren, das Computerchips schneller machen sollte, machte sie auch anfällig für Datenklau. Immerhin gibt es bisher keine Hinweise darauf, dass die Schwachstelle ausgenutzt wurde.

Was ist besonders an dieser Sicherheitslücke?

Es geht um eine Funktion des Prozessors, des Herzstücks eines jeden Computergeräts. In dem Chip wird die Rechenarbeit erledigt. Programme müssen ihm vertrauen – und über die entdeckte Schwachstelle kann der Prozessor Angreifern einen den Weg zu einer wahren Daten-Schatztruhe bieten. Damit könnte es so etwas wie ein Größter Anzunehmender Unfall für die Computerbranche werden.

Was macht die Angriffe möglich?

Prozessoren wurden seit Jahrzehnten darauf getrimmt, immer schneller zu werden. Eine der Ideen dabei war, möglicherweise später benötigte Daten schon vorher abzurufen, damit es nachher keine Verzögerungen gibt. Wie sich jetzt herausstellt, kann dieses Verfahren jedoch ausgetrickst werden, so dass die Daten abgeschöpft werden.

Welche Chips sind betroffen?

Da der Kern des Problems ein branchenweit angewandtes Verfahren ist, sind auch Chips verschiedenster Anbieter anfällig und es geht um Milliarden Geräte. Beim Branchenriesen Intel ist es laut den Forschern, die das Problem entdeckt haben, potenziell der Großteil der Prozessoren seit 1995. Aber auch einige Prozessoren mit Technologie des Chip-Designers Arm, der in Smartphones dominiert, sind darunter. Der Intel-Konkurrent AMD erklärt, seine Chips seien dank ihrer technischen Lösungen sicher, die Forscher erklären, sie hätten auch die attackieren können.

Welche Angriffsmöglichkeiten wurden bisher bekannt?

Die Forscher veröffentlichten Informationen zu zwei Attacken. Die eine, bei der Informationen aus dem Betriebssystem abgegriffen werden können, tauften sie auf den Namen «Meltdown». Sie sei bisher nur auf Intel-Chips nachgewiesen worden. Die zweite, «Spectre», lässt andere Programme ausspähen. Diese Attacke sei schwere umzusetzen – aber auch der Schutz vor ihr sei schwieriger. Nahezu alle modernen Prozessoren seien anfällig. «Spectre» funktionierte den Forschern zufolge auf Chips von Intel, AMD und mit Arm-Technologie. Laut Arm sind jedoch nur wenige Produktlinien betroffen.

Ist diese Schwachstelle schon ausgenutzt worden?

«Wir wissen es nicht», erklären dazu die Sicherheitsforscher knapp. Eine Attacke würde auch in den bisher gängigen Log-Dateien keine Spuren hinterlassen, warnen sie. Intel geht davon aus, dass es bisher keine Angriffe gegeben hatte.

Was wäre das schlimmste Horrorszenario?

Wahrscheinlich, dass Angreifer Chips von Servern in Rechenzentren benutzen könnten, um an eine Vielzahl fremder Daten zu kommen.

Gibt es auch gute Nachrichten?

Die Schwachstelle wurde bereits im Juni entdeckt und den Unternehmen gemeldet, so dass sie Zeit hatten, Gegenmittel zu entwickeln. Google, Microsoft und Amazon sicherten ihre Cloud-Dienste ab. Dabei wurde das Problem früher als geplant publik: Eigentlich wollte die Branche die Schwachstelle und ihre Maßnahmen erst am 9. Januar öffentlich machen. Doch schon in den vergangenen Tagen fiel eine erhöhte Update-Aktivität auf – und erste Berichte über eine Schwachstelle in Intel-Chips machten die Runde.

Wenn das Verfahren die Chips schneller machen sollte – machen die Gegenmaßnahmen sie dann langsamer?

Ja – allerdings erklärte Intel, dass der Leistungsabfall in den meisten Fällen zwei Prozent nicht überschreiten dürfte. In ersten Medienberichten war noch von bis zu 30 Prozent die Rede.