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Todos os sistemas de computação modernos possuem vários processadores de periféricos integrados dedicados a tarefas como rede, processamento gráfico, gerenciamento de energia e outros. Geralmente, esses processadores de periféricos têm um objetivo único e são muito menos poderosos que a CPU principal. Periféricos integrados que não implementam segurança suficiente se tornam alvos fáceis para ataques de invasores, através dos quais eles podem infectar persistentemente o sistema operacional. Com um firmware de processador de periférico infectado, um invasor poderia visar o software da CPU principal ou capturar diretamente dados sensíveis (um dispositivo Ethernet poderia ver o conteúdo dos pacotes que não estão criptografados, por exemplo).

Sempre que possível, a Apple trabalha para reduzir o número necessário de processadores de periféricos e evitar designs que exijam firmware. Mas quando processadores separados com seus próprios firmwares são necessários, medidas são tomadas para ajudar a garantir que um invasor não possa persistir nesses processadores. Isso pode ser feito ao verificar o processador de uma das seguintes maneiras:

Ao executar o processador em um modo para que ele baixe um firmware verificado da CPU principal na inicialização

Ao fazer com que o processador do periférico implemente sua própria cadeia de inicialização segura para verificar o firmware do processador do periférico sempre que o Mac inicializa

A Apple trabalha com fornecedores para auditar suas implementações e aprimorar seus projetos para incluir as propriedades desejadas, como:

Garantia de um poder criptográfico mínimo

Garantia de uma revogação forte do firmware reconhecidamente problemático

Desativação de interfaces de depuração

Assinatura do firmware com chaves criptográficas armazenadas nos módulos de segurança de hardware (HSMs) controlados pela Apple

Nos últimos anos, a Apple tem trabalhado com alguns fornecedores externos para adotar as mesmas estruturas de dados "Image4", código de verificação e infraestrutura de assinatura usados pelo Apple Silicon.

Quando nem a operação sem armazenamento nem o armazenamento com a inicialização segura são uma opção, o projeto exige que as atualizações de firmware sejam criptograficamente assinadas e verificadas antes da atualização do armazenamento persistente.

Data de Publicação: 18 de fevereiro de 2021

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Segurança do processador de periféricos em computadores Mac

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Todos os sistemas de computação modernos possuem vários processadores de periféricos integrados dedicados a tarefas como rede, processamento gráfico, gerenciamento de energia e outros. Geralmente, esses processadores de periféricos têm um objetivo único e são muito menos poderosos que a CPU principal.

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Qual será a próxima revolução? (Foto: Getty Images via BBC News Brasil)

Nos últimos 50 anos, uma previsão de Gordon Moore, um dos fundadores da empresa de tecnologia Intel, dedicada à fabricação de microprocessadores para computadores, está se cumprindo.

Em 1965, o engenheiro disse que, a cada 18 meses, os microprocessadores se tornariam duas vezes mais rápidos, usando metade da energia e teriam metade do tamanho atual.

Pouco depois, ele ajustou o cálculo dizendo que levaria 24 meses e não 18. Foi assim que nasceu a chamada "Lei de Moore".

O empreendedor chegou a essa hipótese empiricamente, confirmada com a passagem do tempo.

Além de afirmar que a capacidade de processamento por computadores aumentaria exponencialmente, Moore previu que, ao mesmo tempo, o custo de fabricação dos componentes envolvidos diminuiria.

Mas há um problema.
O que pode conter o aumento exponencial

A Lei de Moore se comprovou na realidade (Foto: Getty Images via BBC News Brasil)

A Lei de Moore acertou ao enxergar que os computadores funcionariam mais e mais rapidamente ao longo dos anos. No entanto, essa progressão tem um limite.

Os transistores (componentes eletrônicos que fazem parte dos circuitos dos microprocessadores e amplificam os sinais elétricos) se tornaram menores com o passar do tempo, mas chegará um momento em que seu tamanho não poderá continuar diminuindo.

Se forem pequenos demais, não poderão funcionar adequadamente. Os elétrons começariam a pular e a chegar a lugares onde não deveriam.

Por outro lado, se são colocados muitos elétrons para que o computador funcione mais rápido, há o risco de que o chip queime.

Os fabricantes de chips estão há muitos anos cientes destas dificuldades à vista. Tanto que tornou-se tão difícil e caro acompanhar o ritmo da Lei de Moore, que muitas empresas do ramo jogaram a toalha.

Isso não significa, no entanto, que a batalha esteja perdida.

A BBC resumiu algumas inovações tecnológicas que devem resolver o problema.

1. A via quântica

Em vez de usar bits (na computação tradicional, trata-se da unidade que alterna "um" e "zero" em sequências longas), a tecnologia quântica trabalha com blocos chamados qubits, ou bits quânticos. Eles usam as propriedades quase mágicas das partículas subatômicas.

Elétrons ou fótons, por exemplo, podem estar em dois estados ao mesmo tempo - um fenômeno chamado superposição. Como resultado, um computador de qubit pode fazer cálculos muito mais rapidamente que um computador convencional.

Seria como se uma pessoa fosse capaz de percorrer cada um dos vários caminhos de um labirinto muito complexo ao mesmo tempo, como alguns cientistas preferem exemplificar a computação quântica.

Os qubits também podem influenciar uns aos outros, mesmo quando não estão fisicamente conectados, um processo chamado "entrelaçamento". Em termos computacionais, isso lhes dá a capacidade de fazer saltos lógicos que os computadores convencionais jamais conseguiriam.

Os fabricantes de microprocessadores sabem que têm um problema (Foto: Getty Images via BBC News Brasil)

2. Os processadores de grafeno

Materiais exóticos com potencial para serem usados na eletrônica têm sido progressivamente descobertos.

Um deles é o grafeno, composto por moléculas de carbono e 40 vezes mais resistente que o diamante. Este material é um forte candidato para substituir os chips de silício, porque é ótimo como condutor de eletricidade.

As universidades americanas já fizeram experimentos em que transistores de grafeno trabalharam mil vezes mais rápido que os transistores de silício usados hoje.

Tendo menos resistência elétrica, a velocidade dos processadores de grafeno pode ser aumentada na casa dos milhares e, mesmo assim, usar menos energia do que a tecnologia convencional.

O grafeno é um material com muito potencial para a próxima geração de chips (Foto: Getty Images via BBC News Brasil)

3. O memristor

Trata-se de um componente eletrônico hipotético concebido por Leon Chua, um teórico dos circuitos, no início dos anos 70.

A lógica da proposta? Esse componente gravaria o fluxo de corrente elétrica que circulou, e a resistência se adaptaria a essa memória.

Se organizados da maneira correta, os memristors poderiam substituir os transistores.

E como mais memristors podem ser inseridos em um chip do que os transistores, o computador trabalharia mais rápido e teria mais capacidade de armazenamento com eles.
4. Os chips vivos

Os bits dos computadores convencionais são representados com sequências de 0 e 1 (Foto: Getty Images via BBC News Brasil)

Muitos estão trabalhando na construção de computadores inspirados no funcionamento do cérebro.

O projeto Cérebro Humano, por exemplo, é financiado pela União Europeia e dedica-se à pesquisa de novos algoritmos que podem replicar o funcionamento do cérebro.

Mas há alguns que vão ainda mais longe.

É o caso da Koniku, a primeira empresa dedicada ao desenvolvimento de dispositivos eletrônicos usando neurônios de verdade.

Como? Eles modificam o DNA dos neurônios para que tenham certas peculiaridades e que se mantenham vivos por dois anos em um chip.

O objetivo da empresa é criar verdadeiros processadores biológicos que combinariam o poder matemático das máquinas às poderosas capacidades cognitivas do cérebro humano. Na prática, processadores do tipo poderiam ser usados por exemplo para detectar o cheiro de drogas ou explosivos.

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4 inovações tecnológicas que deixarão seu computador ainda mais rápido

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Nos últimos 50 anos, uma previsão de Gordon Moore, um dos fundadores da empresa de tecnologia Intel, dedicada à fabricação de microprocessadores para computadores, está se cumprindo. Em 1965, o engenheiro disse que, a cada 18 meses, os microprocessadores se tornariam duas vezes mais rápidos, usando metade da energia e teriam metade do tamanho atual.

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O novo chip, batizado de Morpheus, bloqueia possíveis ataques de hackers criptografando e reorganizando aleatoriamente bits chave de seu próprio código e de seus dados 20 vezes por segundo.

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Redação do Site Inovação Tecnológica - 08/05/2019
Processador anti-hacker
Uma nova arquitetura de processador de computador desenvolvida na Universidade de Michigan, nos EUA, promete nada menos do que lançar as bases de um futuro no qual os computadores se defendem proativamente contra ameaças, tornando obsoleto o atual modelo de segurança de encontrar bugs e lançar atualizações.

O novo chip, batizado de Morpheus, bloqueia possíveis ataques de hackers criptografando e reorganizando aleatoriamente bits chave de seu próprio código e de seus dados 20 vezes por segundo.

Isso é infinitamente mais rápido do que um hacker humano consegue trabalhar e milhares de vezes mais rápido do que as mais rápidas técnicas de hacking eletrônico.

"A abordagem atual de eliminar erros de segurança um por um é um jogo perdido. As pessoas estão constantemente escrevendo código e, tão logo há um novo código, haverá novos bugs e vulnerabilidades de segurança. Com o Morpheus, mesmo que um hacker encontre um bug, a informação necessária para explorá-lo desaparece 50 milissegundos depois. É talvez a coisa mais próxima de um sistema seguro à prova do que surgir no futuro," disse o professor Todd Austin.
Agitação e semântica indefinida
Em vez de usar software para corrigir vulnerabilidades de códigos conforme elas são descobertas, o processador Morpheus inclui a segurança em seu hardware. A constante aleatorização dos recursos críticos do programa, em um processo chamado "churn" (agitação ou rotatividade), torna as vulnerabilidades virtualmente impossíveis de serem identificadas e exploradas.

Ainda assim, a rotatividade dos dados e sua aleatorização feita pelo processador são transparentes para os desenvolvedores de software e os usuários finais. Isso porque o mecanismo se baseia na aleatorização de bits de dados conhecidos como "semântica indefinida", que se refere aos recantos e fendas obscuras da arquitetura de computação - por exemplo, a localização, formato e conteúdo do código de um programa é uma semântica indefinida.

A semântica indefinida faz parte do maquinário mais básico de um processador. Os programadores legítimos geralmente não interagem com ela, mas os hackers podem fazer engenharia reversa para descobrir vulnerabilidades e iniciar um ataque.

A taxa de "agitações" do chip pode ser ajustada para cima ou para baixo para encontrar o equilíbrio certo entre maximizar a segurança e minimizar o consumo de recursos. O professor Austin conta que a taxa de aleatorização de uma vez a cada 50 milissegundos foi escolhida para o processador de demonstração porque é milhares de vezes mais rápida do que as mais rápidas técnicas de hacking eletrônico, enquanto reduz o desempenho apenas em cerca de 1%. A arquitetura também inclui um detector de ataque que procura ameaças pendentes e aumenta a taxa de aleatorização se perceber que um ataque é iminente.

O chip de demonstração é um processador RISC-V - um design de chip comum, de código aberto, usado frequentemente para pesquisa. A equipe já está tentando comercializar a tecnologia.
Bibliografia:

Artigo: Morpheus: A Vulnerability-Tolerant Secure Architecture Based on Ensembles of Moving Target Defenses with Churn
Autores: Mark Gallagher, Lauren Biernacki, Shibo Chen, Zelalem Birhanu Aweke, Salessawi Ferede Yitbarek, Misiker Tadesse Aga, Austin Harris, Zhixing Xu, Baris Kasikci, Valeria Bertacco, Sharad Malik, Mohit Tiwari, Todd Austin
Revista: Proceedings of the Twenty-Fourth International Conference on Architectural Support for Programming Languages and Operating Systems
Vol.: 1 - Pages 469-484
DOI: 10.1145/3297858.3304037

Mais tópicos

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Processador anti-hacker pára ataque antes que ele comece

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Redação do Site Inovação Tecnológica - 08/05/2019 Processador anti-hacker Uma nova arquitetura de processador de computador desenvolvida na Universidade de Michigan, nos EUA, promete nada menos do que lançar as bases de um futuro no qual os computadores se defendem proativamente contra ameaças, tornando obsoleto o atual modelo de segurança de encontrar bugs e lançar atualizações.

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QuaPesquisadores da Universidade Nacional de Yokohama, no Japão, desenvolverais as principais características e inovações tecnológicas dos processadores atuais?

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Qual é a melhor marca de CPU?
Top 10 melhores marcas de computadores do mundo

Gateway Computer. Gateway Computer é uma marca que é basicamente uma empresa subsidiária da famosa Acer Incorporation. ...

NEC. NEC é basicamente uma marca internacional japonesa, e conhecida por seus produtos diferentes da tecnologia da informação. ...

Fujitsu. ...

IBM. ...

Toshiba. ...

Lenovo. ...

Dell. ...

Acer.

Qual o melhor PC Custo-benefício 2020?

O Ryzen 5 3500 é um processador bem frio, com um TDP de 65W, não será nenhum problema para nossa placa mãe de modelo mais simples, e ainda nos permite fazer um UPGRADE para até um Ryzen 7 3700X com o mesmo TDP de 65W. Com excelente preço a Gigabyte GA-A320M-S2H, foi a escolhida.

Qual é o melhor processador de celular atualmente?
Os melhores processadores de celular de 2019

1. 1 - Apple A13 Bionic. Aqui temos um processador campeão de eficiência, tanto na questão de economia de bateria como em velocidade. ...

2. 2 - Snapdragon 855+ ...

3. 3 - Snapdragon 855. ...

4. 4 - Exynos 9810. ...

5. 5 - Snapdragon 730G. ...

6. 6 - Snapdragon 660.

Qual processador eu devo comprar?

Por conta disso, é importante que você sempre busque por um processador de uma geração mais recente, seja ele Intel Core i3, i5, i7 e i9, ou AMD Ryzen 3, 5, 7 e 9. ... No caso de um processador Intel Core i5 10400, a numeração indica que o chip é de décima geração, ou seja, a mais atual.

Qual é o melhor GHz?

Um número maior de GHz quer dizer também uma velocidade de processamento maior. O clock é o fator direto para definir a velocidade do processador, mas também há outras partes que interferem nisso.

Quanto maior o cachê do processador melhor?

É importante frisar que a quantidade de memória cache é um fator que impacta diretamente na performance geral justamente por diminuir a quantidade de requisições da CPU para a memória RAM. Quanto mais espaço tiver no cache do processador, menores serão as chances de ele ter de solicitar algum dado da RAM.

O que deixa o PC mais rápido processador ou memória?

Algumas mudanças de hardware, como placa de vídeo, processador e memória RAM, podem oferecer um bom ganho de desempenho. ... Dentre as opções estão a troca do processador e da placa de vídeo ou recorrer a um cooler mais ajudar no resfriamento.

Como liberar o cachê do processador?

Para ativar o cache L2 no Windows: na janela da direita, você tem que encontrar uma chave chamada "SecondLevelDataCache", clique com o botão direito nele e clique em 'Editar' Clique em "Decimal" E substitua o valor real do seu processador.

O que é mais importante o processador ou a memória RAM?

A maioria dos usuários entende que quanto mais memória RAM, maior a capacidade de processamento de dados do computador. ... Funciona da seguinte maneira: quando um programa necessita de um dado armazenado, o processador indica qual endereço da RAM deve ser lido.

Qual a função do processador e da memória RAM?

A memória RAM é um dos componentes de hardware mais importante em um computador. Ela trabalha junto do processador para transportar os dados e informações dos programas instalados no PC.

Quanto mais MHz na memória RAM é melhor?

A freqüência de uma memória, medida em MHz, determina a sua velocidade máxima de transferência de dados para o processador. Em outras palavras, quanto maior a freqüência, maior será o desempenho obtido.

Quanto de memória RAM é bom para jogos?

No mínimo, você vai querer 4GB de RAM para rodar aplicativos de jogos modernos. No entanto, como regra geral, 8GB de RAM é recomendado para evitar qualquer desempenho ou questões relacionadas com a velocidade.

Como aumentar a memória para um jogo?
Como limpar a memória RAM e deixar o PC mais rápido

1. Verifique a memória instalada. ...

2. Reinicie o computador. ...

3. Verifique os programas que iniciam com o sistema. ...

4. Desinstale o que não for necessário. ...

5. Seja coerente com a quantidade de RAM. ...

6. Baixe um software de otimização. ...

7. ReadyBoost pode ser uma alternativa no Windows.

O que muda a quantidade de memória RAM?

A memória RAM é um tipo de tecnologia que permite o acesso aos arquivos armazenados no computador. Diferentemente da memória do HD, a RAM não armazena conteúdos permanentemente. RAM significa "random access memory", ou em português " memória de acesso aleatório".

É possível aumentar a memória RAM de um notebook?

Um SO de 32 bits, por exemplo, não aguenta mais do que 3 GB; caso seu Windows seja 64 bits, o limite aumenta até incríveis 192 GB. Uma vez que você tenha se certificado desses detalhes, adquira os pentes de memória com a capacidade desejada e prepare-se para fazer a operação de upgrade.

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Quais as principais características e inovações tecnológicas dos processadores atuais?

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Top 10 melhores marcas de computadores do mundo Gateway Computer. Gateway Computer é uma marca que é basicamente uma empresa subsidiária da famosa Acer Incorporation. ... NEC. NEC é basicamente uma marca internacional japonesa, e conhecida por seus produtos diferentes da tecnologia da informação. ... Fujitsu. ... IBM. ... Toshiba.

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A junção de memória e processamento no mesmo chip imita a forma como o cérebro humano funciona. Um engenheiro brasileiro, atualmente trabalhando na Suíça, liderou uma equipe que desenvolveu um processador de computador que combina duas funções - operações lógicas e armazenamento de dados - em uma única arquitetura.

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Unidade central de processamento, o processador é um dos componentes mais importantes de um computador; saiba mais detalhes

Muitas vezes quando computadores estão lentos ou com algum problema é comum colocar a culpa no processador. De fato, algumas vezes o componente é o culpado por um mau funcionamento, mas a questão é que um grande número de pessoas não sabem o que é um processador e tampouco como eles funcionam. Isso é o que vai ser visto neste artigo.

O que é um processador? (Imagem: Vitor Pádua / Tecnoblog)

O processador é a unidade central de processamento de um computador (CPU), que funciona como o cérebro do computador, pois interage e faz as conexões necessárias entre todos os programas instalados.

Neste processo, ele também interpreta as informações enviadas pelos programas, realiza diversas operações, inclusive gerando a interface que nós interagimos quando usamos um computador.

Os processadores são colocados na Placa-Mãe, por soquetes, e sua estrutura é composta por bilhões de transistores.

Sobre os núcleos dos processadores

Em tempos mais antigos, processadores contavam apenas com um núcleo, contudo, atualmente um processador pode ter vários núcleos para conseguir trabalhar melhor com uma grande variedade de informações recebidas simultaneamente.

Por essa razão, vemos nomenclaturas como "Dual-Core" (2 núcleos), Quad-core (4 núcleos), podendo chegar em até 32 núcleos nos computadores de alta performance.

Dessa forma, um computador consegue executar várias tarefas de uma vez, por isso você consegue abrir um texto em um programa, enquanto escuta música em outro e navega na internet. Isso para não citar as tarefas menores que são executadas e nós não vemos.

O conceito do processador pode ser aplicado também nos videogames modernos, que processam não apenas os games que você está jogando, mas também as interfaces de menus dos consoles, aplicativos de streaming e outros recursos disponíveis.

Pode ser dito o mesmo sobre os processadores de nossos smartphones que também nos permitem realizar diversas tarefas ao mesmo tempo.

Processador Intel Xeon Platinum 9200. (imagem: Divulgação / Intel)

Velocidades de clock

Essa é outra dúvida comum, afinal quando vemos um processador, uma das informações que chegam em sequência é a velocidade de clock.

Velocidade de clock é um dos fatores que definem a velocidade com que um processador consegue lidar com informações. Essa velocidade é medida em GigaHertz (GHz). Processadores mais antigos tinham sua velocidade medida em MegaHertz (MHz).

Uma máquina que conta com uma velocidade de clock de 3,2 GHz, pode executar 3,2 bilhões de ciclos de operações por segundo.

Embora a velocidade de clock seja importante, não é difícil que uma máquina mais antiga, com velocidade de clock mais alta, seja mais lenta do que outra máquina mais nova com velocidade de clock menor. Isso acontece porque a estrutura de processadores mais modernos, geralmente, são feitas para otimizar o desempenho.

Para quem tem conhecimento técnico é possível aumentar a velocidade de clock para ganhar mais desempenho, usando uma operação chamada "overclocking", fazendo com que o processador trabalhe em uma velocidade acima do padrão.

Apesar de ser um recurso tentador é preciso ter conhecimento para fazer o procedimento e não causar danos ao seu equipamento.

O processador é um dos componentes mais importantes de um computador, porém, o bom desempenho de uma máquina depende do conjunto completo com a placa de vídeo, memória RAM e demais componentes.

O processador é um dos componentes mais importantes de um computador. (Imagem: Christian Wiediger / Unsplash)

Problemas comuns

De forma geral, processadores costumam ter boa durabilidade, porém fatores como aterramento utilizado, qualidade no fluxo de energia fornecida e refrigeração podem fazer uma grande diferença em sua vida útil.

Travamentos são um dos sintomas comuns de um processador com problemas. Isso pode acontecer por superaquecimento. Algumas vezes, o problema pode ser resolvido com uma troca de pasta térmica, mas lembre-se que se você não tem o conhecimento necessário é recomendável procurar um especialista.

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Unidade central de processamento, o processador é um dos componentes mais importantes de um computador; saiba mais detalhes Muitas vezes quando computadores estão lentos ou com algum problema é comum colocar a culpa no processador.