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¿Cómo afectarán a mi PC los defectos de Meltdown y Specter?


Los procesadores de computadora tienen un gran defecto de diseño, y todos están luchando por arreglarlo. Solo uno de los dos orificios de seguridad puede ser parchado, y los parches harán que las PC (y Mac) con chips Intel sean más lentas.

Actualización : una versión anterior de este artículo establecía que esta falla era específica de los chips Intel, pero esa no es toda la historia De hecho, hay dos vulnerabilidades principales aquí, ahora denominadas "Meltdown" y "Spectre". Meltdown es en gran parte específico de los procesadores Intel y afecta a todos los modelos de CPU de las últimas décadas. Hemos agregado más información sobre estos dos errores, y la diferencia entre ellos, al artículo siguiente.

¿Qué son Meltdown y Spectre?

Spectre es un "defecto de diseño fundamental" que existe en todas las CPU en el mercado -incluyendo los de AMD y ARM, así como Intel. Actualmente no existe una solución de software, y es probable que requiera un rediseño completo del hardware para las CPU en general, aunque afortunadamente es bastante difícil de explotar, de acuerdo con los investigadores de seguridad. Es posible protegerse contra ataques específicos de Spectre, y los desarrolladores están trabajando en ello, pero la mejor solución será rediseñar el hardware de la CPU para todos los chips futuros.

Meltdown básicamente empeora la Spectre haciendo que la falla subyacente sea mucho más fácil de explotar. Es esencialmente un defecto adicional que afecta a todos los procesadores Intel fabricados en las últimas décadas. También afecta algunos procesadores ARM Cortex-A de gama alta, pero no afecta a los chips AMD. Meltdown está siendo parcheado en los sistemas operativos de hoy.

¿Pero cómo funcionan estos defectos?

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Los programas que se ejecutan en su computadora se ejecutan con diferentes niveles de permisos de seguridad. El kernel del sistema operativo -el núcleo de Windows o el kernel de Linux, por ejemplo- tiene el nivel más alto de permisos porque ejecuta el programa. Los programas de escritorio tienen menos permisos y el kernel restringe lo que pueden hacer. El kernel usa las características de hardware del procesador para ayudar a aplicar algunas de estas restricciones, porque es más rápido hacerlo con hardware que con el software.

El problema aquí es con la "ejecución especulativa". Por motivos de rendimiento, las CPU modernas ejecutan automáticamente las instrucciones que creen que podrían necesitar ejecutarse y, si no lo hacen, simplemente pueden rebobinar y devolver el sistema a su estado anterior. Sin embargo, una falla en Intel y algunos procesadores ARM permiten que los procesos ejecuten operaciones que normalmente no podrían ejecutarse, ya que la operación se realiza antes de que el procesador se moleste en verificar si debe tener permiso para ejecutarlo o no. Ese es el error Meltdown.

El problema central con Meltdown y Spectre yace dentro del caché de la CPU. Una aplicación puede intentar leer la memoria y, si lee algo en la memoria caché, la operación se completará más rápido. Si intenta leer algo que no está en la memoria caché, se completará más lentamente. La aplicación puede ver si algo se completa rápido o lento y, mientras todo lo demás durante la ejecución especulativa se limpia y borra, el tiempo que lleva realizar la operación no se puede ocultar. Luego puede usar esta información para construir un mapa de cualquier cosa en la memoria de la computadora, bit por bit. El almacenamiento en caché acelera las cosas, pero estos ataques aprovechan esa optimización y la convierten en una falla de seguridad.

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Entonces, en el peor de los casos, el código JavaScript ejecutar en su navegador web podría leer efectivamente la memoria a la que no debería tener acceso, como la información privada almacenada en otras aplicaciones. Los proveedores de nube como Microsoft Azure o Amazon Web Services, que alojan múltiples software de diferentes empresas en diferentes máquinas virtuales en el mismo hardware, están particularmente en riesgo. El software de una persona podría, en teoría, espiar cosas en la máquina virtual de otra empresa. Es un colapso en la separación entre aplicaciones. Los parches para Meltdown significan que este ataque no será tan fácil de lograr. Desafortunadamente, poner estas comprobaciones adicionales en su lugar significa que algunas operaciones serán más lentas en el hardware afectado.

Los desarrolladores están trabajando en parches de software que hacen que los ataques de Espectro sean más difíciles de ejecutar. Por ejemplo, la nueva característica Site Aislation de Google Chrome ayuda a proteger contra esto, y Mozilla ya ha hecho algunos cambios rápidos a Firefox. Microsoft también realizó algunos cambios para ayudar a proteger Edge e Internet Explorer en la Actualización de Windows que ahora está disponible.

Si está interesado en los detalles profundos de Meltdown y Spectre, lea la explicación técnica del equipo Project Zero de Google, quien descubrió los errores el año pasado. Más información también está disponible en el sitio web MeltdownAttack.com.

¿Cuánto más lenta será mi PC?

Actualización : el 9 de enero, Microsoft dio a conocer cierta información sobre el rendimiento del parche. Según Microsoft, Windows 10 en las PC de la era 2016 con Skylake, Kabylake o los procesadores Intel más nuevos muestran "desaceleraciones de un dígito" que la mayoría de los usuarios no deberían notar. Windows 10 en PCs de la era 2015 con Haswell o una CPU anterior puede ver una mayor desaceleración, y Microsoft "espera que algunos usuarios noten una disminución en el rendimiento del sistema".

Los usuarios de Windows 7 y 8 no son tan afortunados. Microsoft dice que "esperan que la mayoría de los usuarios noten una disminución en el rendimiento del sistema" al usar Windows 7 u 8 en una PC de la era 2015 con Haswell o una CPU anterior. Windows 7 y 8 no solo usan CPUs antiguas que no pueden ejecutar el parche de manera eficiente, sino que "Windows 7 y Windows 8 tienen más transiciones de kernel de usuario debido a las decisiones de diseño heredadas, como la representación de todas las fuentes en el núcleo" , y esto también ralentiza las cosas.

Microsoft planea realizar sus propios puntos de referencia y lanzar más detalles en el futuro, pero aún no sabemos exactamente cuánto afectará el parche de Meltdown al uso diario de PC. Dave Hansen, un desarrollador de Kernel de Linux que trabaja en Intel, originalmente escribió que los cambios que se realizan en el núcleo de Linux afectarán todo. Según él, la mayoría de las cargas de trabajo están experimentando una desaceleración de un solo dígito, con una ralentización de aproximadamente 5%. Sin embargo, el peor de los casos era una desaceleración del 30% en una prueba de red, por lo que varía de una tarea a otra. Sin embargo, estos son números para Linux, por lo que no necesariamente se aplican a Windows. La solución ralentiza las llamadas al sistema, por lo que las tareas con muchas llamadas al sistema, como la compilación de software y la ejecución de máquinas virtuales, probablemente se ralentizarán más. Pero cada pieza de software utiliza algunas llamadas al sistema.

Actualización : a partir del 5 de enero, TechSpot y Guru3D han realizado algunos puntos de referencia para Windows. Ambos sitios concluyeron que los usuarios de computadoras de escritorio no tienen mucho de qué preocuparse. Algunos juegos de PC ven una pequeña desaceleración del 2% con el parche, que está dentro del margen de error, mientras que otros parecen funcionar de manera idéntica. La representación 3D, el software de productividad, las herramientas de compresión de archivos y las utilidades de cifrado no se ven afectadas. Sin embargo, los puntos de referencia de lectura y escritura de archivos muestran diferencias notables. La velocidad de lectura rápida de una gran cantidad de archivos pequeños cayó alrededor del 23% en los puntos de referencia de Techspot, y Guru3D encontró algo similar. Por otro lado, el hardware de Tom encontró solo una disminución promedio del 3.21% en el rendimiento con una prueba de almacenamiento de aplicaciones para el consumidor, y argumentó que los "puntos de referencia sintéticos" que muestran caídas de velocidad más significativas no representan el uso real.

con un procesador Intel Haswell o más nuevo tienen una función PCID (Identificadores de contexto de proceso) que ayudará a que el parche funcione bien. Las computadoras con CPU Intel más antiguas pueden ver una mayor disminución en la velocidad. Los puntos de referencia anteriores se realizaron en CPUs Intel modernas con PCID, por lo que no está claro cómo funcionarán las CPU Intel anteriores.

Intel dice que la desaceleración "no debería ser significativa" para el usuario medio de la computadora, y hasta ahora eso parece cierto, pero cierto las operaciones ven una desaceleración. Para la nube, Google, Amazon y Microsoft básicamente dijeron lo mismo: para la mayoría de las cargas de trabajo, no han visto un impacto significativo en el rendimiento después de implementar los parches. Microsoft dijo que "un pequeño grupo de clientes [de Microsoft Azure] puede experimentar algún impacto en el rendimiento de las redes". Esas declaraciones dejan espacio para que algunas cargas de trabajo experimenten una desaceleración significativa. Epic Games culpó al parche de Meltdown por causar problemas en el servidor con su juego Fortnite y publicó un gráfico que muestra un gran aumento en el uso de la CPU en sus servidores en la nube después de que se instaló el parche.

Pero una cosa es clara: su computadora definitivamente no se está acelerando con esto parche. Si tienes una CPU Intel, solo puede ser más lenta, incluso si es por una pequeña cantidad.

¿Qué debo hacer?

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Algunas actualizaciones para arreglar el problema de Meltdown ya están disponibles. Microsoft ha emitido una actualización de emergencia para las versiones compatibles de Windows a través de Windows Update el 3 de enero de 2018, pero todavía no ha llegado a todas las computadoras. La actualización de Windows que resuelve Meltdown y agrega algunas protecciones contra Spectre se llama KB4056892.

Apple ya parchó el problema con macOS 10.13.2, lanzado el 6 de diciembre de 2017. Chromebooks con Chrome OS 63, que fue lanzado a mediados de Diciembre, ya están protegidos. Los parches también están disponibles para el kernel de Linux.

Además, verifique si su PC tiene actualizaciones de BIOS / UEFI disponibles. Si bien la actualización de Windows solucionó el problema de Meltdown, se necesitan actualizaciones de microcódigo de CPU de Intel entregadas a través de una actualización UEFI o BIOS para habilitar completamente la protección contra uno de los ataques de Espectro. También debe actualizar su navegador web, como de costumbre, ya que los navegadores también están agregando algunas protecciones contra Spectre.

Actualizar : el 22 de enero, Intel anunció que los usuarios deberían dejar de implementar las actualizaciones de firmware UEFI iniciales debido a " reinicios más altos de lo esperado y otro comportamiento impredecible del sistema ". Intel dijo que debería esperar un parche de firmware final de UEFI que haya sido probado adecuadamente y que no cause problemas en el sistema. A partir del 20 de febrero, Intel ha lanzado actualizaciones estables de microcódigos para Skylake, Kaby Lake y Coffee Lake, que son las plataformas Intel Core 6ª, 7ª y 8ª generación. Los fabricantes de PC deberían comenzar a implementar nuevas actualizaciones de firmware UEFI pronto.

Si bien un golpe de rendimiento suena mal, recomendamos encarecidamente instalar estos parches de todos modos. Los desarrolladores de sistemas operativos no realizarían cambios tan masivos a menos que se tratara de un error muy grave con graves consecuencias.

El parche de software en cuestión solucionará la falla de Meltdown y algunos parches de software pueden ayudar a mitigar la falla del Espectro. Pero es posible que Spectre siga afectando a todas las CPU modernas, al menos de alguna forma, hasta que se libere nuevo hardware para repararlo. No está claro cómo los fabricantes manejarán esto, pero mientras tanto, todo lo que puede hacer es continuar usando su computadora, y consolarse con el hecho de que Spectre es más difícil de explotar, y algo más preocupante para la computación en la nube que los usuarios finales con PC de escritorio.

Crédito de la imagen: Intel, VLADGRIN / Shutterstock.com.


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