¿Cómo afectarán las fallas Meltdown y Specter a mi PC?

Los procesadores de computadora tienen una falla de diseño masiva, y todos están luchando para solucionarlo. Solo se puede parchear uno de los dos agujeros de seguridad, y los parches harán que las PC (y Macs) con chips Intel sean más lentas.

Los procesadores de computadora tienen una falla de diseño masiva, y todos están luchando para solucionarlo. Solo se puede parchear uno de los dos agujeros de seguridad, y los parches harán que las PC (y Macs) con chips Intel sean más lentas.

Actualización : una versión anterior de este artículo afirmaba que esta falla era específica de los chips Intel, pero esa no es toda la historia. De hecho, hay dos vulnerabilidades importantes 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 siguiente artículo.

¿Qué son el deshielo y el espectro?

Specter es un «defecto de diseño fundamental» que existe en todas las CPU del mercado, incluidas las 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 todos los ámbitos, aunque afortunadamente es bastante difícil de explotar, según los investigadores de seguridad. Es posible protegerse contra ataques específicos de Spectre, y los desarrolladores están trabajando en ello, pero la mejor solución será un rediseño del hardware de la CPU para todos los chips futuros.

La fusión básicamente empeora a Spectre al hacer que la falla subyacente sea mucho más fácil de explotar. Es esencialmente una falla adicional que afecta a todos los procesadores Intel fabricados en las últimas décadas. También afecta a 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?

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

El problema aquí es con la «ejecución especulativa». Por razones de rendimiento, las CPU modernas ejecutan automáticamente 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 permite que los procesos ejecuten operaciones que normalmente no podrían ejecutar, 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 reside en la memoria caché de la CPU. Una aplicación puede intentar leer memoria y, si lee algo en el caché, la operación se completará más rápido. Si intenta leer algo que no está en el caché, se completará más lentamente. La aplicación puede ver si algo se completa o no de manera rápida y lenta, y, mientras todo lo demás durante la ejecución especulativa se limpia y borra, el tiempo que llevó 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, un bit a la vez. El almacenamiento en caché acelera las cosas, pero estos ataques aprovechan esa optimización y la convierten en una falla de seguridad.

Por lo tanto, en el peor de los casos, el código JavaScript que se ejecuta en su navegador web podría leer efectivamente la memoria a la que no debería tener acceso, como la información privada contenida en otras aplicaciones. Los proveedores de la nube como Microsoft Azure o Amazon Web Services, que alojan el software de varias compañías diferentes 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 desglose en la separación entre aplicaciones. Los parches para Meltdown significan que este ataque no será tan fácil de llevar a cabo. Desafortunadamente, poner estos controles 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 Spectre sean más difíciles de ejecutar. Por ejemplo, la nueva función de aislamiento del sitio de Google Chrome ayuda a proteger contra esto, y Mozilla ya ha realizado algunos cambios rápidos en 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 bajo nivel sobre Meltdown y Spectre, lea la explicación técnica del equipo del Proyecto Cero de Google, que descubrió los errores el año pasado. También hay más información disponible en el sitio web MeltdownAttack.com.

¿Cuánto más lento será mi PC?

Actualización : el 9 de enero, Microsoft lanzó cierta información sobre el rendimiento del parche.Según Microsoft, Windows 10 en PC de la era 2016 con Skylake, Kabylake o procesadores Intel más nuevos muestran «desaceleraciones de un solo dígito» que la mayoría de los usuarios no deberían notar. Windows 10 en PC de la era 2015 con Haswell o una CPU más antigua 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 tienen tanta suerte. Microsoft dice que «esperan que la mayoría de los usuarios noten una disminución en el rendimiento del sistema» cuando usan Windows 7 u 8 en una PC de la era 2015 con Haswell o una CPU más antigua. Windows 7 y 8 no solo usan CPU más antiguas que no pueden ejecutar el parche de manera tan eficiente, sino que «Windows 7 y Windows 8 tienen más transiciones de kernel de usuario debido a decisiones de diseño heredadas, como que todo el procesamiento de fuentes se realiza en el kernel» , 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 la PC. Dave Hansen, un desarrollador de kernel de Linux que trabaja en Intel, originalmente escribió que los cambios realizados en el kernel de Linux afectarán todo. Según él, la mayoría de las cargas de trabajo están experimentando una desaceleración de un solo dígito, siendo típica una desaceleración de aproximadamente 5%. Sin embargo, el peor de los casos fue 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 se aplican necesariamente a Windows. La solución ralentiza las llamadas al sistema, por lo que las tareas con muchas llamadas al sistema, como compilar software y ejecutar 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 afectados. Sin embargo, los puntos de referencia de lectura y escritura de archivos muestran diferencias notables. La velocidad de leer rápidamente una gran cantidad de archivos pequeños disminuyó aproximadamente un 23% en los puntos de referencia de Techspot, y Guru3D encontró algo similar. Por otro lado, el hardware de Tom encontró solo una caída promedio del 3.21% en el rendimiento con una prueba de almacenamiento de aplicaciones de consumo, y argumentó que los «puntos de referencia sintéticos» que muestran caídas más significativas en la velocidad no representan el uso en el mundo real.

Las computadoras con un procesador Intel Haswell o más reciente tienen una función PCID (Process-Context Identifiers) 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 las CPU Intel modernas con PCID, por lo que no está claro cómo funcionarán las CPU Intel más antiguas.

Intel dice que la desaceleración «no debería ser significativa» para el usuario promedio de computadoras, y hasta ahora eso parece cierto, pero ciertas operaciones sí 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 conjunto de clientes [de Microsoft Azure] puede experimentar algún impacto en el rendimiento de la red». Esas declaraciones dejan espacio para algunas cargas de trabajo para ver desaceleraciones significativas. Epic Games culpó al parche 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 la instalación del parche.

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

¿Que necesito hacer?

Algunas actualizaciones para solucionar el problema de Meltdown ya están disponibles. Microsoft emitió una actualización de emergencia para las versiones compatibles de Windows a través de Windows Update el 3 de enero de 2018, pero aún no ha llegado a todas las PC. La actualización de Windows que resuelve el 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. Los Chromebook con Chrome OS 63, que se lanzó 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, las actualizaciones de microcódigo de CPU de Intel entregadas a través de una actualización UEFI o BIOS son necesarias para habilitar completamente la protección contra uno de los ataques de Spectre. También debe actualizar su navegador web, como de costumbre, ya que los navegadores también están agregando algunas protecciones contra Spectre.

Actualización : el 22 de enero, Intel anunció que los usuarios deberían dejar de implementar las actualizaciones iniciales de firmware UEFI debido a «reinicios más altos de lo esperado y otro comportamiento impredecible del sistema».Intel dijo que debe esperar un parche de firmware UEFI final 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, es decir, las plataformas Intel Core de 6.ª, 7.ª y 8.ª 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 del sistema operativo no harían 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 de Spectre. Pero Specter probablemente continuará afectando a todas las CPU modernas, al menos de alguna forma, hasta que se lance un nuevo hardware para solucionarlo. No está claro cómo los fabricantes manejarán esto, pero mientras tanto, todo lo que puede hacer es continuar usando su computadora, y tranquilizarse 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 imagen: Intel, VLADGRIN/Shutterstock.com.

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