Un científico informático explica cómo los ordenadores pueden filtrar información confidencial sin necesidad de ser pirateados

Cuando se oye hablar de ciberataque, la gente suele imaginarse a alguien adivinando una contraseña, instalando malware, robando un ordenador, pirateando la red de una organización o explotando una vulnerabilidad en el software.

Un ataque de canal lateral funciona de forma diferente. Busca pistas que revela un ordenador mientras realiza tareas cotidianas.

Una analogía sencilla sería una caja fuerte cerrada con llave. Un ladrón podría desconocer la combinación y ser incapaz de forzar la cerradura. Sin embargo, si escucha atentamente mientras gira el dial, pequeños clics, ruidos o pausas podrían revelar algo sobre lo que ocurre en su interior. La caja fuerte no está diseñada para compartir esa información, pero su funcionamiento físico aún deja entrever algunas pistas.

Los ordenadores modernos tienen sus propias versiones de estas pistas. Por ejemplo, cada ordenador puede tardar diferente tiempo en completar distintas tareas o consumir diferente cantidad de electricidad. El hardware —procesadores, memoria, tarjetas gráficas y unidades de almacenamiento— puede dejar pequeños patrones a medida que funciona.

"Soy un científico informático que estudia la seguridad y la privacidad. Defino un ataque de canal lateral como un intento de observar estas pistas indirectas y utilizarlas para inferir información privada", dice Chetan Jaiswal, Profesor Asociado de Ciencias de la Computación en la Universidad de Quinnipiac.

Esto es lo que hace que los ataques de canal lateral sean inusuales. La vulnerabilidad radica en la forma en que la máquina realiza su trabajo. El atacante no roba una contraseña directamente ni accede ilegalmente al ordenador, sino que estudia las huellas que deja la máquina mientras está en funcionamiento.

Imagen: Las señales físicas que emiten inadvertidamente los ordenadores son análogas a los sonidos que hace una caja fuerte al girar el dial de combinación.

Historial de filtraciones

La idea no es nueva. En 1985, el investigador holandés Wim van Eck demostró que las señales electromagnéticas de las pantallas de vídeo podían capturarse y decodificarse, lo que planteó la posibilidad de interceptar la información que mostraba una pantalla. La pantalla no emitía su contenido intencionadamente; simplemente filtraba señales como efecto secundario de su funcionamiento.

En la década de 1990, los ataques de canal lateral adquirieron especial importancia en la criptografía, la ciencia de la protección de la información. En 1996, el investigador de criptografía Paul Kocher demostró que medir con precisión el tiempo que tardaban ciertas operaciones podía revelar información privada de sistemas que utilizaban métodos criptográficos comunes. Unos años más tarde, Kocher y sus colegas criptógrafos Joshua Jaffe y Benjamin Jun demostraron que medir el consumo de energía podía ayudar a recuperar claves secretas de dispositivos a prueba de manipulaciones, como las tarjetas inteligentes.

Estos descubrimientos cambiaron la forma en que los ingenieros concebían la seguridad. Ya no bastaba con preguntarse si un algoritmo de cifrado era matemáticamente seguro. Era aún más importante preguntarse si el dispositivo que ejecutaba el algoritmo filtraba información a través de la temporización, el consumo de energía, los sonidos u otros comportamientos físicos.

Existen varios tipos comunes de canales laterales:

• Un ataque de sincronización busca pequeñas diferencias en la duración de las operaciones.
• Un análisis del consumo energético estudia el uso de la electricidad.
• Los ataques electromagnéticos examinan señales no deseadas.
• Los ataques acústicos utilizan el sonido.

En un sorprendente ejemplo, los investigadores demostraron que el leve ruido producido por una computadora portátil durante ciertas operaciones criptográficas podría usarse, en condiciones experimentales, para extraer una clave criptográfica secreta de 4096 bits.

Los ejemplos que popularizaron los ataques de canal lateral fueron los ataques a procesadores. Los procesadores modernos, como las CPU, son extremadamente rápidos porque predicen las acciones que probablemente realizará un programa. Esta técnica, conocida como ejecución especulativa, permite que los ordenadores funcionen de forma más eficiente.

Sin embargo, en 2018, investigadores de ciberseguridad descubrieron dos vulnerabilidades, denominadas Meltdown y Spectre, en esta técnica. Demostraron que estas predicciones podían dejar rastros medibles. Un programa malicioso podría utilizar esos rastros para obtener información que debería haber estado protegida.

Meltdown y Spectre fueron importantes porque pusieron en tela de juicio una de las premisas básicas de la informática moderna: que los diferentes programas que se ejecutan en la misma máquina deben mantenerse separados. También demostraron que las características de rendimiento integradas en los chips de las computadoras podían tener consecuencias para la seguridad.

Imagen: Hitos en el descubrimiento y la divulgación de vulnerabilidades de canal lateral. Chetan Jaiswa

Nueva tecnología, nuevos canales laterales

Desde entonces, los investigadores han seguido descubriendo nuevos ataques de canal lateral en el hardware moderno. Uno de estos ataques, revelado en 2022 y denominado Hertzbleed, demostró que los cambios en la frecuencia del procesador —que normalmente se utilizan para ahorrar energía y gestionar el rendimiento— podían convertirse en una señal de temporización que, en algunos casos, podía exponer los secretos criptográficos de los servidores remotos.

Otro ataque de canal lateral, denominado Downfall y revelado en 2023, afectó a ciertos procesadores Intel. Demostró cómo una función llamada Gather podía filtrar datos antiguos que quedaban en el procesador tras un uso previo. Zenbleed, también revelado en 2023, afectó a los procesadores AMD Zen 2 y podía permitir que información confidencial de otro proceso apareciera donde no debería.

La investigación sobre ataques de canal lateral también ha trascendido las CPU. GPU.zip demostró que los procesadores gráficos (GPU) a veces pueden filtrar información visual a través de la forma en que manejan los datos de imagen internamente, incluyendo píxeles de otra página web en el navegador Google Chrome. GoFetch, publicado en 2024, reveló que una función de hardware en muchos procesadores de Apple, diseñada para predecir las necesidades futuras de memoria, podría vulnerar las protecciones del software criptográfico y facilitar la extracción de claves secretas.

El último ataque, denominado FROST (acrónimo de "fingerprinting remotely using OPFS-based SSD timing", que significa "huella digital remota mediante la medición de tiempos en SSD basada en OPFS"), involucra unidades de estado sólido (SSD). Estas unidades son una forma extremadamente común de almacenamiento rápido en casi todos los ordenadores modernos.

FROST demuestra que un sitio web malicioso puede usar una función de almacenamiento del navegador, llamada sistema de archivos privado de origen, para crear y acceder a archivos dentro de un área protegida llamada sandbox que el navegador reserva para ese sitio web, y luego medir pequeños retrasos en la actividad de la SSD.

La idea es sencilla. Si varios programas utilizan el mismo dispositivo de almacenamiento, pueden ralentizarse ligeramente entre sí, como si fueran coches compartiendo la misma carretera. Al medir esos retrasos en un navegador, los investigadores de FROST demostraron que un sitio web podía, bajo ciertas condiciones, inferir información sobre otras actividades en el mismo ordenador, como los sitios web visitados o las aplicaciones utilizadas.

Lecciones más que pérdidas

¿Con qué frecuencia se utilizan los ataques de canal lateral? La verdad es que, si bien pueden ser dañinos, no son el ciberataque cotidiano al que se enfrenta la mayoría de la gente.

La mayor parte del cibercrimen real sigue recurriendo a métodos más fáciles y económicos, como la explotación de vulnerabilidades de software, el robo de credenciales, el phishing, el malware y el ransomware.

El Informe de Investigaciones de Violaciones de Datos de Verizon de 2026, por ejemplo, destaca las vulnerabilidades de software y el ransomware como las principales fuentes de violaciones de seguridad, y no los ataques de canal lateral como un punto de entrada habitual.

Esto no resta importancia a los ataques de canal lateral. Muchos son descubiertos por investigadores antes de que se generalice su uso en actividades delictivas. Sin embargo, son importantes porque exponen las debilidades de los supuestos en los que se basa la informática moderna. Influyen en el diseño de chips, la seguridad de los navegadores, la computación en la nube, las bibliotecas criptográficas y la forma en que los ingenieros conciben la privacidad.

Los ataques de canal lateral nos recuerdan que las computadoras no necesitan revelar secretos intencionalmente para filtrarlos. A veces, las pistas más pequeñas que dejan mientras trabajan pueden revelar más de lo que nadie esperaba.

Este artículo de Chetan Jaiswal se republica desde The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lee el artículo original en inglés: What is a side‑channel attack? A cybersecurity researcher explains how computers can leak secrets without being hacked.