Natuurlijk wil je zelf de controle over je pc houden. Maar zelfs als je een besturingssysteem kiest dat je controle niet afneemt - zoals Linux - ben je op een dieper systeemniveau nog niet de baas over je computer. Dit dankzij Intel AMT en de bijbehorende Management Engine.

In de beginjaren van de computer was het vanzelfsprekend dat je de broncode van je besturingssysteem en software kon inzien. Dat was ook nodig, want de meeste gebruikers waren toen zelf nog ontwikkelaars. Je had daardoor heel wat controle over je computer: je kon zelf bugs fiksen en de functionaliteit uitbreiden. Universiteiten en onderzoeksafdelingen in bedrijven creëerden die programma’s en deelden ze vrijelijk, of hardwareproducenten ontwikkelden ze en verspreidden ze gratis bij hun hardware.

Beetje bij beetje verloren computergebruikers die controle. De software-industrie werd volwassen en de ontwikkelingskosten stegen. Commerciële partijen begonnen geld te vragen voor softwarelicenties los van hardware en wilden niet dat anderen hun software konden bestuderen of aanpassen. Deze zogenaamde propriëtaire software werd de norm.

Al die tijd bleef er een kleine groep idealistische gebruikers ijveren voor controle over hun pc. In de jaren 1980 en 1990 ontstonden er bewegingen die vrije software en opensource software promoten. In 1991 bracht de Finse student Linus Torvalds de Linux-kernel ter wereld en momenteel blijven gebruikers van Linux-distributies en BSD-besturingssystemen een kleine harde kern vormen van computergebruikers die bewust niet met Windows of macOS werken omdat ze de controle over hun pc willen houden.

Al die inspanningen om voor opensourcesoftware te kiezen, zetten in de praktijk geen zoden aan de dijk. De huidige pc-hardware is immers zo gesloten als wat. Elke moderne pc met het Intel-platform is uitgerust met een microcontroller, de Management Engine, die volledige controle over de pc heeft, maar onafhankelijk van de processor werkt en zonder dat de processor of je besturingssysteem er ook maar iets van ziet.

Ook het BIOS (of tegenwoordig UEFI) is in moderne pc’s niet open, net zoals de firmware van allerlei chips in je computer. Al deze gesloten componenten in pc-hardware betekenen dat je eigenlijk nooit zelf volledig de controle over je pc hebt, zelfs al draai je Linux en opensourcesoftware. Voor gebruikers die graag weten wat er op hun systeem draait, is dit een nachtmerrie. Hoe weet je of je privacy en veiligheid met zo’n systeem voldoende beschermd zijn?

Intel Management Engine

In 2006 introduceerde processorfabrikant Intel zijn Intel Management Engine. Dit is eigenlijk een volledige computer in je computer. Sinds de Core i3/i5/i7-processoren die Intel in 2009 voor het eerst uitbracht, zit de Management Engine in de Platform Controller Hub, een chip die de processor ondersteunt bij zijn taken. Alle desktopsystemen, mobiele systemen en serversystemen vanaf midden 2006 met een Intel-processor zijn uitgerust met een Management Engine.

De Management Engine bestaat uit een processorkern, cachegeheugen voor code en data, een cryptografische coprocessor, een kleine hoeveelheid rom en ram, geheugencontrollers, en zelfs een DMA-controller (direct memory access) met volledige toegang tot het werkgeheugen van je systeem. De Management Engine kan niet alleen het werkgeheugen van de computer uitlezen, maar krijgt ook de bovenste 16 Mbyte van je ram gereserveerd voor eigen gebruik. Verder heeft de Management Engine ook netwerktoegang via de ethernetcontroller van je computer, zelfs met een eigen mac-adres.

©PXimport

Het opstartprogramma van de Management Engine staat op diens interne ROM en laadt een firmwaremanifest van de SPI-flashchip van de pc. Dit manifest bevat een lijst van firmwaremodules en is cryptografisch ondertekend met een sleutel van Intel.

Als het opstartprogramma niet kan verifiëren of het manifest door die sleutel is ondertekend, weigert dit de firmware uit te voeren en wordt de Management Engine stopgezet. Het manifest bevat ook cryptografische hashes van de inhoud van de modules.

De kernel van de firmware is gebaseerd op het propriëtaire realtime besturingssysteem ThreadX van Express Logic. Tot de andere modules behoren een Java virtuele machine met Java-klassen voor cryptografie en veilige opslag, Intel Active Management Technology (AMT), Intel Boot Guard en Protected Audio Video Path of recenter Intel Insider. We gaan even kort op enkele van die laatste modules in.

Wake-on-Lan

De bekendste module van de Management Engine is Active Management Technology (AMT), dat onderdeel uitmaakt van Intels vPro-merk voor bedrijven. Het is een webserver die op de Management Engine draait en gebruikers op een afstand over een versleutelde verbinding toelaat om de pc te beheren, systeeminformatie te raadplegen en zelfs de computer uit- en in te schakelen. Dat inschakelen is zelfs mogelijk als de pc uitgeschakeld is (correcter: als die zich in de S3-slaaptoestand bevindt): die wordt dan via Wake-on-LAN gewekt. De Management Engine is immers actief zolang er stroom is.

Dat zijn heel krachtige mogelijkheden. Als er beveiligingsfouten in de Management Engine zitten, heeft dat dan ook grote gevolgen voor de veiligheid van je systeem. In 2009 al ontwikkelde Invisible Things Lab een exploit voor de Management Engine in de Intel Q35 chipset (geïntroduceerd in 2007). Ze slaagden erin om het beschermde deel RAM dat normaal gereserveerd is voor de Management Engine te remappen en daar een rootkit in te installeren.

In 2011 maakte beveiligingsonderzoeker Patrick Stewin daarvan gebruik om ter demonstratie een rootkit te installeren die alle toetsaanslagen continu registreerde en over het netwerk doorstuurde. Dat deed het door de toetsenbordbuffer in het RAM continu uit te lezen. En aangezien die rootkit op de volledig geïsoleerde Management Engine draait en niet op de processor zelf van de pc, kan antimalwaresoftware dit op geen enkele manier ontdekken.

Intel Boot Guard

Een extra Management Engine module die Intel in 2013 introduceerde in de Haswell-processoren is Intel Boot Guard. Een OEM (original equipment manufacturer) genereert dan een sleutelpaar en installeert de publieke sleutel in de processor. Die processor wil daarna dan alleen opstarten van firmware (BIOS/UEFI) die is ondertekend door de bijbehorende privésleutel, die alleen de OEM kent. Op zulke systemen is het dan onmogelijk om de firmware te vervangen door alternatieve, opensourcefirmware zoals coreboot of Libreboot. Als je zelf je pc samenstelt met een afzonderlijk moederbord en processor, heb je dit probleem overigens niet.

Minder bekend is dat de Management Engine ook een DRM-module (digital rights management) heeft voor audio en video. Vroeger heette die module Protected Audio Video Path (PAVP), maar sinds de Sandy Bridge-processoren wordt er gebruikgemaakt van Intel Insider. Deze DRM-modules werken gelijkaardig. De Management Engine ontvangt van het besturingssysteem van de processor een versleutelde mediastroom en een versleutelde sleutel, en ontcijfert de sleutel.

De Management Engine stuurt de versleutelde mediastroom dan samen met de gedecrypteerde sleutel naar de GPU, die de mediastroom met de sleutel decrypteert en afspeelt. Overigens maken ook andere modules van de Management Engine gebruik van de DRM-mogelijkheid, bijvoorbeeld om een pincode voor authenticatie op het scherm te tonen. Dat gebeurt volledig buiten het besturingssysteem om, zodat die pincode niet door software op de pc te onderscheppen is. Maar aan de andere kant betekent dit dat een rootkit in de Management Engine ook zaken op je scherm kan tonen waar je totaal geen controle over hebt.

AMD

Ben je trouwens fan van AMD? Denk dan niet dat je veilig bent voor de bedreigingen van de Management Engine. Hoewel AMD niet van Intels oplossing gebruikmaakt, bevatten alle AMD-processoren sinds 2013 een Platform Security Processor, een ARM-kern met TrustZone-technologie. De werking daarvan is helemaal anders dan die van de Management Engine, maar deze processor doet iets heel gelijkaardigs.

De Platform Security Processor is op dezelfde ‘die’ (Engels, stukje printplaat of geleidend materiaal) als de hoofdprocessor ingebakken. Ze heeft toegang tot het volledige ram, de netwerkcontrollers en alle andere op de PCI-/PCI Express-bus aangesloten apparaten. De firmware is cryptografisch ondertekend door AMD. Als deze niet aanwezig is, blijft de processor van je pc zichzelf resetten en kun je er dus niet mee werken.

In een volgend artikel kijken we naar de mogelijkheden om de Management Engine eventueel uit te schakelen, dan wel naar de manieren om uit te wijken naar andere opties.

Wanneer je je dekbed gewassen hebt, wil je dat het natuurlijk weer lekker dik en luchtig aanvoelt. Maar wanneer je hem gewoon in de droger gooit, kan de vulling gaan klonteren, zodat er dunne stukken en dikke stukken ontstaan. Dat slaapt niet echt lekker. Om dat te voorkomen, gooien veel mensen er een paar tennisballen bij. Helpt dat echt?

Wat tennisballen in de droger doen

Tijdens het drogen raken de tennisballen telkens het dekbed. Dat helpt vooral bij dons en veren. Als die nat zijn, blijven ze aan elkaar plakken en zakt de vulling in. Door de constante beweging vallen die samengepakte delen weer uiteen, waardoor de vulling zich opnieuw verspreidt. Zo kan de warme lucht overal beter bij en droogt het dekbed gelijkmatiger. De droogtijd wordt er niet korter van, maar het dekbed komt wel duidelijk voller uit de droger.

Hoeveel tennisballen zijn genoeg?

Met één tennisbal in de wasdroger merk je vaak weinig, zeker bij een groot dekbed. Die verdwijnt al snel in de stof en heeft dan weinig effect. Met twee tot vier ballen werkt het beter, omdat ze het dekbed op meerdere plekken tegelijk in beweging houden. Zolang de ballen vrij kunnen bewegen en niet vast blijven zitten in de vulling, doen ze hun werk.

Kun je elke tennisbal gebruiken bij het drogen van een dekbed in de droger?

iet elke tennisbal is even geschikt. Vooral nieuwe of felgekleurde ballen kunnen bij hogere temperaturen kleur afgeven en kleine pluisjes verliezen van de vilten buitenlaag. Dat komt niet vaak voor, maar het risico is wel aanwezig. Gebruik je oudere tennisballen, dan is de kans hierop kleiner. Wil je dat verder beperken, dan kun je de ballen in een oude witte sok stoppen en die dichtknopen. Het effect blijft grotendeels hetzelfde, al is het iets minder uitgesproken dan met losse ballen.

Geef het dekbed genoeg ruimte in de droger

Tennisballen helpen alleen als het dekbed voldoende ruimte heeft om te bewegen. Is de trommel te vol, dan draait alles als één geheel rond en gebeurt er weinig. Wil je grote tweepersoonsdekbedden drogen, dan heb je een droger met een ruime trommel nodig. Heb je die niet zelf? Kijk dan of er een wasserette bij je in de buurt is. Meer ruimte zorgt voor meer beweging en daarmee voor een beter eindresultaat.

Niet elk dekbed kan in de droger

Tennisballen hebben vooral effect bij dons- en verendekbedden. Bij synthetische vulling is dat verschil kleiner en kan de constante beweging van de ballen de vulling na verloop van tijd zelfs vervormen. Wol, zijde en andere natuurlijke materialen mogen meestal helemaal niet in de droger. Check daarom altijd eerst het waslabel voordat je het dekbed in de trommel legt.

Even tussendoor opschudden helpt

Haal het dekbed halverwege het programma even uit de droger en schud het los, alsof je het bed opmaakt. Leg het daarna omgedraaid terug in de trommel. Zo verdeelt de vulling zich opnieuw en kan het dekbed gelijkmatiger drogen.

Wat kun je van het eindresultaat verwachten?

Tennis- of drogerballen zijn vooral een hulpmiddel, geen vervanging voor de juiste drooginstellingen. Droog het dekbed niet te vaak of te heet: kies een lage of middelhoge temperatuur en selecteer een speciaal dons- of beddengoedprogramma als dat op je droger zit. Zorg ook voor voldoende ruimte in de trommel. Als je dan ook nog eens ballen laat meedraaien, heb je er alles aan gedaan om te zorgen dat je dekbed weer lekker vol uit de droger komt!

Waarom start een computer met een SSD binnen enkele seconden op, terwijl een oude harde schijf blijft ratelen? Het vervangen van een HDD door een SSD is de beste upgrade voor een trage laptop of pc. We leggen in dit artikel uit waar die enorme snelheidswinst vandaan komt en wat het fundamentele verschil is tussen deze twee opslagtechnieken.

Iedereen die zijn computer of laptop een tweede leven wil geven, krijgt vaak hetzelfde advies: vervang de oude harde schijf door een SSD. De snelheidswinst is direct merkbaar bij het opstarten en het openen van programma's. Maar waar komt dat enorme verschil in prestaties vandaan? Het antwoord ligt in de fundamentele technologie die schuilgaat onder de behuizing van deze opslagmedia.

De vertraging van mechanische onderdelen

Om te begrijpen waarom een Solid State Drive (SSD) zo snel is, moeten we eerst kijken naar de beperkingen van de traditionele harde schijf (HDD). Een HDD werkt met magnetische roterende platen. Dat kun je vergelijken met een geavanceerde platenspeler. Wanneer je een bestand opent, moet een fysieke lees- en schrijfkop zich naar de juiste plek op de draaiende schijf verplaatsen om de data op te halen. Dat fysieke proces kost tijd, wat we latentie noemen. Hoe meer de data op de schijf verspreid staat, hoe vaker de kop heen en weer moet bewegen en wachten tot de juiste sector onder de naald doordraait. Dit mechanische aspect is de grootste vertragende factor in traditionele opslag.

©Claudio Divizia

Flashgeheugen en directe gegevensoverdracht

Een SSD rekent definitief af met deze wachttijden omdat er geen bewegende onderdelen in de behuizing zitten. De naam 'Solid State' verwijst hier ook naar; het is een vast medium zonder rammelende componenten. In plaats van magnetische platen gebruikt een SSD zogenoemd NAND-flashgeheugen. Dat is vergelijkbaar met de technologie in een usb-stick, maar dan veel sneller en betrouwbaarder. Omdat de data op microchips wordt opgeslagen, is de toegang tot bestanden volledig elektronisch. Er hoeft geen schijf op toeren te komen en er hoeft geen arm te bewegen. De controller van de SSD stuurt simpelweg een elektrisch signaal naar het juiste adres op de chip en de data is direct beschikbaar.

Toegangstijd en willekeurige leesacties

Hoewel de maximale doorvoersnelheid van grote bestanden bij een SSD indrukwekkend is, zit de echte winst voor de consument in de toegangstijd. Een besturingssysteem zoals Windows of macOS is constant bezig met het lezen en schrijven van duizenden kleine systeembestandjes. Een harde schijf heeft daar enorm veel moeite mee, omdat de leeskop als een bezetene heen en weer moet schieten. Een SSD kan deze willekeurige lees- en schrijfopdrachten (random read/write) nagenoeg gelijktijdig verwerken met een verwaarloosbare vertraging. Dat is de reden waarom een pc met een SSD binnen enkele seconden opstart, terwijl een computer met een HDD daar soms minuten over doet.

©KanyaphatStudio

Van SATA naar NVMe-snelheden

Tot slot speelt de aansluiting een rol in de snelheidsontwikkeling. De eerste generaties SSD's gebruikten nog de SATA-aansluiting, die oorspronkelijk was ontworpen voor harde schijven. Hoewel dat al een flinke verbetering was, liepen snelle SSD's tegen de grens van deze aansluiting aan. Moderne computers maken daarom gebruik van het NVMe-protocol via een M.2-aansluiting. Deze technologie communiceert rechtstreeks via de snelle PCIe-banen van het moederbord, waardoor de vertragende tussenstappen van de oude SATA-standaard worden overgeslagen. Hierdoor zijn snelheden mogelijk die vele malen hoger liggen dan bij de traditionele harde schijf.