Изследователите от Центъра за информационна сигурност на Хелмхолц (CISPA) публикуваха резултатите от проучването на защитимостта на процесорите, базирани на архитектурата RISC-V, и разкриха информация за уязвимостта, получила кодовото име GhostWrite. Уязвимостта засяга RISC-V процесорите XuanTie C910, произвеждани от китайската компания T-Head (дъщерно дружество на Alibaba) и развивани в рамките на открити проекти. Уязвимостта дава възможност на нападател, който има непривилегирован ограничен достъп до системата, да чете и записва във всякакви области на физическата памет, както и да получи достъп до управлението на периферни устройства, като например мрежови карти, използващи MMIO (Memory-Mapped Input/Output).
Уязвимостта е причинена от недостатъци в архитектурата на процесора, свързани с изолацията на добавените от производителя инструкции за процесор, които разширяват архитектурата на командния набор RISC-V и позволяват директен достъп до DRAM, заобикаляйки механизмите на виртуалната памет. Работата на някои разширени инструкции директно с физическата памет вместо с виртуалната памет, дава възможност да се заобиколи изолацията на паметта между процесите.
Подготовената техника за провеждане на атака е 100% възпроизведима и изисква изпълнение на собствения код в рамките на само няколко микросекунди. Програмните методи за изолация, като контейнери и sandbox-среда, не пречат на експлоатацията на уязвимостта. За блокиране на уязвимостта помага само пълното изключване на поддръжката на векторни разширения, което води до намаляване на производителността в тестовете rvv-bench с 33% (в анотацията на отчета е посочено 77%, а на обобщаващата страница - 33%, като в детайлите се споменават намаления на производителността на memcpy с 33% и на memset с 8%), както и до приблизително два пъти намаляване на наличния набор от инструкции за приложенията.
CPU XuanTie C910 са едни от най-високопроизводителните чипове RISC-V, налични на пазара и вече активно използвани в сървъри облачни системи и лаптопи. Например, проблемът се проявява в сървъри Scaleway Elastic Metal RV1, клъстери Lichee Cluster 4A, лаптоп Lichee Book 4A, игрова конзола Lichee Console 4A, преносим компютър Lichee Pocket 4A, едноплаткови ПК Sipeed Lichee Pi 4A, Milk-V Meles и BeagleV-Ahead.
Изследователите подготвиха експлоит, позволяващ на непривилегирован потребител да получи root-права в Linux. Експлоитът променя съдържанието на таблицата на страниците в паметта, използвана за транслация на виртуални адреси в физически, за да получи виртуални адреси, свързани с произволни физически адреси. Подготовен е и експлоит за прочит на съдържанието на паметта на ядрото и на други процеси, което позволява извличането на съхранените в паметта ключове за криптиране и пароли.
Допълнително, изследователите са открили две по-малко опасни архитектурни уязвимости — едната засяга процесорите T-Head XuanTie C906, а другата T-Head XuanTie C908. И двете уязвимости са свързани с отказ на обслужване, причинен от спиране на работа на CPU. Уязвимостите могат да представляват опасност за облачни платформи, изградени на чипове T-Head XuanTie, тъй като при наличие на достъп до изпълнение на код в облачното средище, може да се спре работата и на други потребители, обслужвани на същия. сървър.
Проблемите бяха установени с помощта на фреймворка RISCVuzz, създаден за fuzzing-тестиране на CPU. Фреймворкът установява разлики в реализирането на идентични разширени инструкции на различни CPU, в съответствие с предположението, че поради отсъствието на единен регистър на разширенията на наборите от команди RISC-V, идентично кодируемите инструкции на чиповете на различни производители могат да доведат до извършване на различни действия. Проверката беше насочена към сравнение на поведението при обработка на процесорни инструкции на различни CPU RISC-V и анализ на възможни уязвимости в ситуации, в които се наблюдаваше разминаване в поведението.
Източник: opennet.ru
