Уязвимост в загрузчика на микрокода в CPU AMD, позволяваща заобикаляне на изолацията SEV-SNP

Изследователи по сигурността от Google обявиха информация за уязвимост (CVE-2024-56161) в AMD процесорите, която засяга микрокодния зареждач и позволява заобикаляне на механизма за проверка на цифрови подписи при обновления на микрокода. Зареждането на модифициран микрокод позволява компрометиране на механизма AMD SEV (Secure Encrypted Virtualization), използван в системи за виртуализация, за да защити виртуалните машини от намеса от хипервизора или администратора на хост системата.

Уязвимостта е причинена от употребата на небезопасна хеш функция в кода, извършващ проверката на цифровата подпис след зареждането на микрокода в CPU. За извършване на атака е необходимо наличието на права на администратор в локалната система (възможност за изпълнение на код на ниво нулева защита (ring0), без да се намирате във виртуална машина).

По време на атака е възможно да се намеси в работата на гост системи, защитени с разширенията AMD SEV (Secure Encrypted Virtualization) и SEV-SNP (Secure Nested Paging), предоставящи гаранции за целостта на паметта, виртуални машини, изолиращи регистрите на процесора и осигуряващи безопасна работа с вложени таблици на страниците в паметта. Механизмът AMD SEV е създаден така, че персоналът на датацентровете и облачните доставчици да не може да променя или анализира съдържанието на паметта на защитените гост системи, нито да изкривява изчисленията.

Изследователите са подготвили прототип на експлоита, който позволява зареждането на произволен микрокод в CPU, който не е подписан с цифрова подпис. За демонстрация на опасността от уязвимостта е предложена актуализация на микрокода, която променя логиката на работа на инструкцията RDRAND, използвана като един от източниците на ентропия в генераторите на псевдослучайни числа, използвани при формирането на ключове, при извършването на криптографски операции и за генериране на случайни идентификатори.

Промяната води до връщане на инструкции RDRAND само с числото 4, вместо на случаен набор. За да се предотвратят реални атаки върху системите за конфиденциални изчисления, промененият микрокод нулира флага CF (carry flag), т.е. маркира издаденото значение като невалидно. Допълнителни детайли и инструменти за генериране на променения микрокод ще бъдат публикувани на 5 март, за да се предостави време на потребителите за инсталиране на поправката на техните системи. Успешен пример за атака е демонстриран за сървъри процесорите AMD EPYC 7B13 (Milan) и AMD Ryzen 9 7940HS (Phoenix).

В доклад от компанията AMD се посочва, че уязвимостта се проявява в процесорите AMD на базата на 1-4 поколения микроархитектура Zen. Обновление на микрокода за отстраняване на уязвимостта беше пуснато на 13 декември 2024 г. за процесорите от серия AMD EPYC 7001, 7002 и 7003 (Naples, Rome, Milan и Milan-X), а на 16 декември за процесорите от серия AMD EPYC 9004 (Genoa, Genoa-X и Bergamo/Siena). За отстраняване на уязвимостта в системи, които използват атестация SEV-SNP, е необходимо допълнително обновление на фърмуера AMD SEV (поставя се заедно с обновленията на BIOS от производителите на оборудване).

Допълнително се съобщава за още една уязвимост в процесорите AMD, която позволява провеждане на атака чрез странични канали за извличане на информация за изчисленията в гостуващите системи, защитени с механизма AMD SEV. Проблемът засяга 1-4 поколения AMD EPYC процесори и е свързан с възможността за извличане на данни от кеша на процесора, които се натрупват по време на работа на защитените гостуващи системи. За анализ на съдържанието на кеша може да се използва методът Prime+Probe, който предполага запълване на кеша с еталонен набор от стойности и определяне на промените чрез измерване на времето за достъп до тях при повторно запълване. Отбелязва се, че за блокиране на атаката могат да се използват методи, предложени преди за защита от атаки от клас Spectre.

Източник: opennet.ru