CPU AMD Zen 5 са податливи на уязвимост, позволяваща изменение на микрокода и заобикаляне на изолацията SEV-SNP.

Компания AMD включи процесорите, базирани на микроархитектурата Zen 5, в списъка на продуктите, уязвими на EntrySign, което позволява заобикаляне на механизма за проверка на цифровото подписване при актуализация на микрокода. Първоначално се смяташе, че уязвимостта засяга само CPU AMD, базирани на 1-4 поколения микроархитектура Zen. Така че, уязвимостта се оказа приложима за такива процесори, като Ryzen 9000 (Granite Ridge), EPYC 9005 (Turin), Ryzen AI 300 (Strix Halo, Strix Point, Krackan Point) и Ryzen 9000HX (Fire Range).

Освен актуализация на микрокода, за отстраняване на уязвимостта в системи, използващи атестация SEV-SNP, е необходимо и обновление на фърмуера AMD SEV, което се предоставя в състава на актуализациите на BIOS. Утвърдиха, че компания AMD е предала на производителите на оборудване изменен фърмуер (ComboAM5PI 1.2.0.3c AGESA), необходим за решаване на проблема, но наличните на потребителите финални актуализации на BIOS може да бъдат издадени от производителите след седмици или месеци.

Служителите на AMD също така предложиха за включване в ядрото на Linux патч, който блокира зареждането на неофициални актуализации на микрокода (отбелязва се, че коректните актуализации на микрокода трябва да се инсталират заедно с BIOS от производителя на оборудването, но вече се появиха опити за създаване на неофициални поправки от ентусиасти, базирани на фрагменти от микрокода, изрязани от BIOS). Потребителите се препоръчва да изчакат официалните актуализации на BIOS.

Предоставяната от уязвимостта EntrySign възможност за изменение на микрокода позволява компрометиране на механизма AMD SEV (Secure Encrypted Virtualization), прилаган в системи за виртуализация за защита на виртуални машини от намесата на хипервизора или администратора на хост-системата. По време на атаката може да се намеси в работата на гостуващи системи, защитени с помощта на разширения AMD SEV (Secure Encrypted Virtualization) и SEV-SNP (Secure Nested Paging), предоставящи гаранции за целостта на паметта на виртуалните машини, изолиращи процесорните регистри и осигуряващи безопасна работа с вложени таблици за страници на паметта.

Уязвимостта е причинена от използването на алгоритъма за верификация на микрокода CMAC вместо надеждна хеш-функция. Компанията AMD използва затворен RSA ключ за удостоверяване на цифровия подпис на зареждания в процесора микрокод, а в патча с микрокода разпространява открития ключ. За да потвърди, че откритият ключ съответства на оригиналната двойка RSA ключове, процесорът извършва сравнение на хеша от открития ключ на AMD, вграден по време на производството в CPU, с хеша от открития ключ, посочен в патча.

Верификацията на микрокода в патча се извършва чрез сравнение на хеша, предоставен с патча, удостоверен с цифров подпис (RSASSA-PKCS1-v1_5), и хеша, изчислен на база фактическия микрокод, предоставен в патча. Проблемът е, че вместо да се използват препоръчителните криптографски хеш-функции, е въведен алгоритъм CMAC, който не е предназначен за подобни операции и не е защитен от атаки за колизии.

CMAC не е хеш-функция, а реализира имитовставка (Message Authentication Code), зависима от ключа за шифроване. Работата на AES-CMAC се свежда до използването на криптографския алгоритъм AES и комбинирането на резултата от него с следващия блок от данни чрез операция XOR. Такава схема гарантира, че промяната в входните данни ще доведе до непредсказуемо изменение на изходните данни. При това, CMAC не трябва да се използва като хеш-функция, тъй като всеки, който знае изходния ключ за шифроване, може да научи междинните състояния на шифроването и да изчисли стойности, които да компенсират промяната във входните данни, така че резултатът от прилагането на CMAC да остане непроменен.

AMD използва единен ключ за AES-CMAC, предоставен за всички процесори, започвайки от Zen 1. Следователно, достатъчно е да се извлече този ключ от който и да е AMD процесор и той ще бъде приложим и за всички останали. Изследователите установиха, че за криптиране с AES-CMAC в AMD е използван известен ключ, взет от пример, споменат в препоръките за ползване на блочни шифри NIST SP 800-38B. Тъй като AES-CMAC се използва за хеширане на вграденото RSA-ключа и съдържанието на микрокода, определянето на ключа за криптиране AES-CMAC дава възможност за подмяна в пача с друг публичен RSA-ключ и промяна на съдържанието на микрокода.

За създаването на фалшив пач е достатъчно да се генерира нов публичен ключ, произвеждащ същия хеш като истинския публичен ключ на AMD, както и да се намерят колизии за цифровия подпис. Колизиите се формират чрез прикрепяне на допълнителен блок към микрокода, изглеждащ като набор от случайни данни. По този начин може да се подготви модифициран пач с микрокод, който отговаря на цифровия подпис, с който е заверен оригиналният пач от AMD. Инструментариумът Zentool, включващ утилити за анализ на микрокода и създаване на пачове за промяна на микрокода, е наличен под лицензия Apache 2.0. За замяна на микрокода е необходимо да се имат права за изпълнение на код на ниво нулево защитно ниво (технологиите VT-x и AMD-V позволяват на гостуващата система да работи с права Ring 0).

Източник: opennet.ru