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

Сигурностите из Google публикуваха информация за уязвимост (CVE-2024-56161) в AMD процесори, която засяга начина на зареждане на микрокод и позволява заобикаляне на механизма за проверка на цифрови подписи при обновления на микрокода. Зареждането на модифициран микрокод може да компрометира механизма AMD SEV (Secure Encrypted Virtualization), който се използва в системите за виртуализация за защита на виртуалните машини от намеса на хипервизора или администратора на хост системата.

Уязвимостта е причинена от използването на небезопасна хеш-функция в кода, който извършва проверка на цифровата подпис след зареждането на микрокода в CPU. За извършване на атака е необходимо наличие на права на администратора в локалната система (възможност за изпълнение на код на ниво нулево защитно колело (ring0), без да е в виртуалната машина).

По време на атаката е възможно да се намеси в работата на защитени гост системи, използващи разширенията AMD SEV (Secure Encrypted Virtualization) и SEV-SNP (Secure Nested Paging), които предоставят гаранции за целостта на паметта. на виртуални машини, изолирайки регистрите на процесора и осигурявайки безопасна работа с вложени таблици на страниците в паметта. Механизмът AMD SEV е създаден, за да предотврати достъпа на служителите в дата центровете и облачните доставчици до съдържанието на паметта на защитените гост системи, както и изменението на изчисленията.

Изследователите подготвиха прототип на експлоит, позволяващ зареждането на произволен микрокод в CPU, който не е одобрен с цифрова подпис. За демонстрация на опасността от уязвимостта е предлагано обновление на микрокода, което променя логиката на работа на инструкциите RDRAND, използвани като един от източниците на ентропия в генераторите на псевдослучайни числа, използвани в процеса на формиране на ключове, при извършване на криптографски операции и за генериране на случайни идентификатори.

Промяната води до връщането на команда RDRAND само число 4, вместо случайна последователност. За да се предотвратят реални атаки върху системите за конфиденциални изчисления, измененото микрокод обнулява флага CF (carry flag), т.е. маркира издадената стойност като грешна. Допълнителни детайли и инструменти за генериране на изменен микрокод планират да публикуват на 5 март, за да дадат на потребителите време да инсталират корекцията на своите системи. Успешен пример за атака е демонстриран за сървъри процесорите AMD EPYC 7B13 (Milan) и AMD Ryzen 9 7940HS (Phoenix).

В доклада на компания AMD е посочено, че уязвимостта се проявява в процесорите AMD на базата на 1-4 поколения микроархитектура Zen. Актуализация на микрокода с отстраняване на уязвимостта е била издадена на 13 декември 2024 година за процесорите от сериите AMD EPYC 7001, 7002 и 7003 (Naples, Rome, Milan и Milan-X), а на 16 декември за процесорите от серията AMD EPYC 9004 (Genoa, Genoa-X и Bergamo/Siena). За отстраняване на уязвимостта на системи, в които се използва атестация SEV-SNP, допълнително се изисква актуализация на фърмуера AMD SEV (предоставя се с актуализациите на BIOS от производителите на оборудването).

Допълнително се съобщава за още една уязвимост в процесорите AMD, допускаща провеждането на атака по странични канали за извличане на информация за изчисленията в гост-системите, защитени с механизма AMD SEV. Проблемът засяга 1-4 поколения процесори AMD EPYC и е свързан с възможността за извличане от процесорния кеш на данни, оставащи в процеса на работа на защитени гост-системи. За анализ на съдържанието на кеша може да се използва методът Prime+Probe, който включва 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 са подходящи методи, преди предложени за защита от атаки от клас Spectre.

Източник: opennet.ru