DDR4 чиповете с памет остават уязвими за RowHammer атаки въпреки добавената защита

Екип от изследователи от Vrije Universiteit Amsterdam, ETH Zurich и Qualcomm изразходван проучване на ефективността на защитата срещу класови атаки, използвани в съвременните чипове памет DDR4 RowHammer, което ви позволява да промените съдържанието на отделни битове на динамичната памет с произволен достъп (DRAM). Резултатите бяха разочароващи и DDR4 чиповете от големите производители все още са остават уязвим (CVE-2020 10255-).

Уязвимостта RowHammer позволява съдържанието на отделните битове на паметта да бъде повредено чрез циклично четене на данни от съседни клетки на паметта. Тъй като DRAM паметта е двуизмерен масив от клетки, всяка от които се състои от кондензатор и транзистор, извършването на непрекъснато четене на една и съща област на паметта води до колебания на напрежението и аномалии, които причиняват малка загуба на заряд в съседните клетки. Ако интензитетът на четене е достатъчно висок, тогава клетката може да загуби достатъчно голямо количество заряд и следващият цикъл на регенерация няма да има време да възстанови първоначалното си състояние, което ще доведе до промяна в стойността на данните, съхранявани в клетката .

За да блокират този ефект, съвременните DDR4 чипове използват TRR (Target Row Refresh) технология, предназначена да предотврати повреда на клетките по време на RowHammer атака. Проблемът е, че няма единен подход за прилагане на TRR и всеки производител на процесори и памет интерпретира TRR по свой начин, прилага свои собствени опции за защита и не разкрива подробности за внедряването.
Проучването на методите за блокиране на RowHammer, използвани от производителите, улесни намирането на начини за заобикаляне на защитата. При проверка се оказа, че принципът практикуван от производителите „сигурност чрез неяснота (сигурност чрез неизвестност), когато прилагането на TRR помага само за защита в специални случаи, обхващащи типични атаки, манипулиращи промени в заряда на клетки в един или два съседни реда.

Помощната програма, разработена от изследователите, позволява да се провери чувствителността на чиповете към многостранни варианти на атаката RowHammer, при която се прави опит за повлияване на заряда за няколко реда клетки на паметта наведнъж. Такива атаки могат да заобиколят TRR защитата, прилагана от някои производители, и да доведат до повреда на битовете на паметта, дори на нов хардуер с DDR4 памет.
От изследваните 42 DIMM модула 13 модула се оказаха уязвими към нестандартни варианти на атаката RowHammer, въпреки декларираната защита. Проблемните модули са произведени от SK Hynix, Micron и Samsung, чиито продукти корици 95% от пазара на DRAM.

В допълнение към DDR4 са изследвани и LPDDR4 чипове, използвани в мобилни устройства, които също се оказват чувствителни към напредналите варианти на атаката RowHammer. По-специално паметта, използвана в смартфоните Google Pixel, Google Pixel 3, LG G7, OnePlus 7 и Samsung Galaxy S10, беше засегната от проблема.

Изследователите успяха да възпроизведат няколко техники за експлоатация на проблемни DDR4 чипове. Например, използвайки RowHammer-експлоатация за PTE (Page Table Entries) отне от 2.3 секунди до три часа и петнадесет секунди за получаване на привилегия на ядрото, в зависимост от тестваните чипове. атака за повреда на публичния ключ, съхранен в паметта, RSA-2048 отне от 74.6 секунди до 39 минути 28 секунди. атака отне 54 минути и 16 секунди, за да се заобиколи проверката на идентификационните данни чрез модификация на паметта на процеса sudo.

Публикувана е помощна програма за проверка на чиповете DDR4 памет, използвани от потребителите TRRespass. За успешно извършване на атака е необходима информация за оформлението на физическите адреси, използвани в контролера на паметта по отношение на банки и редове от клетки на паметта. Допълнително е разработена помощна програма за определяне на оформлението драма, което изисква стартиране като root. В близко бъдеще също е планирано публикуват приложение за тестване на паметта на смартфона.

компания Intel и AMD За защита те съветват да се използва памет за коригиране на грешки (ECC), контролери на паметта с поддръжка на максимален брой активации (MAC) и да се използва повишена честота на опресняване. Изследователите смятат, че за вече пуснати чипове няма решение за гарантирана защита срещу Rowhammer, а използването на ECC и увеличаването на честотата на регенериране на паметта се оказа неефективно. Например, беше предложено по-рано начин на атаки срещу DRAM памет, заобикаляйки ECC защитата, и също така показва възможността за атака на DRAM чрез локална мрежа, от система за гости и с помощта на стартиране на JavaScript в браузъра.

Източник: opennet.ru