Процесорите AMD Zen 5 са подложени на уязвимост, позволяваща промяна на микрокода и заобикаляне на изолацията SEV-SNP

Компанията AMD включи процесорите на базата на микроархитектура Zen 5 в списъка с продукти, подложени на уязвимостта EntrySign, която позволява заобикаляне на механизма за проверка на цифровия подпис при актуализация на микрокода. Първоначално се предполагаше, че уязвимостта засяга само CPU AMD от 1-во до 4-то поколение на микроархитектурата Zen. По този начин 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 актуализацията на микрокода, за отстраняване на уязвимостта в системи, използващи атестацията SEV-SNP, е необходимо също да се извърши актуализация на фърмуера AMD SEV, която се предоставя в рамките на актуализациите на BIOS. Утвърдило се, че компанията AMD е предала на производителите на оборудване изменен фърмуер (ComboAM5PI 1.2.0.3c AGESA), необходим за решаване на проблема, но наличните за потребителите крайни актуализации на BIOS могат да бъдат пуснати от производителите след седмици или месеци.

Служителите на AMD предлагат за включване в ядрото на Linux пач, блокиращ зареждането на неофициални актуализации на микрокода (отбелязва се, че коректните актуализации на микрокода трябва да бъдат инсталирани заедно с BIOS от производителя на оборудването, но вече има опити за създаване от ентусиасти на неофициални поправки, базирани на фрагменти от микрокода, отрязани от BIOS). Потребителите са посъветвани да изчакат официалните актуализации на BIOS.

Уязвимостта EntrySign, предоставяща възможност за модифициране на микрокода, позволява компрометиране на механизма AMD SEV (Secure Encrypted Virtualization), използван в системите за виртуализация за защита виртуални машини от намесата на хипервизора или администратора на хост-системата. По време на атака може да се намеси в работата на гостуващите системи, защитени с помощта на разширенията AMD SEV (Secure Encrypted Virtualization) и SEV-SNP (Secure Nested Paging), които предоставят гаранции за целостта на паметта на виртуалните машини, изолирайки регистрите на процесора и осигурявайки безопасна работа с вложени таблици за страниците на паметта.

Уязвимостта е причинена от използването на микрокод за верификация на алгоритма за имитовставка CMAC вместо надеждна хеш-функция. Компанията AMD използва затворен RSA ключ за подписване на микрокода, зареждан в процесора, а с патча разпространява открития ключ. За да провери, че откритият ключ съвпада с оригиналната двойка RSA ключове, процесорът сравнява хеш от открития ключ на AMD, вграден по време на производството в CPU, с хеша от открития ключ, посочен в патча.

Проверка подлинности микрокода в патче осуществляется путём сравнения поставляемого с патчем хэша, заверенного цифровой подписью (RSASSA-PKCS1-v1_5), и хэша, вычисленного на основе фактически поставляемого в патче микрокода. Если эталонный и вычисленный хэши совпадают — патч загружается во внутреннюю память CPU. Проблема в том, что вместо использования рекомендованных криптостойких хэш-функций применён алгоритм CMAC, не рассчитанный на подобные операции и не защищённый от подбора коллизий.

CMAC не е хеш-функция, а изпълнява имитовставка (Message Authentication Code), зависеща от ключа за шифруване. Работата на AES-CMAC се състои в използването на криптографския алгоритъм AES и комбинирането на резултатите от него с следващия блок данни чрез операция XOR. Тази схема гарантира, че промяната на входните данни ще доведе до непредсказуема промяна в изходните данни. При това, CMAC не трябва да се използва като хеш-функция, тъй като всеки, който знае оригиналния ключ за шифруване, може да разбере междинните състояния на шифроването и да изчисли стойности, които да компенсират промените във входните данни, така че резултатът от прилагането на CMAC да остане непроменен.

AMD използва единен ключ за шифриране за AES-CMAC, доставян на всички CPU, започвайки от Zen 1. Така че, достатъчно е да извлечете този ключ от произволен CPU на AMD и той ще бъде приложим към всички останали CPU. Изследователи установиха, че за шифриране на AES-CMAC в AMD е използван известен ключ, взет от пример, упоменат в препоръките за използване на блокови шифри NIST SP 800-38B. Тъй като AES-CMAC се използва за хеширане на вграден RSA ключ и съдържанието на микрокода, определяйки ключа за шифриране AES-CMAC, се появява възможност за подмяна на патча с друг публичен RSA ключ и промяна на съдържанието на микрокода.

За създаването на фалшив патч е достатъчно да се генерира нов публичен ключ, който генерира същия хеш, както и оригиналният публичен ключ на AMD, а също така да се подберат колизии за цифровия подпис. Колизиите се образуват чрез прикрепяне на добавъчен блок към микрокода, изглеждащ като набор от случайни данни. По подобен начин може да се подготви изменен патч с микрокод, съответстващ на цифровия подпис, с който е заверен оригиналният патч от AMD. Инструментариумът Zentool, включващ утилити за анализ на микрокода и създаване на патчи за промяна на микрокода, е наличен под лицензия Apache 2.0. За замяна на микрокода е необходимо наличие на права за изпълнение на кода на ниво нулево защитно ниво (технологиите VT-x и AMD-V позволяват на гостуващата система да се изпълнява с права Ring 0).

Източник: opennet.ru