এএমডি প্রসেসরে ক্যাশে চ্যানেলের পূর্বাভাস প্রক্রিয়ায় দুটি আক্রমণ

টেকনিক্যাল ইউনিভার্সিটি অফ গ্রাজ (অস্ট্রিয়া) এর একদল গবেষক, আগে আক্রমণের পদ্ধতি তৈরির জন্য পরিচিত MDS, নেটস্পেক্টর, থ্রোহ্যামার и ZombieLoad, AMD প্রসেসরের জন্য নির্দিষ্ট হার্ডওয়্যার অপ্টিমাইজেশান নিয়ে গবেষণা পরিচালনা করেছে এবং উন্নত হয়েছে সাইড-চ্যানেল আক্রমণের দুটি নতুন পদ্ধতি যা এএমডি প্রসেসরের LXNUMX ক্যাশে চ্যানেল পূর্বাভাস প্রক্রিয়া পরিচালনার সময় ডেটা ফাঁস নিয়ন্ত্রণ করে। কৌশলগুলি ASLR সুরক্ষার কার্যকারিতা কমাতে, দুর্বল AES বাস্তবায়নে কী পুনরুদ্ধার করতে এবং স্পেকটার আক্রমণের কার্যকারিতা বাড়াতে ব্যবহার করা যেতে পারে।

CPU-এর প্রথম-স্তরের ডেটা ক্যাশে (L1D) চ্যানেলের পূর্বাভাস প্রক্রিয়া (ওয়ে ভবিষ্যদ্বাণীকারী) বাস্তবায়নে সমস্যা চিহ্নিত করা হয়েছিল, যা কোন ক্যাশে চ্যানেলে একটি নির্দিষ্ট মেমরি ঠিকানা রয়েছে তা পূর্বাভাস দিতে ব্যবহৃত হয়। AMD প্রসেসরে ব্যবহৃত অপ্টিমাইজেশান μ-ট্যাগ (μTag) চেক করার উপর ভিত্তি করে। ভার্চুয়াল ঠিকানায় একটি নির্দিষ্ট হ্যাশ ফাংশন প্রয়োগ করে μTag গণনা করা হয়। অপারেশন চলাকালীন, চ্যানেল পূর্বাভাস ইঞ্জিন টেবিল থেকে ক্যাশে চ্যানেল নির্ধারণ করতে μTag ব্যবহার করে। এইভাবে, μTag প্রসেসরকে সমস্ত বিকল্পের মাধ্যমে অনুসন্ধান না করে শুধুমাত্র একটি নির্দিষ্ট চ্যানেল অ্যাক্সেস করার জন্য নিজেকে সীমাবদ্ধ করতে দেয়, যা উল্লেখযোগ্যভাবে CPU শক্তি খরচ হ্রাস করে।

2011 থেকে 2019 পর্যন্ত মুক্তিপ্রাপ্ত AMD প্রসেসরের বিভিন্ন প্রজন্মের চ্যানেল ভবিষ্যদ্বাণী সিস্টেম বাস্তবায়নের বিপরীত প্রকৌশলের সময়, দুটি নতুন পার্শ্ব-চ্যানেল আক্রমণ কৌশল চিহ্নিত করা হয়েছিল:

• কোলাইড+প্রোব - আক্রমণকারীকে একই লজিক্যাল CPU কোরে চলমান প্রক্রিয়াগুলির জন্য মেমরি অ্যাক্সেস ট্র্যাক করার অনুমতি দেয়। পদ্ধতির সারমর্ম হল ভার্চুয়াল ঠিকানাগুলি ব্যবহার করা যা মেমরি অ্যাক্সেস ট্র্যাক করতে μTag গণনা করতে ব্যবহৃত হ্যাশ ফাংশনে সংঘর্ষ ঘটায়। ইন্টেল প্রসেসরে ব্যবহৃত ফ্লাশ+রিলোড এবং প্রাইম+প্রোব আক্রমণের বিপরীতে, কোলাইড+প্রোব শেয়ার করা মেমরি ব্যবহার করে না এবং প্রকৃত ঠিকানা না জেনে কাজ করে।
• লোড+রিলোড - আপনাকে একই ভৌত CPU কোরে মেমরি অ্যাক্সেস ট্রেসগুলি খুব সঠিকভাবে নির্ধারণ করতে দেয়। পদ্ধতিটি এই সত্যের উপর ভিত্তি করে যে একটি শারীরিক মেমরি সেল শুধুমাত্র একবার L1D ক্যাশে থাকতে পারে। সেগুলো. একটি ভিন্ন ভার্চুয়াল ঠিকানায় একই মেমরি সেল অ্যাক্সেস করার ফলে সেলটিকে L1D ক্যাশে থেকে উচ্ছেদ করা হবে, মেমরি অ্যাক্সেস ট্র্যাক করার অনুমতি দেবে। যদিও আক্রমণ ভাগ করা মেমরির উপর নির্ভর করে, এটি ক্যাশে লাইনগুলিকে ফ্লাশ করে না, স্টিলথ আক্রমণের অনুমতি দেয় যা শেষ-স্তরের ক্যাশে থেকে ডেটা উচ্ছেদ করে না।

কোলাইড+প্রোব এবং লোড+রিলোড কৌশলের উপর ভিত্তি করে, গবেষকরা বেশ কয়েকটি পার্শ্ব-চ্যানেল আক্রমণের পরিস্থিতি প্রদর্শন করেছেন:

• দুটি প্রক্রিয়ার মধ্যে একটি লুকানো অপ্রত্যক্ষ যোগাযোগ চ্যানেল সংগঠিত করার জন্য পদ্ধতি ব্যবহার করার সম্ভাবনা, প্রতি সেকেন্ডে 588 kB পর্যন্ত গতিতে ডেটা স্থানান্তর করার অনুমতি দেওয়া হয়েছে।
• μTag-এ সংঘর্ষ ব্যবহার করে, ASLR (অ্যাড্রেস স্পেস লেআউট র্যান্ডমাইজেশন) এর বিভিন্ন রূপের জন্য এনট্রপি কমানো এবং সম্পূর্ণ আপডেট করা লিনাক্স সিস্টেমে কার্নেলে ASLR সুরক্ষা বাইপাস করা সম্ভব হয়েছিল। ব্যবহারকারীর অ্যাপ্লিকেশন থেকে এবং স্যান্ডবক্স পরিবেশে কার্যকর করা জাভাস্ক্রিপ্ট কোড এবং অন্য অতিথি পরিবেশে চলমান কোড ব্যবহার করে ASLR এনট্রপি কমানোর জন্য আক্রমণ চালানোর সম্ভাবনা দেখানো হয়েছে।
  

• Collide+Probe পদ্ধতির উপর ভিত্তি করে, একটি দুর্বল বাস্তবায়ন থেকে এনক্রিপশন কী পুনরুদ্ধার করতে একটি আক্রমণ প্রয়োগ করা হয়েছিল (এর উপর ভিত্তি করে টি-টেবিল) AES এনক্রিপশন।
• ডেটা অধিগ্রহণের চ্যানেল হিসাবে Collide+Probe পদ্ধতি ব্যবহার করে, স্পেকটার আক্রমণ ভাগ করা মেমরি ব্যবহার না করেই কার্নেল থেকে ব্যক্তিগত তথ্য বের করতে সক্ষম হয়েছিল।

মাইক্রোআর্কিটেকচারের উপর ভিত্তি করে এএমডি প্রসেসরে দুর্বলতা দেখা দেয়
বুলডোজার, পাইলেড্রাইভার, স্টিমরোলার, জেন (রাইজেন, এপিক), জেন+ এবং জেন২।
এএমডিকে 23 আগস্ট, 2019-এ সমস্যাটির বিষয়ে অবহিত করা হয়েছিল, কিন্তু এখনও পর্যন্ত রিপোর্ট প্রকাশ করেনি দুর্বলতা ব্লক করার তথ্য সহ। গবেষকদের মতে, চ্যানেল ভবিষ্যদ্বাণী সিস্টেমকে নির্বাচনীভাবে অক্ষম করার জন্য MSR বিট প্রদান করে মাইক্রোকোড আপডেট স্তরে সমস্যাটি অবরুদ্ধ করা যেতে পারে, যেমন ইন্টেল শাখা পূর্বাভাস প্রক্রিয়া নিষ্ক্রিয় করা নিয়ন্ত্রণ করতে করেছিল।

উত্স: opennet.ru