Retbleed হল ইন্টেল এবং AMD CPU-এর অনুমানমূলক এক্সিকিউশন মেকানিজমের উপর একটি নতুন আক্রমণ

ETH জুরিখের একদল গবেষক CPU-তে পরোক্ষ ট্রানজিশনের অনুমানমূলক সম্পাদনের প্রক্রিয়ার উপর একটি নতুন আক্রমণ চিহ্নিত করেছেন, যা কার্নেল মেমরি থেকে তথ্য বের করা বা ভার্চুয়াল মেশিন থেকে হোস্ট সিস্টেমে আক্রমণ সংগঠিত করা সম্ভব করে তোলে। দুর্বলতাগুলির কোডনাম Retbleed (CVE-2022-29900, CVE-2022-29901) এবং প্রকৃতিতে Specter-v2 আক্রমণের কাছাকাছি। পার্থক্যটি "ret" (রিটার্ন) নির্দেশ প্রক্রিয়া করার সময় নির্বিচারে কোডের অনুমানমূলক সম্পাদনের সংগঠনে নেমে আসে, যা স্ট্যাক থেকে লাফ দেওয়ার ঠিকানা নিয়ে আসে, "jmp" নির্দেশ ব্যবহার করে একটি পরোক্ষ লাফের পরিবর্তে ঠিকানাটি লোড করে মেমরি বা একটি CPU রেজিস্টার।

একজন আক্রমণকারী ভুল ট্রানজিশন ভবিষ্যদ্বাণীর জন্য শর্ত তৈরি করতে পারে এবং কোডের একটি ব্লকে একটি লক্ষ্যযুক্ত, অনুমানমূলক রূপান্তর সংগঠিত করতে পারে যা প্রোগ্রাম এক্সিকিউশন লজিক দ্বারা সরবরাহ করা হয় না। শেষ পর্যন্ত, প্রসেসর নির্ধারণ করবে যে শাখার পূর্বাভাসটি ন্যায়সঙ্গত ছিল না এবং অপারেশনটিকে তার আসল অবস্থায় ফিরিয়ে আনবে, তবে অনুমানমূলক সম্পাদনের সময় প্রক্রিয়াকৃত ডেটা ক্যাশে এবং মাইক্রোআর্কিটেকচারাল বাফারগুলিতে শেষ হবে। যদি একটি ভুলভাবে সম্পাদিত ব্লক মেমরি অ্যাক্সেস করে, তাহলে এর অনুমানমূলক সম্পাদনের ফলে মেমরি থেকে ডেটা পড়া শেয়ার করা ক্যাশে জমা হবে।

অনুমানমূলক ক্রিয়াকলাপগুলির পরে ক্যাশে অবশিষ্ট ডেটা নির্ধারণ করতে, একজন আক্রমণকারী অবশিষ্ট ডেটা নির্ধারণের জন্য পার্শ্ব-চ্যানেল কৌশলগুলি ব্যবহার করতে পারে, যেমন ক্যাশে করা এবং আনক্যাশড ডেটাতে অ্যাক্সেসের সময়ের পরিবর্তনগুলি বিশ্লেষণ করা। উদ্দেশ্যমূলকভাবে অন্য বিশেষাধিকার স্তরের এলাকাগুলি থেকে তথ্য আহরণ করতে (উদাহরণস্বরূপ, কার্নেল মেমরি থেকে), "গ্যাজেট" ব্যবহার করা হয় - কার্নেলে উপস্থিত কমান্ডের ক্রম যা বাহ্যিক অবস্থার উপর নির্ভর করে মেমরি থেকে অনুমানমূলকভাবে ডেটা পড়ার জন্য উপযুক্ত যা দ্বারা প্রভাবিত হতে পারে আক্রমণকারী

শর্তসাপেক্ষ এবং পরোক্ষ জাম্প নির্দেশাবলী ব্যবহার করে এমন ক্লাসিক স্পেকটার শ্রেণীর আক্রমণ থেকে রক্ষা করার জন্য, বেশিরভাগ অপারেটিং সিস্টেম "রেটপোলাইন" কৌশল ব্যবহার করে, যা "রেট" নির্দেশের সাথে পরোক্ষ জাম্প অপারেশন প্রতিস্থাপনের উপর ভিত্তি করে, যার জন্য প্রসেসরগুলি একটি পৃথক স্ট্যাক স্টেট পূর্বাভাস ইউনিট ব্যবহার করে। একটি শাখা পূর্বাভাস ব্লক ব্যবহার না. 2018 সালে যখন retpoline চালু করা হয়েছিল, তখন এটি বিশ্বাস করা হয়েছিল যে স্পেকটার-সদৃশ ঠিকানা ম্যানিপুলেশনগুলি "ret" নির্দেশ ব্যবহার করে অনুমানমূলক শাখার জন্য ব্যবহারিক ছিল না।

যে গবেষকরা Retbleed আক্রমণ পদ্ধতি তৈরি করেছেন তারা "ret" নির্দেশ ব্যবহার করে একটি অনুমানমূলক রূপান্তর শুরু করার জন্য মাইক্রোআর্কিটেকচারাল পরিস্থিতি তৈরি করার সম্ভাবনা প্রদর্শন করেছেন এবং লিনাক্স কার্নেলের দুর্বলতা শোষণের জন্য উপযুক্ত নির্দেশাবলীর (গ্যাজেট) ক্রম সনাক্ত করার জন্য প্রস্তুত-তৈরি সরঞ্জামগুলি প্রকাশ করেছেন, যেখানে এই ধরনের পরিস্থিতি নিজেদেরকে প্রকাশ করে।

গবেষণা চলাকালীন, একটি কার্যকরী শোষণ প্রস্তুত করা হয়েছিল যা, ইন্টেল সিপিইউগুলির সাথে সিস্টেমে, ব্যবহারকারীর স্থানের একটি সুবিধাবিহীন প্রক্রিয়া থেকে 219 বাইট প্রতি সেকেন্ডে এবং 98% নির্ভুলতার গতিতে কার্নেল মেমরি থেকে নির্বিচারে ডেটা বের করার অনুমতি দেয়। এএমডি প্রসেসরে, শোষণের কার্যকারিতা অনেক বেশি - লিক রেট প্রতি সেকেন্ডে 3.9 কেবি। একটি বাস্তব উদাহরণ হিসাবে, আমরা /etc/shadow ফাইলের বিষয়বস্তু নির্ধারণ করতে প্রস্তাবিত শোষণ কিভাবে ব্যবহার করতে হয় তা দেখাই। ইন্টেল সিপিইউ সহ সিস্টেমগুলিতে, রুট ব্যবহারকারীর পাসওয়ার্ড হ্যাশ নির্ধারণের আক্রমণটি 28 মিনিটে এবং AMD সিপিইউ সহ সিস্টেমগুলিতে - 6 মিনিটে করা হয়েছিল।

Q6 8 এর আগে মুক্তি পাওয়া ইন্টেল প্রসেসরগুলির 3-2019 প্রজন্মের জন্য আক্রমণটি নিশ্চিত করা হয়েছে (স্কাইলেক সহ), এবং Zen 1, Zen 1+ এবং Zen 2 মাইক্রোআর্কিটেকচারের উপর ভিত্তি করে AMD প্রসেসর যা Q2021 3-এর আগে প্রকাশিত হয়েছিল। নতুন প্রসেসর মডেল যেমন AMD ZenXNUMX এবং Intel Alder Lake, সেইসাথে ARM প্রসেসরগুলিতে, সমস্যাটি বিদ্যমান সুরক্ষা ব্যবস্থা দ্বারা অবরুদ্ধ। উদাহরণস্বরূপ, IBRS (Indirect Branch Restricted Speculation) নির্দেশাবলী ব্যবহার করে আক্রমণ থেকে রক্ষা করতে সাহায্য করে।

Linux কার্নেল এবং Xen হাইপারভাইজারের জন্য পরিবর্তনের একটি সেট প্রস্তুত করা হয়েছে, যা পুরানো CPU-তে সফ্টওয়্যার সমস্যাটিকে ব্লক করবে। লিনাক্স কার্নেলের জন্য প্রস্তাবিত প্যাচটি 68টি ফাইল পরিবর্তন করে, 1783টি লাইন যোগ করে এবং 387টি লাইন মুছে দেয়। দুর্ভাগ্যবশত, সুরক্ষা উল্লেখযোগ্য ওভারহেড খরচের দিকে পরিচালিত করে - এএমডি এবং ইন্টেল প্রসেসরগুলিতে পরিচালিত পাঠ্যগুলিতে, কর্মক্ষমতা হ্রাস 14% থেকে 39% পর্যন্ত অনুমান করা হয়। IBRS নির্দেশাবলীর উপর ভিত্তি করে সুরক্ষা ব্যবহার করা বেশি পছন্দনীয়, যা Intel CPU-র নতুন প্রজন্মে উপলব্ধ এবং Linux kernel 4.19 থেকে শুরু করে সমর্থিত।

ইন্টেল প্রসেসরগুলিতে, একটি অনুমানমূলক পরোক্ষ লাফের জন্য ঠিকানা প্রতিস্থাপন করা হয় এমন একটি বৈশিষ্ট্যের জন্য ধন্যবাদ যা প্রদর্শিত হয় যখন রিটার্ন স্ট্যাক বাফারে নিম্ন সীমা (আন্ডারফ্লো) মাধ্যমে একটি ওভারফ্লো ঘটে। যখন এই ধরনের পরিস্থিতি দেখা দেয়, তখন "ret" নির্দেশটি সাধারণ পরোক্ষ লাফের জন্য ব্যবহৃত ঠিকানা নির্বাচনের যুক্তির মতোই প্রয়োগ করতে শুরু করে। লিনাক্স কার্নেলে এক হাজারেরও বেশি জায়গা পাওয়া গেছে যা এই ধরনের ব্যাকফ্লো শুরু করার জন্য শর্ত তৈরি করে এবং সিস্টেম কলের মাধ্যমে অ্যাক্সেসযোগ্য।

এএমডি প্রসেসরগুলিতে, স্ট্যাক-নির্দিষ্ট বাফার (রিটার্ন অ্যাড্রেস স্ট্যাক) এর রেফারেন্স ছাড়াই "ret" নির্দেশের অনুমানমূলক সম্পাদন করা হয় এবং শাখা পূর্বাভাস ইউনিট "ret" নির্দেশকে নিয়ন্ত্রণ রিটার্ন হিসাবে নয়, একটি পরোক্ষ শাখা হিসাবে বিবেচনা করে। , এবং, তদনুসারে, পরোক্ষ রূপান্তরের পূর্বাভাসের জন্য ডেটা ব্যবহার করে। এই অবস্থার অধীনে, কার্যত যেকোন "ret" অপারেশন একটি সিস্টেম কলের মাধ্যমে পৌঁছানো যায় শোষণ করা যেতে পারে।

উপরন্তু, কাল্পনিক শাখা বাস্তবায়নের সাথে সম্পর্কিত AMD CPUs (CVE-2022-23825, শাখার ধরণ বিভ্রান্তি) তে আরেকটি সমস্যা চিহ্নিত করা হয়েছে - শাখা পূর্বাভাসের শর্তগুলি প্রয়োজনীয় শাখা নির্দেশনা ছাড়াও ঘটতে পারে, যা শাখা পূর্বাভাস বাফারকে প্রভাবিত করতে দেয়। নির্দেশ ছাড়াই "ret"। এই বৈশিষ্ট্যটি উল্লেখযোগ্যভাবে সুরক্ষা বাস্তবায়নকে জটিল করে তোলে এবং শাখার পূর্বাভাস বাফারের আরও সক্রিয় পরিচ্ছন্নতার প্রয়োজন। কার্নেলে সম্পূর্ণ সুরক্ষা যোগ করলে ওভারহেড 209% বৃদ্ধি পাবে বলে আশা করা হচ্ছে।

উত্স: opennet.ru