Výzkumníci z Helmholtzova centra pro informační bezpečnost (CISPA) zveřejnili výsledky studie zaměřené na bezpečnost procesorů založených na architektuře RISC-V a odhalili zranitelnost označovanou jako GhostWrite. Tato zranitelnost se týká procesorů RISC-V XuanTie C910, které vyrábí čínská společnost T-Head (divize Alibaba) a které jsou vyvíjeny jako otevřené projekty. Zranitelnost umožňuje útočníkovi s omezeným nepř privileged access k systému číst a zapisovat data do jakýchkoliv oblastí fyzické paměti a také získat přístup k ovládání periferních zařízení, jako jsou síťové karty používající MMIO (Memory-Mapped Input/Output).
Zranitelnost je způsobena nedostatky v architektuře procesoru souvisejícími s izolací přidaných instrukcí, které rozšiřují architekturu RISC-V a umožňují přímý přístup k DRAM, obcházející mechanismy virtuální paměti. Práce některých rozšířených instrukcí přímo s fyzickou pamětí namísto virtuální paměti umožňuje obejít izolaci paměti mezi procesy.
Připravená technika provádění útoku je na 100% reprodukovatelná a vyžaduje spuštění vlastního kódu během pouhých několika mikrosekund. Softwarové metody izolace, jako jsou kontejnery a sandboxové prostředí, nezabrání zneužití zranitelnosti. K blokaci zranitelnosti pomáhá pouze úplné vypnutí podpory vektorových rozšíření, což vede k poklesu výkonu v testech rvv-bench o 33 % (v anotaci k zprávě je uvedeno 77 %, ale na souhrnné stránce 33 %, přičemž v detailech je zmíněn pokles výkonu memcpy o 33 %, a memset o 8 %), a také přibližně dvakrát zkrátí dostupnou sadu instrukcí procesoru pro aplikace.
Procesory XuanTie C910 jsou jedny z nejvýkonnějších čipů RISC-V dostupných na trhu a již se aktivně používají v serverech cloudových systémech a noteboocích. Problém se například projevuje na serverech Scaleway Elastic Metal RV1, clusterech Lichee Cluster 4A, notebooku Lichee Book 4A, herní konzoli Lichee Console 4A, přenosném počítači Lichee Pocket 4A, jednodeskových počítačích Sipeed Lichee Pi 4A, Milk-V Meles a BeagleV-Ahead.
Jako příklad vědci připravili exploit, který umožňuje nepriviligovanému uživateli získat root práva v Linuxu. Exploit mění obsah tabulky stránek v paměti, která se používá pro překlad virtuálních adres na fyzické, aby získal virtuální adresy spojené s jakýmikoli fyzickými adresami. Také byl připraven příklad exploitu pro čtení obsahu jádra paměti a dalších procesů, což umožňuje extrakci ukládaných klíčů pro šifrování a hesel z paměti.
Dále vědci identifikovali další dvě méně nebezpečné architektonické zranitelnosti — jedna se týká procesorů T-Head XuanTie C906 a druhá T-Head XuanTie C908. Obě zranitelnosti jsou omezeny na útoky typu denial of service způsobené zastavením činnosti CPU. Zranitelnosti mohou představovat riziko pro cloudové platformy postavené na čipech T-Head XuanTie, protože při přístupu k vykonání kódu v cloudovém prostředí je možné zastavit činnost i dalších uživatelů, kteří jsou obsluhováni na stejné... serveru.
Problémy byly odhaleny pomocí rámce RISCVuzz, vytvořeného pro fuzzing testování CPU. Rámec odhaluje rozdíly v implementaci stejných rozšířených instrukcí na různých CPU, podle předpokladu, že kvůli absenci jednotného registru rozšíření instrukčního souboru RISC-V mohou instrukce se stejným kódováním na čipech různých výrobců vést k provádění různých akcí. Kontrola spočívala v porovnání chování při zpracování procesorových instrukcí na různých CPU RISC-V a analýze možných zranitelností ve situacích, kde bylo pozorováno rozcházející se chování.
Zdroj: opennet.ru
