Die Implementierung von DDIO in Intel-Chips ermöglicht eine Netzwerkattacke durch die Definition von Tastenanschlägen in einer SSH-Sitzung.

Ein Forscherteam der Freien Universität Amsterdam und der ETH Zürich hat eine Technik zur Netzwerkattacke entwickelt, NetCAT (Network Cache ATtack), die es ermöglicht, durch die Analyse von Daten über externe Kanäle aus der Ferne die Tasten zu bestimmen, die der Benutzer während einer SSH-Sitzung drückt. Das Problem tritt nur auf Servern auf, die Technologien RDMA (Remote Direct Memory Access) und DDIO (Data-Direct I/O) verwenden.

Das Unternehmen Intel glaubtDies macht es jedoch schwierig, die Attacke in der Praxis umzusetzen, da der Angreifer Zugang zum lokalen Netzwerk sowie strikte Bedingungen und eine Verbindung zwischen den Hosts unter Verwendung von RDMA- und DDIO-Technologien benötigt, die normalerweise in isolierten Netzwerken, wie z.B. in Rechenclustern, eingesetzt werden. Dem Problem wurde ein geringes Gefährdungsniveau (CVSS 2.6, CVE-2019-11184) und es wird empfohlen, DDIO und RDMA in lokalen Netzwerken, die nicht über eine Sicherheitsperimeter verfügen und in denen unzuverlässige Kunden zugelassen sind, nicht zu aktivieren. DDIO wird in Serverprozessoren von Intel seit 2012 verwendet (Intel Xeon E5, E7 und SP). Systeme, die auf AMD-Prozessoren und anderen Herstellern basieren, sind nicht betroffen, da sie die Speicherung der über das Netzwerk übertragenen Daten im CPU-Cache nicht unterstützen.

Die für den Angriff verwendete Methode ähnelt der Schwachstelle „Throwhammer“, die es ermöglicht, den Inhalt einzelner Bits im RAM durch Manipulation von Netzwerkpaketen in Systemen mit RDMA zu verändern. Das neue Problem resultiert aus dem Bestreben, die Latenzen durch die Anwendung des DDIO-Mechanismus zu minimieren, der eine direkte Interaktion zwischen der Netzwerkkarte und anderen Peripheriegeräten mit dem Cache des Prozessors ermöglicht (während der Verarbeitung von Netzwerkpaketen werden die Daten im Cache gespeichert und aus dem Cache abgerufen, ohne auf den Speicher zuzugreifen).

Dank DDIO gelangen auch Daten, die während bösartiger Netzwerkaktivitäten generiert werden, in den CPU-Cache. Der NetCAT-Angriff basiert auf der Annahme, dass Netzwerkkarten Daten aktiv cachen, und die Geschwindigkeit der Paketverarbeitung in modernen lokalen Netzwerken ausreichend ist, um das Cache-Filling zu beeinflussen und das Vorhandensein oder Fehlen von Daten im Cache durch die Analyse der Übertragungsverzögerungen zu bestimmen.

Bei der Verwendung interaktiver Sitzungen, beispielsweise über SSH, wird das Netzwerkpaket direkt nach dem Drücken der Taste gesendet, d.h. die Verzögerungen zwischen den Paketen korrelieren mit den Verzögerungen zwischen den Tasteneingaben. Unter Verwendung statistischer Analyseverfahren und unter Berücksichtigung, dass die Verzögerungen zwischen den Tastatureingaben normalerweise von der Position der Taste auf der Tastatur abhängen, kann mit gewisser Wahrscheinlichkeit die eingegebene Information rekonstruiert werden. Zum Beispiel tippen die meisten Menschen normalerweise „s“ nach „a“ wesentlich schneller als „g“ nach „s“.

Die im Prozessor-Cache gespeicherten Informationen ermöglichen es unter anderem, die genaue Zeit der Pakete zu bestimmen, die von der Netzwerkkarte bei der Verarbeitung von Verbindungen wie SSH gesendet werden. Durch die Generierung eines bestimmten Datenverkehrs kann ein Angreifer den Zeitpunkt erkennen, an dem neue Daten im Cache erscheinen, die mit bestimmten Aktivitäten im System verbunden sind. Zur Analyse des Cacheinhalts wird die Methode Prime+Probe, verwendet, die das Füllen des Caches mit einer Referenzmenge an Werten und die Messung der Zugriffszeiten bei einer erneuten Befüllung zur Bestimmung von Veränderungen beinhaltet.

Es ist nicht auszuschließen, dass diese Technik auch zur Ermittlung von nicht nur Tasteneingaben, sondern auch anderen Arten von vertraulichen Daten eingesetzt werden kann, die im CPU-Cache verbleiben. Potenziell kann der Angriff auch ohne RDMA durchgeführt werden, jedoch verringert sich die Effektivität ohne RDMA, und die Durchführung wird erheblich komplizierter. Außerdem ist die Verwendung von DDIO möglich, um einen versteckten Kommunikationskanal einzurichten, der zur Datenübertragung nach einer Kompromittierung des Servers verwendet wird, um Sicherheitsvorkehrungen zu umgehen.

Quelle: opennet.ru