Das Unternehmen Intel Information zu zwei neuen Schwachstellen in CPUs von Intel, die durch Datenlecks aus dem L1D-Cache verursacht werden (, L1DES – L1D Eviction Sampling) und durch Vektorregister (, VRS – Vector Register Sampling). Diese Schwachstellen gehören zur Klasse (Microarchitectural Data Sampling) und basieren auf der Anwendung von Seitenkanalanalysentechniken auf Daten in mikroarchitektonischen Strukturen. Andere Prozessoren wie AMD und ARM sind nicht betroffen.
Die größte Gefahr stellt die Schwachstelle L1DES dar, die das Absetzen von zwischengespeicherten Datenblöcken (Cache Line), die aus dem ersten Cache-Level (L1D) verdrängt werden, in den Füllpuffer (Fill Buffer), der zu diesem Zeitpunkt leer sein sollte. Zur Bestimmung der im Füllpuffer abgesetzten Daten können die zuvor vorgeschlagenen Seitenkanalanalysemethoden verwendet werden, die bereits in Angriffen (Microarchitectural Data Sampling) und (Transactional Asynchronous Abort) genutzt wurden. Der Ansatz zur Abwehr von
MDS und TAA beruhte auf der Bereinigung mikroarchitektonischer Puffer vor einem Kontextwechsel, jedoch stellte sich heraus, dass unter bestimmten Bedingungen Daten spekulativ in die Puffer nach der Bereinigung zurückgeschrieben werden, weshalb die Methoden MDS und TAA weiterhin anwendbar bleiben.
Insgesamt kann der Angreifer die Festlegung der aus dem ersten Level-Cache verdrängten Daten erreichen, die während der Ausführung einer Anwendung geändert wurden und zuvor den aktuellen CPU-Kern belegten, oder von anderen Anwendungen, die parallel in anderen logischen Threads (Hyper-Threading) auf demselben CPU-Kern ausgeführt werden (Deaktivierung von Hyper-Threading macht den Angriff unwirksam). Im Gegensatz zu dem Angriff , L1DES ermöglicht keine Auswahl spezifischer physischer Adressen zur Überprüfung, bietet jedoch die Möglichkeit, die Aktivität in anderen logischen Threads passiv zu überwachen, die mit dem Laden oder Speichern von Werten im Speicher verbunden sind.
Basierend auf L1DES haben verschiedene Forscherteams mehrere Varianten von Angriffen entwickelt, die potenziell in der Lage sind, vertrauliche Informationen aus anderen Prozessen, dem Betriebssystem, virtuellen Maschinen und geschützten SGX-Enklaven zu extrahieren.
- Das VUSec-Team die RIDL-Angriffsmethode für die L1DES-Schwachstelle angepasst. Verfügbar , der unter anderem die von Intel vorgeschlagene MDS-Schutzmethode umgeht, die auf der Verwendung des VERW-Befehls zur Bereinigung des Inhalts mikroarchitektonischer Puffer beim Rückkehr aus dem Kern in den Benutzerspeicher oder bei der Übergabe der Kontrolle an das Gastbetriebssystem basiert (Forscher bestanden ursprünglich darauf, dass VERW (Reinigung mikroarchitektonischer Puffer) zum Schutz unzureichend ist und ein vollständiger L1-Cache-Reset bei jedem Kontextwechsel erforderlich ist).
- Der Befehl aktualisierte seine mit Blick auf die L1DES-Sicherheitsanfälligkeit.
- Forscher von der Universität Michigan entwickelten eine eigene Angriffsmethode (), die es ermöglicht, vertrauliche Informationen aus dem Betriebssystemkern, virtuellen Maschinen und geschützten SGX-Umgebungen zu extrahieren. Die Methode basiert auf mit dem asynchronen Unterbrechungsmechanismus (TAA, TSX Asynchronous Abort), um den Inhalt des Füllpuffers nach einem Datenleck aus dem L1D-Cache zu bestimmen.
Die zweite Sicherheitsanfälligkeit VRS (Vector Register Sampling) mit einem Leak im Store Buffer von Leseoperationen aus Vektorregistern, die während der Ausführung von Vektoroperationen (SSE, AVX, AVX-512) auf demselben CPU-Kern verändert wurden. Das Leak tritt unter ziemlich seltenen Umständen auf und wird verursacht, weil eine spekulativ ausgeführte Operation, die dazu führt, dass der Zustand der Vektorregister im Store Buffer wiedergegeben wird, verzögert und nach der Bereinigung des Buffers abgeschlossen wird, anstatt davor. Ähnlich wie bei der L1DES-Sicherheitsanfälligkeit kann der Inhalt des Store Buffers dann mit Methoden der MDS- und TAA-Angriffe bestimmt werden.
Forschende der VUSec-Gruppe , die es ermöglichen, die Werte der Vektorregister zu bestimmen, die als Ergebnis von Berechnungen in einem anderen logischen Thread desselben CPU-Kerns erhalten wurden. Intel die VRS-Sicherheitsanfälligkeit als zu komplex für reale Angriffe und stuft sie mit einem minimalen Gefährdungsgrad (2.8 CVSS) ein.
Die Informationen zu den Problemen wurden im Mai 2019 von der Zombieload-Gruppe der Technischen Universität Graz (Österreich) und der VUSec-Gruppe der Vrije Universiteit Amsterdam an Intel übermittelt. Später, nach der Analyse weiterer Angriffsvektoren der MDS-Attacke, wurden die Schwachstellen von einigen anderen Forschern bestätigt. Im ersten MDS-Bericht wurden die Informationen zu den L1DES- und VRS-Problemen aufgrund fehlender Patches nicht aufgenommen. Das Patch ist auch jetzt nicht verfügbar, aber die angegebenen Geheimhaltungsfristen sind abgelaufen.
Als Umgehungsmaßnahmen wird empfohlen, Hyper-Threading zu deaktivieren. Um die Schwachstelle auf der Kernel-Seite zu blockieren, soll der L1-Cache bei jedem Kontextwechsel zurückgesetzt werden (MSR-Bit MSR_IA32_FLUSH_CMD), und die TSX-Erweiterung soll deaktiviert werden (MSR-Bits MSR_IA32_TSX_CTRL und MSR_TSX_FORCE_ABORT).
Intel ein Mikrocode-Update mit Mechanismen zur Blockierung der Probleme in naher Zukunft zu veröffentlichen. Intel weist auch darauf hin, dass die Anwendung der 2018 vorgeschlagenen Schutzmaßnahmen gegen die Attacke (L1 Terminal Fault) die Ausnutzung der Schwachstelle L1DES aus virtuellen Umgebungen blockieren kann. Der Angriff Intel Core-Prozessoren der sechsten Generation (Sky, Kaby, Coffee, Whiskey, Amber Lake usw.) sowie einige Modelle von Intel Xeon und Xeon Scalable.
speziellen Distribution , die es ermöglicht, Angriffsmethoden anzuwenden zur Bestimmung des Inhalts des Root-Passworthashes aus /etc/shadow bei periodischen Authentifizierungsversuchen. Wenn der ursprünglich vorgeschlagene Exploit den Passwort-Hash nach , und nach dem Verlust während der Verwendung des Mechanismus für asynchrone Unterbrechungen (TAA, TSX Asynchronous Abort) eine ähnliche Operation in , durchführt, dann führt die neue Variante den Angriff in 4 Sekunden aus.
Quelle: opennet.ru
