Neue Angriffstechnik RowHammer auf DRAM-Speicher

Das Unternehmen Google hat „Half-Double“ vorgestellt, eine neue Technik für RowHammer-Angriffe, die es ermöglicht, den Inhalt einzelner Bits des dynamischen Arbeitsspeichers (DRAM) zu verändern. Der Angriff kann auf einigen modernen DRAM-Chips reproduziert werden, deren Hersteller eine Verringerung der Geometrie der Zellen erreicht haben.

Wir erinnern daran, dass RowHammer-Angriffe es ermöglichen, den Inhalt einzelner Speicherbits durch zyklisches Lesen von Daten aus benachbarten Speicherzellen zu verzerren. Da DRAM-Speicher aus einem zweidimensionalen Array von Zellen besteht, von denen jede aus einem Kondensator und einem Transistor besteht, führt das kontinuierliche Lesen desselben Speicherbereichs zu Spannungsschwankungen und Anomalien, die zu einem geringfügigen Verlust der Ladung benachbarter Zellen führen. Wenn die Lesestärke groß genug ist, kann die benachbarte Zelle so viel Ladung verlieren, dass der nächste Regenerationszyklus nicht ausreicht, um ihren ursprünglichen Zustand wiederherzustellen, was zu einer Änderung der in der Zelle gespeicherten Daten führt.

Zum Schutz vor RowHammer haben Chip-Hersteller den TRR-Mechanismus (Target Row Refresh) implementiert, der Verzerrungen in benachbarten Zeilen schützt. Die Methode Half-Double ermöglicht es, diesen Schutz zu umgehen, indem sie manipuliert, dass Verzerrungen nicht auf benachbarte Zeilen beschränkt sind, sondern sich auch auf andere Zeilen des Speichers ausbreiten, wenn auch in geringerem Maße. Googles Ingenieure haben gezeigt, dass es für aufeinanderfolgende Speicherzeilen „A“, „B“ und „C“ möglich ist, Zeile „C“ anzugreifen, indem man sehr intensiv auf Zeile „A“ zugreift und nur eine geringe Aktivität zu Zeile „B“ aufrechterhält. Zugriffe auf Zeile „B“ während des Angriffs aktivieren eine nichtlineare Ladungsleckage und ermöglichen es, Zeile „B“ als Transportmittel zu verwenden, um den Rowhammer-Effekt von Zeile „A“ auf „C“ zu übertragen.

Im Gegensatz zum TRRespass-Angriff, der Schwächen in verschiedenen Implementierungen des Mechanismus zur Verhinderung von Zellverzerrungen ausnutzt, basiert der Half-Double-Angriff auf den physikalischen Eigenschaften des Siliziumsubstrats. Half-Double zeigt, dass die wahrscheinlich verursachenden Rowhammer-Effekte eine Eigenschaft des Abstandes sind und nicht der direkten Anordnung der Zellen. Mit der Verringerung der Geometrie der Zellen in modernen Chips wächst auch der Einflussradius der Verzerrungen. Es ist nicht ausgeschlossen, dass der Effekt über zwei Zeilen hinaus beobachtet wird.

Es wird berichtet, dass zusammen mit der JEDEC-Vereinigung mehrere Vorschläge zur Analyse möglicher Wege zur Blockierung solcher Angriffe erarbeitet wurden. Die Informationen über die Methode wurden veröffentlicht, da Google der Ansicht ist, dass die durchgeführten Forschungen das Verständnis des Rowhammer-Phänomens erheblich erweitern und die Bedeutung der Zusammenarbeit von Forschern, Chipherstellern und anderen Interessierten bei der Entwicklung einer umfassenden und langfristigen Lösung zum Schutz hervorheben.

Quelle: opennet.ru