{"id":102301,"date":"2021-11-16T21:36:47","date_gmt":"2021-11-16T19:36:47","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/novosti-interneta\/blacksmith-novaya-ataka-na-pamyat-dram-i-chipy-ddr4"},"modified":"2021-11-16T21:36:47","modified_gmt":"2021-11-16T19:36:47","slug":"blacksmith-novaya-ataka-na-pamyat-dram-i-chipy-ddr4","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/de\/blog\/news\/blacksmith-novaya-ataka-na-pamyat-dram-i-chipy-ddr4","title":{"rendered":"Blacksmith \u2014 ein neuer Angriff auf DRAM-Speicher und DDR4-Chips","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

Eine Gruppe von Forschern der ETH Z\u00fcrich, der Vrije Universiteit Amsterdam und Qualcomm hat eine neue Angriffsmethode der RowHammer-Klasse ver\u00f6ffentlicht, die es erm\u00f6glicht, den Inhalt einzelner Bits des dynamischen Arbeitsspeichers (DRAM) zu ver\u00e4ndern. Dieser Angriff tr\u00e4gt den Code-Namen Blacksmith und die Identifikationsnummer CVE-2021-42114. Viele DDR4-Chips, die mit Schutzma\u00dfnahmen gegen zuvor bekannte Methoden der RowHammer-Klasse ausgestattet sind, sind anf\u00e4llig f\u00fcr diese Schwachstelle. Ein Toolkit zum Testen eigener Systeme auf Anf\u00e4lligkeit wurde auf GitHub ver\u00f6ffentlicht. <\/p>\n

Wir erinnern daran, dass Angriffe der RowHammer-Klasse es erm\u00f6glichen, den Inhalt einzelner Bits im Speicher durch zyklisches Lesen von Daten aus benachbarten Speichereinheiten zu verzerren. Da DRAM-Speicher ein zweidimensionales Array von Zellen darstellt, von denen jede aus einem Kondensator und einem Transistor besteht, f\u00fchrt das kontinuierliche Lesen desselben Speicherbereichs zu Spannungsfluktuationen und Anomalien, die zu einem geringen Verlust von Ladung in benachbarten Zellen f\u00fchren. Bei intensiven Lesevorg\u00e4ngen kann die benachbarte Zelle eine ausreichende Menge an Ladung verlieren, und der n\u00e4chste Regenerationszyklus hat m\u00f6glicherweise nicht gen\u00fcgend Zeit, um ihren urspr\u00fcnglichen Zustand wiederherzustellen, was zu einer \u00c4nderung des Wertes der in der Zelle gespeicherten Daten f\u00fchrt. <\/p>\n

Um sich vor RowHammer zu sch\u00fctzen, haben Chip-Hersteller den Mechanismus TRR (Target Row Refresh) vorgeschlagen, der Zellen in benachbarten Zeilen vor Verzerrungen sch\u00fctzt. Da dieser Schutz jedoch auf dem Prinzip der \u201eSicherheit durch Unklarheit (security by obscurity)\u201c basierte, l\u00f6ste er das Problem nicht grundlegend und bot lediglich Schutz vor bekannten spezifischen F\u00e4llen, was es erleichterte, Umgehungswege zu finden. Beispielsweise schlug Google im Mai eine Methode namens Half-Double vor, auf die der TRR-Schutz nicht wirkte, da bei diesem Angriff Zellen betroffen waren, die nicht direkt an der Zielzelle angrenzten. <\/p>\n

Die neue Methode Blacksmith bietet einen anderen Ansatz zur Umgehung des TRR-Schutzes, der auf nicht homogener Ansprache von zwei oder mehr Angriffszeilen mit unterschiedlicher Frequenz basiert, um Ladungsleckagen zu erzeugen. Zur Bestimmung des Zugriffs-musters auf den Speicher, das zu einer Ladungsleckage f\u00fchrt, wurde ein spezieller Fuzzer entwickelt, der automatisch Angriffsparameter f\u00fcr einen bestimmten Chip ermittelt, indem er die Reihenfolge, Intensit\u00e4t und Systematik des Zugriffs auf die Zellen variiert. <\/p>\n

Ein solcher Angriff, der nicht mit dem Einfluss auf dieselben Zellen verbunden ist, macht die aktuellen Methoden zum Schutz von TRR ineffektiv, die in irgendeiner Form auf der Z\u00e4hlung der Anzahl wiederholter Zugriffe auf die Zellen basieren und bei Erreichen bestimmter Werte eine Neuladung benachbarter Zellen initiieren. Im Blacksmith wird die Zugriffsmaske sofort auf mehrere Zellen von verschiedenen Seiten der Zielzelle verteilt, was es erm\u00f6glicht, eine Ladungsleckage zu erreichen, ohne die Schwellenwerte zu \u00fcberschreiten. <\/p>\n

Die Methode erwies sich als deutlich effektiver als die zuvor vorgeschlagenen Umgehungsmethoden f\u00fcr TRR \u2014 den Forschern gelang es, Bitverzerrungen auf allen 40 k\u00fcrzlich erworbenen verschiedenen DDR4-Speicherchips von Samsung, Micron, SK Hynix und einem unbekannten Hersteller zu erreichen (bei 4 Chips war der Hersteller nicht angegeben). Zum Vergleich erwies sich die zuvor von denselben Forschern vorgeschlagene Methode TRRespass nur f\u00fcr 13 von 42 zu diesem Zeitpunkt getesteten Chips als effektiv. <\/p>\n

Im Allgemeinen wird angenommen, dass die Blacksmith-Methode auf 94% aller auf dem Markt erh\u00e4ltlichen DRAM-Chips anwendbar ist, aber laut den Forschern sind einige Chips anf\u00e4lliger und einfacher anzugreifen als andere. Der Einsatz von Fehlerkorrekturcodes (ECC) und die Verdopplung der Speicherversion bieten keinen vollst\u00e4ndigen Schutz, erschweren jedoch die Ausbeutung. Bemerkenswert ist, dass das Problem auf bereits ausgelieferten Chips nicht blockiert werden kann und die Implementierung eines neuen Schutzes auf Hardware-Ebene erfordert, sodass der Angriff noch viele Jahre relevant bleiben wird. <\/p>\n

Als praktische Beispiele werden Methoden zur Anwendung von Blacksmith genannt, um den Inhalt der Eintr\u00e4ge in der Seitentabelle (PTE, page table entry) zu \u00e4ndern, um privilegierten Zugriff auf den Kernel zu erlangen, den im Speicher gespeicherten \u00f6ffentlichen Schl\u00fcssel RSA-2048 in OpenSSH zu besch\u00e4digen (man kann den \u00f6ffentlichen Schl\u00fcssel mit dem privaten Schl\u00fcssel des Angreifers in Einklang bringen, um sich mit der VM des Opfers zu verbinden) und die Berechtigungspr\u00fcfung durch Modifikation des Speichers des sudo-Prozesses zu umgehen, um Root-Rechte zu erlangen. Abh\u00e4ngig vom Chip erfordert die \u00c4nderung eines Zielbits zwischen 3 Sekunden und mehreren Stunden Durchf\u00fchrung des Angriffs. virtuellen Maschine<\/a> je nach Chips kann es von 3 Sekunden bis zu mehreren Stunden dauern, um einen Zielbit zu \u00e4ndern.

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Zus\u00e4tzlich kann die Ver\u00f6ffentlichung des offenen Frameworks LiteX Row Hammer Tester hervorgehoben werden, das zur \u00dcberpr\u00fcfung von Schutzmethoden f\u00fcr Speicher gegen Angriffe der RowHammer-Klasse entwickelt wurde. Dieses Framework wurde von der Firma Antmicro im Auftrag von Google entwickelt. Es basiert auf der Nutzung von FPGAs zur vollst\u00e4ndigen Kontrolle \u00fcber die an den DRAM-Chip direkt \u00fcbermittelten Befehle, um den Einfluss des Speicherkontrolleurs auszuschlie\u00dfen. Zur Interaktion mit FPGAs wird ein Toolkit in Python angeboten. Das FPGA-Basis-Gateway umfasst ein Modul f\u00fcr die paketweise Daten\u00fcbertragung (definiert Muster f\u00fcr den Speicherzugriff), Payload Executor, einen LiteDRAM-basierten Kontroller (der die gesamte ben\u00f6tigte Logik f\u00fcr DRAM behandelt, einschlie\u00dflich der Aktivierung von Zeilen und dem Aktualisieren des Speichers) und die CPU VexRiscv. Die Ergebnisse des Projekts werden unter der Lizenz Apache 2.0 verbreitet. Die Nutzung verschiedener FPGA-Plattformen wird unterst\u00fctzt, einschlie\u00dflich Lattice ECP5, Xilinx Series 6, 7, UltraScale und UltraScale+.
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Quelle: opennet.ru<\/a> <\/p>","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"excerpt":{"rendered":"

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