{"id":73756,"date":"2020-03-11T20:42:30","date_gmt":"2020-03-11T17:42:30","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/novosti-interneta\/lvi-novyj-klass-atak-na-mehanizm-spekulyativnogo-vypolneniya-v-cpu"},"modified":"2020-03-11T20:42:30","modified_gmt":"2020-03-11T17:42:30","slug":"lvi-novyj-klass-atak-na-mehanizm-spekulyativnogo-vypolneniya-v-cpu","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/de\/blog\/news\/lvi-novyj-klass-atak-na-mehanizm-spekulyativnogo-vypolneniya-v-cpu","title":{"rendered":"LVI \u2014 eine neue Klasse von Angriffen auf den Mechanismus der spekulativen Ausf\u00fchrung in der CPU","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

Ver\u00f6ffentlicht<\/a><\/noindex> Informationen \u00fcber die neue Klasse von Angriffen LVI<\/a><\/noindex> (Load Value Injection, CVE-2020-0551<\/a><\/noindex>) auf den Mechanismus der spekulativen Ausf\u00fchrung in Intel-CPUs, die zur Durchf\u00fchrung von Schl\u00fcssel- und Geheimdatenlecks aus Intel SGX-Enclaves und anderen Prozessen verwendet werden k\u00f6nnen.<\/p>\n

Die neue Angriffs-Klasse basiert auf Manipulationen der gleichen mikroarchitektonischen Strukturen wie bei den Angriffen MDS<\/a><\/noindex> (Microarchitectural Data Sampling), Spectre und Meltdown<\/a><\/noindex>. Dabei werden neue Angriffe nicht durch bestehende Schutzmethoden gegen Meltdown, Spectre, MDS und \u00e4hnliche Angriffe blockiert. Um einen effektiven Schutz gegen LVI zu gew\u00e4hrleisten, sind Hardware\u00e4nderungen am CPU erforderlich. Bei der Organisation des Schutzes auf Softwarebasis, beispielsweise durch das Hinzuf\u00fcgen der LFENCE-Anweisung nach jedem Speicherladevorgang durch den Compiler und den Austausch der RET-Anweisung durch POP, LFENCE und JMP, entstehen jedoch zu hohe Kosten \u2013 Sch\u00e4tzungen von Forschern zufolge w\u00fcrde ein vollumf\u00e4nglicher Software-Schutz zu einer Leistungsreduzierung um das 2- bis 19-fache f\u00fchren. <\/p>\n

Teilweise wird die Schwierigkeit, das Problem zu blockieren, dadurch ausgeglichen, dass der Angriff derzeit eher theoretischer als praktischer Natur ist (der Angriff ist theoretisch m\u00f6glich, aber sehr schwer in der Umsetzung und nur in synthetischen Tests reproduzierbar).
\nIntel-Unternehmen bewertete<\/a><\/noindex> das Problem als m\u00e4\u00dfig gef\u00e4hrlich (5,6 von 10) und hat<\/a><\/noindex> ein Firmware-Update und SDK f\u00fcr die SGX-Umgebung bereitgestellt, um den Angriff zu umgehen. Die vorgeschlagenen Angriffsmethoden sind derzeit nur f\u00fcr Intel-Prozessoren anwendbar, jedoch ist eine Anpassung von LVI f\u00fcr andere Prozessoren, die f\u00fcr Meltdown-Angriffe anf\u00e4llig sind, nicht ausgeschlossen.<\/p>\n

Das Problem wurde im April letzten Jahres von dem Forscher Jo Van Bulck von der Universit\u00e4t L\u00f6wen entdeckt, nach dem f\u00fcnf grundlegende Angriffsstrategien entwickelt wurden, an denen 9 Forscher anderer Universit\u00e4ten beteiligt waren, von denen jede die Existenz spezifischerer Varianten<\/a><\/noindex>erm\u00f6glicht. Unabh\u00e4ngig davon ver\u00f6ffentlichten im Februar dieses Jahres auch Forscher von Bitdefender Ergebnisse. 14 Millionen IP-Adressen entdeckt. Mehr als die H\u00e4lfte davon beschlossen, sie an bed\u00fcrftige Unternehmen weiterzuverkaufen.<\/a><\/noindex> eine der Angriffsm\u00f6glichkeiten von LVI und dar\u00fcber in Intel berichtet. Die Angriffsm\u00f6glichkeiten unterscheiden sich durch die Verwendung verschiedener mikroarchitektonischer Strukturen, wie z. B. Store Buffer (SB), Line Fill Buffer (LFB), Kontextwechsel-Puffer der FPU und Level-1-Cache (L1D), die zuvor in Angriffen wie ZombieLoad<\/a><\/noindex>, RIDL<\/a><\/noindex>, Fallout<\/a><\/noindex>, LazyFP<\/a><\/noindex>, Foreshadow<\/a><\/noindex> und Meltdown<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

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Das Haupt unterscheidungsmerkmal<\/a><\/noindex> von LVI im Vergleich zu den MDS-Angriffen besteht darin, dass MDS die Definition des Inhalts mikroarchitektonischer Strukturen manipuliert, die im Cache nach spekulativer Behandlung von Ausnahmen (Fault) oder Load- und Store-Operationen verbleiben, w\u00e4hrend
\nLVI-Angriffe es erm\u00f6glichen, dass die Daten des Angreifers in mikroarchitektonische Strukturen eingef\u00fcgt werden, um die nachfolgende spekulative Ausf\u00fchrung des Codes des Opfers zu beeinflussen. Durch solche Manipulationen kann der Angreifer den Inhalt gesch\u00fctzter Datenstrukturen in anderen Prozessen w\u00e4hrend der Ausf\u00fchrung bestimmter Codes auf dem Ziel-CPU-Kern extrahieren.<\/p>\n

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F\u00fcr Ausnutzung des Problems<\/a><\/noindex> im Code des Opfers m\u00fcssen vorkommen<\/a><\/noindex> spezielle Code-Sequenzen (Gadgets), in denen ein vom Angreifer kontrollierter Wert geladen wird, und das Laden dieses Wertes f\u00fchrt zur Erzeugung von Ausnahmen (Fault, Abort oder Assist), die das Ergebnis verwerfen und die Anweisung erneut ausf\u00fchren. Bei der Behandlung der Ausnahme entsteht ein spekulatives Fenster, w\u00e4hrend dessen die im Gadget verarbeiteten Daten auslaufen. Insbesondere beginnt der Prozessor, einen Abschnitt des Codes (Gadget) im spekulativen Modus auszuf\u00fchren, stellt dann fest, dass die Vorhersage fehlerhaft war, und setzt die Vorg\u00e4nge in ihren urspr\u00fcnglichen Zustand zur\u00fcck, aber die im Prozess der spekulativen Ausf\u00fchrung verarbeiteten Daten verbleiben im L1D-Cache und in mikroarchitektonischen Puffern und sind f\u00fcr die Extraktion mit bekannten Methoden zur Bestimmung von Restdaten \u00fcber Seitenkan\u00e4le zug\u00e4nglich.<\/p>\n

Der Ausnahmefall \u201eassist\u201c wird im Gegensatz zu \u201efault\u201c innerhalb des Prozessors ohne Aufruf von Software-Handlern verarbeitet. Assist kann zum Beispiel auftreten, wenn das Bit A (Accessed) oder D (Dirty) in der Speichertabelle aktualisiert werden muss. Die gr\u00f6\u00dfte Herausforderung bei der Durchf\u00fchrung eines Angriffs auf andere Prozesse liegt darin, wie man die Entstehung eines Assists initiieren kann, indem man den Prozess des Opfers manipuliert. Derzeit gibt es keine zuverl\u00e4ssigen Methoden, dies zu tun, aber in Zukunft ist nicht auszuschlie\u00dfen, dass solche gefunden werden. Die M\u00f6glichkeit eines Angriffs wurde bisher nur f\u00fcr Intel SGX-Enklaven best\u00e4tigt, w\u00e4hrend andere Szenarien theoretisch oder unter synthetischen Bedingungen reproduzierbar sind (das Hinzuf\u00fcgen bestimmter Gadgets zum Code ist erforderlich).<\/p>\n

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M\u00f6gliche Angriffsvektoren:<\/p>\n