Google hat mehrere Prototypen von Exploits ver\u00f6ffentlicht, die die M\u00f6glichkeit der Ausnutzung von Sicherheitsanf\u00e4lligkeiten der Klasse Spectre zeigen, indem JavaScript-Code im Browser ausgef\u00fchrt wird, um zuvor hinzugef\u00fcgte Schutzmethoden zu umgehen. Die Exploits k\u00f6nnen verwendet werden, um auf den Speicher des Prozesses zuzugreifen, der Web-Inhalte im aktuellen Tab verarbeitet. Zum Testen der Funktionalit\u00e4t des Exploits wurde die Website leaky.page gestartet, und der Code mit der Beschreibung der Funktionsweise wurde auf GitHub ver\u00f6ffentlicht. <\/p>\n
\u041f\u0440\u0435\u0434\u043b\u043e\u0436\u0435\u043d\u043d\u044b\u0439 \u043f\u0440\u043e\u0442\u043e\u0442\u0438\u043f \u0440\u0430\u0441\u0441\u0447\u0438\u0442\u0430\u043d \u043d\u0430 \u0441\u043e\u0432\u0435\u0440\u0448\u0435\u043d\u0438\u0435 \u0430\u0442\u0430\u043a\u0438 \u043d\u0430 \u0441\u0438\u0441\u0442\u0435\u043c\u044b \u0441 \u043f\u0440\u043e\u0446\u0435\u0441\u0441\u043e\u0440\u0430\u043c\u0438 Intel Core i7-6500U \u0432 \u043e\u043a\u0440\u0443\u0436\u0435\u043d\u0438\u0438 \u0441 Linux \u0438 Chrome 88. \u0414\u043b\u044f \u043f\u0440\u0438\u043c\u0435\u043d\u0435\u043d\u0438\u044f \u044d\u043a\u0441\u043f\u043b\u043e\u0438\u0442\u0430 \u0434\u043b\u044f \u0434\u0440\u0443\u0433\u0438\u0445 \u043e\u043a\u0440\u0443\u0436\u0435\u043d\u0438\u0439 \u0442\u0440\u0435\u0431\u0443\u0435\u0442\u0441\u044f \u0432\u043d\u0435\u0441\u0435\u043d\u0438\u0435 \u0438\u0437\u043c\u0435\u043d\u0435\u043d\u0438\u0439. \u041c\u0435\u0442\u043e\u0434 \u044d\u043a\u0441\u043f\u043b\u0443\u0430\u0442\u0430\u0446\u0438\u0438 \u043d\u0435 \u0441\u043f\u0435\u0446\u0438\u0444\u0438\u0447\u0435\u043d \u0434\u043b\u044f \u043f\u0440\u043e\u0446\u0435\u0441\u0441\u043e\u0440\u043e\u0432 Intel — \u043f\u043e\u0441\u043b\u0435 \u0441\u043e\u043e\u0442\u0432\u0435\u0442\u0441\u0442\u0432\u0443\u044e\u0449\u0435\u0439 \u0430\u0434\u0430\u043f\u0442\u0430\u0446\u0438\u0438 \u0431\u044b\u043b\u0430 \u043f\u043e\u0434\u0442\u0432\u0435\u0440\u0436\u0434\u0435\u043d\u0430 \u0440\u0430\u0431\u043e\u0442\u0430 \u044d\u043a\u0441\u043f\u043b\u043e\u0438\u0442\u0430 \u043d\u0430 \u0441\u0438\u0441\u0442\u0435\u043c\u0430\u0445 \u0441 CPU \u0434\u0440\u0443\u0433\u0438\u0445 \u043f\u0440\u043e\u0438\u0437\u0432\u043e\u0434\u0438\u0442\u0435\u043b\u0435\u0439, \u0432\u043a\u043b\u044e\u0447\u0430\u044f Apple M1 \u043d\u0430 \u0431\u0430\u0437\u0435 \u0430\u0440\u0445\u0438\u0442\u0435\u043a\u0442\u0443\u0440\u044b ARM. \u041f\u043e\u0441\u043b\u0435 \u043d\u0435\u0437\u043d\u0430\u0447\u0438\u0442\u0435\u043b\u044c\u043d\u044b\u0445 \u043a\u043e\u0440\u0440\u0435\u043a\u0442\u0438\u0440\u043e\u0432\u043e\u043a \u044d\u043a\u0441\u043f\u043b\u043e\u0438\u0442 \u0442\u0430\u043a\u0436\u0435 \u0440\u0430\u0431\u043e\u0442\u043e\u0441\u043f\u043e\u0441\u043e\u0431\u0435\u043d \u0432 \u0434\u0440\u0443\u0433\u0438\u0445 \u043e\u043f\u0435\u0440\u0430\u0446\u0438\u043e\u043d\u043d\u044b\u0445 \u0441\u0438\u0441\u0442\u0435\u043c\u0430\u0445 \u0438 \u0432 \u0434\u0440\u0443\u0433\u0438\u0445 \u0431\u0440\u0430\u0443\u0437\u0435\u0440\u0430\u0445 \u043d\u0430 \u0431\u0430\u0437\u0435 \u0434\u0432\u0438\u0436\u043a\u0430 Chromium. <\/p>\n
In einer Umgebung mit dem Standard-Chrome 88 und Intel Skylake-Prozessoren gelang es, Daten aus dem Prozess, der f\u00fcr die Verarbeitung von Web-Inhalten im aktuellen Chrome-Tab verantwortlich ist (Renderer-Prozess), mit einer Geschwindigkeit von 1 Kilobyte pro Sekunde abzuleiten. Dar\u00fcber hinaus wurden alternative Prototypen entwickelt, zum Beispiel ein Exploit, der durch eine Verringerung der Stabilit\u00e4t die Geschwindigkeit der Datenableitung auf 8 kB\/s erh\u00f6hen kann, indem der Timer performance.now() mit einer Genauigkeit von 5 Mikrosekunden (0,005 Millisekunden) verwendet wird. Au\u00dferdem wurde eine Variante vorbereitet, die bei einer Timer-Genauigkeit von einer Millisekunde arbeiten kann und dazu verwendet werden kann, den Speicher eines anderen Prozesses mit einer Geschwindigkeit von etwa 60 Byte pro Sekunde zug\u00e4nglich zu machen. <\/p>\n
Der ver\u00f6ffentlichte Democode besteht aus drei Teilen. Der erste Teil kalibriert den Timer zur Sch\u00e4tzung der Ausf\u00fchrungszeit von Operationen, die erforderlich sind, um die im Prozessor-Cache verbleibenden Daten, die durch spekulative Ausf\u00fchrung der CPU-Anweisungen entstanden sind, wiederherzustellen. Der zweite Teil bestimmt die Speicheranordnung, die beim Platzieren eines JavaScript-Arrays verwendet wird. <\/p>\n
Der dritte Teil nutzt direkt die Schwachstelle Spectre aus, um den Inhalt des Speichers des aktuellen Prozesses zu ermitteln, indem Bedingungen f\u00fcr die spekulative Ausf\u00fchrung bestimmter Operationen geschaffen werden, deren Ergebnisse vom Prozessor nach Feststellung einer Fehlvorhersage verworfen werden. Die Spuren der Ausf\u00fchrung bleiben jedoch im allgemeinen Cache und k\u00f6nnen mit Methoden zur Bestimmung des Cache-Inhalts \u00fcber Seitenkan\u00e4le rekonstruiert werden, die die Ver\u00e4nderung der Zugriffszeiten auf gecachte und nicht gecachte Daten analysieren. <\/p>\n
Die vorgeschlagene Ausbeutetechnik erm\u00f6glicht es, ohne hochpr\u00e4zise Timer auszukommen, die \u00fcber die API performance.now() verf\u00fcgbar sind, sowie ohne Unterst\u00fctzung des Typs SharedArrayBuffer, der die Erstellung von Arrays im gemeinsamen Speicher erm\u00f6glicht. Der Exploit enth\u00e4lt einen Spectre-Gadget, der eine kontrollierte spekulative Ausf\u00fchrung von Code hervorruft, und einen Analyse-Tool zur Erkennung von Cache-Lecks, das die durch spekulative Ausf\u00fchrung gecachten Daten ermittelt. <\/p>\n
Der Gadget wird durch ein JavaScript-Array realisiert, in dem versucht wird, auf einen Bereich au\u00dferhalb der Puffergrenzen zuzugreifen, was den Zustand des \u00dcbergangsprognoseblocks beeinflusst, aufgrund der von dem Compiler hinzugef\u00fcgten Puffergr\u00f6\u00dfen\u00fcberpr\u00fcfung (der Prozessor f\u00fchrt spekulativ einen Zugriff durch, rollt aber den Zustand nach der Pr\u00fcfung zur\u00fcck). Um den Cache-Inhalt unter Bedingungen ungenauer Timer zu analysieren, wird eine Methode vorgeschlagen, die die in Prozessoren angewandte Datenverdr\u00e4ngungsstrategie Tree-PLRU \u00fcberlistet und es erm\u00f6glicht, die Unterschiedliche Zeit bei der R\u00fcckgabe eines Wertes aus dem Cache und bei Abwesenheit eines Wertes im Cache durch Erh\u00f6hung der Anzahl der Zyklen erheblich zu vergr\u00f6\u00dfern. <\/p>\n
Es wird angemerkt, dass Google einen Prototyp eines Exploits ver\u00f6ffentlicht hat, um die Realisierbarkeit von Angriffen unter Verwendung von Sicherheitsschw\u00e4chen des Typs Spectre zu demonstrieren und Webentwickler dazu zu ermutigen, Techniken anzuwenden, die das Risiko solcher Angriffe minimieren. Dabei ist Google der Auffassung, dass ohne eine umfassende \u00dcberarbeitung des vorgeschlagenen Prototyps keine universellen Exploits erstellt werden k\u00f6nnen, die nicht nur zur Demonstration, sondern auch f\u00fcr den breiten Einsatz geeignet sind. <\/p>\n
Um das Risiko zu minimieren, wird Website-Besitzern empfohlen, in letzter Zeit umgesetzte Header wie Cross-Origin Opener Policy (COOP), Cross-Origin Embedder Policy (COEP), Cross-Origin Resource Policy (CORP), Fetch Metadata Request, X-Frame-Options, X-Content-Type-Options und SameSite Cookie zu verwenden. Diese Mechanismen bieten keinen direkten Schutz vor Angriffen, helfen jedoch dabei, die Daten der Website von einer m\u00f6glichen Leckage in Prozesse zu isolieren, in denen JavaScript-Code des Angreifers ausgef\u00fchrt werden kann (die Leckage erfolgt aus dem Speicher des aktuellen Prozesses, in dem neben dem Code des Angreifers auch die Daten einer anderen Website verarbeitet werden k\u00f6nnen, die im selben Tab ge\u00f6ffnet ist). Die grundlegende Idee besteht darin, die Ausf\u00fchrung des Codes der Website in verschiedenen Prozessen vom Code Dritter zu trennen, der aus unsicheren Quellen stammt, beispielsweise \u00fcber iFrame eingebunden wird.
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