{"id":104644,"date":"2022-07-13T15:36:38","date_gmt":"2022-07-13T13:36:38","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/novosti-interneta\/retbleed-novaya-ataka-na-mehanizm-spekulyativnogo-vypolneniya-cpu-intel-i-amd"},"modified":"2022-07-13T15:36:38","modified_gmt":"2022-07-13T13:36:38","slug":"retbleed-novaya-ataka-na-mehanizm-spekulyativnogo-vypolneniya-cpu-intel-i-amd","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/es\/blog\/news\/retbleed-novaya-ataka-na-mehanizm-spekulyativnogo-vypolneniya-cpu-intel-i-amd","title":{"rendered":"Retbleed \u2014 un nuevo ataque al mecanismo de ejecuci\u00f3n especulativa de CPU Intel y AMD","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"
Un grupo de investigadores de la Escuela Polit\u00e9cnica Federal de Z\u00farich ha descubierto una nueva variante de ataque al mecanismo de ejecuci\u00f3n especulativa de saltos indirectos en los CPU, que permite extraer informaci\u00f3n de la memoria del n\u00facleo o llevar a cabo un ataque a la sistema host desde m\u00e1quinas virtuales. Las vulnerabilidades han recibido el nombre en c\u00f3digo Retbleed (CVE-2022-29900, CVE-2022-29901) y son similares en su esencia a los ataques Spectre-v2. La diferencia radica en la organizaci\u00f3n de la ejecuci\u00f3n especulativa de c\u00f3digo arbitrario al procesar la instrucci\u00f3n \u201cret\u201d (return), que extrae la direcci\u00f3n de salto de la pila, en lugar de un salto indirecto mediante la instrucci\u00f3n \u201cjmp\u201d que carga la direcci\u00f3n desde la memoria o un registro del CPU. <\/p>\n
El atacante puede crear condiciones para una predicci\u00f3n incorrecta del salto y organizar un salto especulativo dirigido a un bloque de c\u00f3digo que no est\u00e1 previsto en la l\u00f3gica de ejecuci\u00f3n del programa. Al final, la CPU determinar\u00e1 que la predicci\u00f3n de la bifurcaci\u00f3n no fue correcta y revertir\u00e1 la operaci\u00f3n a su estado original, pero los datos procesados durante la ejecuci\u00f3n especulativa permanecer\u00e1n en la cach\u00e9 y en los b\u00faferes microarquitect\u00f3nicos. Si el bloque ejecutado err\u00f3neamente accede a la memoria, su ejecuci\u00f3n especulativa provocar\u00e1 que estos datos se almacenen en la cach\u00e9 general. <\/p>\n
Para determinar los datos que quedan en la cach\u00e9 despu\u00e9s de la ejecuci\u00f3n especulativa de operaciones, un atacante puede utilizar m\u00e9todos para identificar datos residuales a trav\u00e9s de canales laterales, por ejemplo, analizando los cambios en el tiempo de acceso a datos en cach\u00e9 y no en cach\u00e9. Para extraer informaci\u00f3n de \u00e1reas en otro nivel de privilegio (por ejemplo, de la memoria del n\u00facleo), se utilizan \u201cgadgets\u201d \u2014 secuencias de instrucciones presentes en el n\u00facleo que son adecuadas para la lectura especulativa de datos de memoria dependiendo de condiciones externas, las cuales pueden ser influenciadas por el atacante. <\/p>\n
Para protegerse contra ataques cl\u00e1sicos del tipo Spectre, que utilizan instrucciones de salto condicional e indirecto, la mayor\u00eda de los sistemas operativos aplican la t\u00e9cnica \u201cretpoline\u201d, que se basa en reemplazar operaciones de salto indirecto por la instrucci\u00f3n \u201cret\u201d, para la cual se utiliza en los procesadores un bloque espec\u00edfico de predicci\u00f3n del estado de la pila, que no utiliza el bloque de predicci\u00f3n de saltos. Cuando se introdujo retpoline en 2018, se cre\u00eda que las manipulaciones de direcciones similares a Spectre no eran aplicables en la pr\u00e1ctica para saltos especulativos mediante la instrucci\u00f3n \u201cret\u201d. <\/p>\n
Los investigadores que desarrollaron el m\u00e9todo de ataque Retbleed demostraron la posibilidad de crear condiciones microarquitect\u00f3nicas para iniciar un salto especulativo utilizando la instrucci\u00f3n \u201cret\u201d y publicaron un conjunto de herramientas listo para identificar en el n\u00facleo de Linux secuencias de instrucciones vulnerables (gadgets) adecuadas para ser explotadas, en las que se manifiestan tales condiciones. <\/p>\n
En el transcurso de la investigaci\u00f3n se desarroll\u00f3 un exploit funcional que permite en sistemas con CPU Intel extraer datos arbitrarios de la memoria del n\u00facleo desde un proceso no privilegiado en el espacio de usuario a una velocidad de 219 bytes por segundo y con una precisi\u00f3n del 98%. En procesadores AMD, la efectividad del exploit es significativamente mayor: la velocidad de fuga alcanza los 3.9 KB por segundo. Como ejemplo pr\u00e1ctico, se muestra c\u00f3mo determinar el contenido del archivo \/etc\/shadow utilizando el exploit propuesto. En sistemas con CPU Intel, el ataque para determinar el hash de la contrase\u00f1a del usuario root se llev\u00f3 a cabo en 28 minutos, mientras que en sistemas con CPU AMD, se realiz\u00f3 en 6 minutos.
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La posibilidad de llevar a cabo el ataque se ha confirmado para los procesadores Intel de 6 a 8 generaciones, que se fabricaron antes del tercer trimestre de 2019 (incluyendo Skylake), y procesadores AMD basados en microarquitecturas Zen 1, Zen 1+ y Zen 2, que se produjeron hasta el segundo trimestre de 2021. En modelos de procesadores m\u00e1s nuevos, como AMD Zen3 e Intel Alder Lake, as\u00ed como en procesadores ARM, el problema se bloquea con los mecanismos de protecci\u00f3n existentes. Por ejemplo, el uso de instrucciones IBRS (Indirect Branch Restricted Speculation) ayuda a proteger contra el ataque. <\/p>\n
Para el n\u00facleo de Linux y el hipervisor Xen, se ha preparado un conjunto de cambios que bloquean el problema de forma program\u00e1tica en CPUs antiguas. El parche propuesto para el n\u00facleo de Linux modifica 68 archivos, agrega 1783 l\u00edneas y elimina 387 l\u00edneas. Lamentablemente, la protecci\u00f3n conlleva un costo significativo en t\u00e9rminos de sobrecarga: en las pruebas realizadas en procesadores AMD e Intel, la disminuci\u00f3n del rendimiento se estima entre 14% y 39%. Es m\u00e1s preferible aplicar protecci\u00f3n basada en las instrucciones IBRS, disponibles en las nuevas generaciones de CPUs Intel y respaldadas desde el n\u00facleo de Linux 4.19. <\/p>\n
En los procesadores Intel, la sustituci\u00f3n de la direcci\u00f3n para las transferencias indirectas especulativas se realiza gracias a una caracter\u00edstica que se manifiesta durante un desbordamiento por la parte inferior (underflow) en el b\u00fafer de predicci\u00f3n de contenido de la pila (Return Stack Buffer). Cuando se dan estas condiciones, se empieza a aplicar la l\u00f3gica de selecci\u00f3n de direcci\u00f3n para la instrucci\u00f3n 'ret', similar a la que se usa en las transferencias indirectas ordinarias. Se han encontrado m\u00e1s de mil lugares en el n\u00facleo de Linux que generan condiciones que inician un retroceso como este y que son accesibles a trav\u00e9s de llamadas al sistema. <\/p>\n
En los procesadores AMD, la ejecuci\u00f3n especulativa de la instrucci\u00f3n 'ret' se realiza sin estar conectada a un b\u00fafer espec\u00edfico de la pila (Return Address Stack), y el bloque de predicci\u00f3n de transferencias considera la instrucci\u00f3n 'ret' no como un retorno de control, sino como una transferencia indirecta y, en consecuencia, utiliza los datos para transferencias indirectas durante la predicci\u00f3n. Bajo estas condiciones, pr\u00e1cticamente cualquier operaci\u00f3n 'ret' accesible a trav\u00e9s de una llamada al sistema puede ser utilizada para explotaci\u00f3n. <\/p>\n
Adem\u00e1s, en la CPU AMD se ha identificado otro problema (CVE-2022-23825, Confusi\u00f3n de Tipo de Rama), relacionado con la realizaci\u00f3n de saltos falsos: las condiciones para la predicci\u00f3n de saltos pueden surgir incluso sin las instrucciones de bifurcaci\u00f3n necesarias, lo que permite influir en el b\u00fafer de predicci\u00f3n de saltos sin la instrucci\u00f3n \u00abret\u00bb. Esta particularidad complica significativamente la implementaci\u00f3n de la protecci\u00f3n y requiere una limpieza m\u00e1s activa del b\u00fafer de predicci\u00f3n de saltos. Se espera que la adici\u00f3n de protecci\u00f3n completa en el n\u00facleo resulte en un aumento del 209% en los costos de sobrecarga. \n Fuente: opennet.ru<\/a> <\/p>","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"excerpt":{"rendered":"
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