Texase, Illinois ja Washingtoni ülikoolide teadlaste rühm on avaldanud teavet uue kolmanda osapoole kanalite rünnakute perekonna (CVE-2022-23823, CVE-2022-24436) kohta, mille koodnimeks on Hertzbleed. Soovitatud rünnaku meetod põhineb kaasaegsete protsessorite dünaamilise sageduse juhtimise eripäradel ja see mõjutab kõiki praeguseid Intel ja AMD protsessoreid. Potentsiaalselt võib probleem ilmuda ka teiste tootjate protsessorites, mis toetavad dünaamilist sageduse muutmist, näiteks ARM-süsteemides, kuid tehtud uuring piirdus Intel ja AMD kiipide kontrollimisega. Rünnaku meetodi teostamise allikakirjed on avaldatud GitHubis (testimine viidi läbi Intel i7-9700 CPU-ga arvutis).
Energiatarbimise optimeerimiseks ja ülekuumenemise vältimiseks muutuvad protsessorid dünaamiliselt sagedust vastavalt koormusele, mis põhjustab jõudluse muutumist ja mõjutab operatsioonide täitmise aega (sageduse muutmine 1 Hz võrra toob kaasa jõudluse muutumise 1 tsükli võrra sekundis). Uuringu käigus selgus, et teatud tingimustel muutub AMD ja Intel protsessorites sageduse muutmine otsekohe korrelatsiooniks töödeldavate andmetega, mis näiteks tähendab, et operatsioonide „2022 + 23823” ja „2022 + 24436” täitmise aeg on erinev. Operatsioonide täitmise aja erinevuste analüüsi põhjal on võimalik kaudselt taastada andmeid, mida arvutuste käigus kasutati. Samuti on kõrgkiiruslikes võrkudes, kus on etteennustatavad konstantse viivitusega, võimalik rünnak läbi viia kaugelt, hinnates päringute täitmise aega.
Rünnaku õnnestumise korral võimaldavad avastatud probleemid tuvastada salajasi võtmeid, analüüsides arvutuste täitmise aega krüptograafilistes teekides, kus kasutatakse algoritme, mille matemaatilised arvutused toimuvad alati konstantse ajaga, sõltumata töödeldud andmete iseloomust. Selliseid teeke peeti kolmanda osapoole rünnakute eest kaitstuna, kuid selgus, et arvutamise aeg sõltub mitte ainult algoritmidest, vaid ka protsessori töö eripäradest.
Praktilise näitena, mis illustreerib pakutud meetodi rakendamise realismi, on demonstreeritud rünnak SIKE (Supersingular Isogeny Key Encapsulation) võtmeinkapsuleerimise mehhanismi teostusele, mis jõudis USA rahvusliku standardite ja tehnoloogia instituudi (NIST) post-kvantarvekindlate krüptosüsteemide konkursi finaali ning mille kohta öeldakse, et see on kaitstud külgkanalite rünnakute eest. Katsealuste katsete käigus, kasutades uut versiooni rünnakust, mis põhineb valitud šifritekstil (järkjärguline sobitamine salajase tekstiga ja selle dekodeerimise saamine), õnnestus täielikult taastada krüpteerimiseks kasutatud võti, tehes mõõtmisi eemal olevast süsteemist, vaatamata sellele, et SIKE teostus kasutas pidevat arvutustähtaega. 364-bitise võtme määramine CIRCL teostuse kasutamisel võttis aega 36 tundi ja PQCrypto-SIDH puhul 89 tundi.
Ettevõtted Intel ja AMD tunnistasid oma protsessorite haavatavust, kuid ei plaani haavatavust mikroprogrammi värskenduse kaudu blokeerida, kuna seda ei ole võimalik riistvari tasandil oluliselt mõjutada, et haavatavust kõrvaldada. Selle asemel on krüptograafia raamatukogude arendajatele antud soovitused, kuidas blokeerida teabe leket konfidentsiaalsete arvutuste ajal. Ettevõtted Cloudflare ja Microsoft on juba lisanud sellise kaitse oma SIKE teostustesse, mis on põhjustanud CIRCL-i jõudluse languse 5% ja PQCrypto-SIDH puhul 11%. Teise võimalusena haavatavuse blokeerimiseks BIOS-is või draiveris saab välja lülitada „Turbo Boost“, „Turbo Core“ või „Precision Boost” režiimid, kuid see muudatus toob oluliselt kaasa jõudluse languse.
Ettevõtted Intel, Cloudflare ja Microsoft said probleemist teada 2021. aasta kolmandas kvartalis, samas kui ettevõte AMD teavitati esmakordselt 2022. aasta esimeses kvartalis, kuid Intel'i nõudmisel lükati probleemi avalikustamine edasi kuni 14. juunini 2022. Probleemi esinemist on kinnitatud 8-11. põlvkonna Intel Core mikroarhitektuuriga lauaarvutite ja sülearvutite protsessorites ning erinevates lauaarvuti, mobiili- ja serveriprotsessorites, sealhulgas AMD Ryzen, Athlon, A-Series ja EPYC (uuringud demonstreerisid meetodit Zen 2 ja Zen 3 mikroarhitektuuriga Ryzen CPU-l).
Allikas: opennet.ru
