GDDRHammer and GeForge attacks distort GPU memory to access all CPU memory.

USA ja Austraalia mitmete ülikoolide teadlased on välja töötanud kaks Rowhammer klassi rünnakut — GDDRHammer ja GeForge, mis võimaldavad CUDA põhiõigusteta tuuma käitamisel NVIDIA GPU-l kahjustada üksikute bitide andmeid GDDR videomälus. Erinevalt eelmisel aastal esitatud meetodist GPUHammer, ei piirdunud uued rünnakud ainult GPU mäluhalduses olevate andmete mõjutamisega, vaid võimaldavad ligipääsu kogu peamälu, mis on seotud CPU aadressiruumikaga. Teadlased on demonstreerinud eksploitatsioonimeetodeid, mis annavad root-juurdepääsu põhikavas CUDA põhiõigusteta tuuma käitamisel GPU-l.

Mõlemad rünnakud põhjustavad ettenägematut laadimise kadu teatavates videomälu rakkudes, millele ründajatel ei ole otsest juurdepääsu, mis viib nende rakkude salvestatud bitide muutumiseni. Ligipääs CPU aadressiruumi ühendatud mälule on saavutatud GPU mälu allocateeri (cudaMalloc) toimimise häirimise teel, et rikka mälusektsiooni isolatsiooni ja kuvada GPU virtuaalsed aadressid juhuslikes füüsilistes mäluaadressides GPU või CPU.

Sekkumine toimub GPU mälus, kus asuvad GPU mälu lehekülje tabelid, mis vastutavad virtuaalsete aadresside füüsilistesse aadressidesse tõlkimise eest. GDDRHammer ja GeForge rünnakute erinevused seisnevad selles, et GDDRHammer meetod muudab viimase taseme lehekülje tabelit (PT — Viimase Taseme Lehekülje Tabel), samas kui GeForge meetod muudab viimase taseme lehekülje katalooge (PD0 — Viimase Taseme Lehekülje Kataloog).

Muuhulgas kasutatakse nimetatud aadresside tõlketabeleid GPU otsese juurdepääsu korraldamiseks CPU mälule, seega GPU lehekülje tabelis oleva aadressi muutmine peamiste operatiivmälu füüsiliseks aadressiks ja APERTURE lipu seadmine, mis aktiveerib CPU mälu kaardistamisrežiimi, võimaldab andmete lugemist ja kirjutamist peamise mälu kaudu PCIe bussi, kui IOMMU on väljalülitatud (vaikimisi välja lülitatud).

Eduainud rünnakud on demonstreeritud kõrge jõudlusega professionaalsetel NVIDIA RTX A6000 graafikakaartidel, mis põhinevad Ampere mikroarhitektuuril (uute kaartide hind algab $6850 ja kasutatud kaartidel $4000), ja kodumudelitel NVIDIA RTX 3060 (hind $250-300). Arendatud kaitsemeetmete ringide ületamine koos GPU-s pakutud paralleelse töötlemise vahendite kasutamisega on võimaldanud rakkude moonutuste esinemissagedust suurendada 64 korda võrreldes varasemate rünnakutega. Ajutise meetmena rünnakute blokeerimiseks võib käivitada ECC (Error Correcting Codes) vea paranduse režiimi käsuga „nvidia-smi -e 1“, kuid see toob kaasa lisakulud ja võib potentsiaalselt ületada rünnakumeetoditega nagu ECCploit ja ECC.fail.

RowHammeri rünnak võimaldab moonutada individuaalsete DRAM mälubittide sisu, lugedes andmeid naaberrakkudest tsükliliselt. Kuna DRAM mälu on kahe mõõtmega rakke sisaldav array, kus iga rakk koosneb kondensaatorist ja transistorki, toob sama ala pidev lugemine kaasa pingefluktuaatsioone ja anomaaliaid, mis põhjustavad naaberrakkude väikese laengukaotuse. Kui lugemise intensiivsus on suur, võib naabruses olev rakk kaotada piisavalt suurt laenguhulka, mille tõttu järgmine regeneratsioonitsükkel ei suuda taastada selle algset olekut, mis toob kaasa andmete väärtuse muutumise rakus.

Rowhammeri rünnakumeetod pakuti välja 2014. aastal, pärast mida algas turvauuringute ja seadmete tootjate vahel mäng „kassid ja hiired“ — mälakiibi tootjad püüdsid haavatavust blokeerida, samas kui teadlased leidsid uusi viise selle mööda hiilimiseks. Näiteks RowHammeri kaitseks lisasid mälakiibi tootjad TRR (Target Row Refresh) mehhanismi, kuid selgus, et see blokeerib rakkude moonutuse vaid erijuhtudel, kuid ei kaitse kõigi võimalike rünnakute eest. Rünnakumeetodeid on arendatud DDR3, DDR4 ja DDR5 kiipide jaoks Intel, AMD ja ARM protsessoritega süsteemides, samuti NVIDIA GPU GDDR-mälu jaoks. Lisaks on leitud viise ECC vea paranduse ületamiseks ning pakutud võrgurünnaku ja brauseris JavaScripti koodi käitamise võimalusi.

Allikas: opennet.ru