Saab on Kasper, Linuxi tuuma spekulatiivse koodijooksmise probleemide skanner.

Amsterdam Free University uurimisrühm on avaldanud Kasper tööriista, mis on mõeldud Linuxi tuumas asuvate koodilõikude tuvastamiseks, mida saab kasutada Spektri rünnakute ära kasutamiseks, mis tulenevad protsessori spekulatiivsest koodijooksmisest. Tööriista lähtekood on vabastatud Apache 2.0 litsentsi alusel.

Tuletame meelde, et selliste rünnakute, nagu Spectre v1, mis võimaldavad tuvastada mälusisaldust, teostamiseks on vajalik teatud käskude (gadžettide) järjestus privileege saanud koodis, mis viib spekulatiivse käskude täitmiseni. Protsessor alustab sarnaste gadžettide täitmist spekulatiivses režiimis optimeerimise eesmärgil, seejärel tuvastab, et harude ennustus ei vastanud tõele ja tagastab toimingud algsesse olekusse, kuid spekulatiivse täitmise käigus töödeldud andmed jäävad vahemälu ja mikroarhitektuursete puhverserverite sisse ning neid saab nende seest erinevate jääkandmete tuvastamise meetoditega välja tuua.

Varem kergesti kergesti valede positiivsete tulemuste tõttu Spektri haavatavuste skannimiseks mõeldud tööriistad, mis põhinesid mustrite otsimisel, näitasid väga suurt valehäirete taset, jättes samas palju tegelikke gadžette tuvastamata (katsetused näitasid, et 99% selliste tööriistade tuvastatud gadžettidest ei saanud rünnakuteks kasutada, ja 33% töötavatest gadžettidest, mis võiksid rünnakute korral toimida, jäi märkamatuks).

Kasperi probleemsete gadžettide kvaliteedi tõstmiseks modelleerib haavatavusi, mida ründaja võiks iga spektrirünnaku sammu juures kasutada - modelleeritakse probleemid, mis lubavad kontrollida andmeid (nt ründaja andmete asendamine mikroarhitektuursetes struktuurides edasise spekulatiivse täitmise mõjutamiseks LVI rünnakute kaudu), pääseda juurde konfidentsiaalsele teabele (nt puhverserveri piiridest väljumisel või mälu kasutamisel pärast selle vabastamist) ning korraldada konfidentsiaalse teabe leket (nt analüüsides protsessori vahemälus seisundit või kasutades MDS meetodit).

Testimise käigus seondub tuum Kasperi runtime-raamatukogudega ja kontrollide tasemega LLVM. Kontrollimise käigus simuleeritakse koodi spekulatiivset täitmist, mis on rakendatud mehhanismi checkpoint-restore abil, mis spetsiaalselt täidab vale ennustatud koodiharu, seejärel tagastub algsesse olekusse enne harude tegemist. Kasper püüab ka modelleerida erinevaid tarkvaralisi ja riistvaralisi haavatavusi, analüüsib arhitektuurilisi ja mikroomarhitektuurilisi efekte ning viib läbi häkkimise võimalike toimingute fuzzing-testimist. Täitmisvoogude analüüsimiseks kasutatakse Linuxi tuumale mõeldud DataFlowSanitizer porti, ning fuzzing-testimiseks on kasutatud muudetud versiooni pakist syzkaller.

Linuxi tuuma skaneerimisel Kasperi abil tuvastati 1379 varem tundmatud gadgeti, mis võivad potentsiaalselt põhjustada andmelekkeid spekulatiivsete käskude täitmise käigus. Täheldatakse, et vaid osa neist võib tegelikult esindada reaalseid probleeme, kuid selleks, et demonstreerida, et eksisteerib ka tegelik oht, mitte ainult teoreetiline, on ühe probleemse koodi katke jaoks välja töötatud töötav prototüüp, mis põhjustab teabe leket tuuma mälust.

Allikas: opennet.ru