Mayhem — rünnak, mis moonutab mälus olevaid bitte autentimise ületamiseks sudo ja OpenSSH-s

Worcester Polytechnic Institute (USA) teadlased esitlesid uut tüüpi rünnakut Mayhem, mis kasutab Rowhammeri dünaamilise mäluaasta bitimuutusmeetodit, et muuta muutujate väärtusi, mis on stack'is kasutatavad otsuste tegemiseks autentimise edukuse ning turvakontrollide läbimise osas. Rünnaku praktilisi rakendusi demonstreeriti SUDO, OpenSSH ja MySQL autentimise ületamiseks ning ka OpenSSL teegi turvalisuse kontrollide tulemuste muutmiseks.

Rünnakut saab rakendada rakendustes, kus kontrollides võrreldakse väärtuste erinevusi nulliga. Näide haavatavast koodist: int auth = 0; … // kontrollimiskood, mis muudab auth väärtust juhul, kui autentimine on edukas if(auth != 0) return AUTH_SUCCESS; else return AUTH_FAILURE;

Antud näite kontekstis piisab edukaks rünnakuks, kui häirida ükskõik millist bitti mälust, mis kuulub 32-bitisele auth muutujale kohalikus mälus. Kui mõni bit antud muutujast on häiritud, ei ole väärtus enam null ja tingimuslik operaator määratleb autentimise eduka läbimise. Sellised kontrollimismeetodid on rakendustes üsna levinud, näiteks SUDO, OpenSSH, MySQL ja OpenSSL.

Rünnakut saab rakendada ka sarnaste võrdlemiste puhul nagu 'if(auth == 1)', kuid sel juhul on selle teostamine keerulisem, kuna tuleb häirida mitte lihtsalt mõnda bittidest 32-st, vaid viimasest bitist. Seda meetodit saab kasutada ka muutuja väärtuste mõjutamiseks protsessori registrites, kuna registrite sisu võib konteksti vahetamisel, funktsioonide kutsumisel või signaalihalduri aktiveerimisel ajutiselt nagu mällu talletuda. Ajal, mil registrite väärtused on mälu, saab sellesse mälusse teha häireid ja registrisse taastatakse muudetud väärtus.

Bittide moonutamiseks kasutatakse ühte rida RowHammeri rünnakute modifikatsioonidest. Kuna DRAM mälu on kahe mõõtmega maatriks, kus iga element koosneb kondensaatorist ja transistorist, toob pidev lugemine samast mälupiirkonnast kaasa pingefluktatsioonid ja anomaaliad, mis põhjustavad külgnevate elementide väikese laadimise kadumise. Kui lugemise intensiivsus on suur, võib naaberelement kaotada piisavalt suures koguses laengut, et järgmine regeneratsioonitsükkel ei suuda taastada selle algset seisundit, mis viib andmete väärtuse muutumiseni, mis on salvestatud sellesse elementisse. RowHammeri kaitsmiseks on kiibitootjad lisanud TRR (Target Row Refresh) mehhanismi, mis blokeerib elementide moonutamise teatud juhtudel, kuid ei pakku kaitset kõigi võimalikest rünnakute variantide vastu.

Mayhem'i rünnakute vältimiseks soovitatakse mitte kasutada nulli erinevuse või ühega vastavuse hindamiseks, vaid kontrollida vastavusi, kasutades mitte-nullsete oktettidega juhuslikku algväärtust. Sellisel juhul tuleb vajaliku muutuja väärtuse seadmiseks täpselt moonutada märkimisväärset arvu bitte, mis on ebatõenäoline, erinevalt ühe bit'i moonutamisest. Näide turvalisest koodist: int auth = 0xbe406d1a; … // kontrollkood, mis seab auth väärtuseks 0x23ab8701 edukate autentimiste korral if(auth == 0x23ab8701) return AUTH_SUCCESS; else return AUTH_FAILURE;

Määratud kaitsemeetod on juba rakendatud sudo arendajate poolt ja on lisatud väljaandes 1.9.15 haavatavuse CVE-2023-42465 parandamise raames. Rünnaku teostamise prototüüp koodist plaanitakse avaldada pärast paranduste tegemist põhilistes haavatavates projektides.

Allikas: opennet.ru