Les puces mémoire DDR4 restent vulnérables aux attaques RowHammer, malgré les protections ajoutées

Un groupe de chercheurs de l'Université libre d'Amsterdam, de l'École polytechnique fédérale de Zurich et de Qualcomm a mené une étude sur l'efficacité de la protection contre les attaques de type RowHammer, permettant de modifier le contenu de bits individuels de la mémoire vive dynamique (DRAM). Les résultats se sont révélés inquiétants, et les puces DDR4 des principaux fabricants restent restent vulnérables (CVE-2020-10255).

La vulnérabilité RowHammer permet de modifier le contenu de bits individuels de la mémoire en lisant cycliquement des données à partir de cellules de mémoire adjacentes. Étant donné que la mémoire DRAM se présente sous la forme d'une matrice bidimensionnelle de cellules, chacune étant composée d'un condensateur et d'un transistor, la lecture continue de la même zone de mémoire entraîne des fluctuations de tension et des anomalies, provoquant une légère perte de charge dans les cellules voisines. Si l'intensité de lecture est suffisamment élevée, une cellule peut perdre une quantité substantielle de charge, et le prochain cycle de régénération peut ne pas réussir à restaurer son état initial, entraînant un changement de la valeur des données stockées dans la cellule.

Pour contrer cet effet, les puces DDR4 modernes utilisent la technologie TRR (Target Row Refresh), conçue pour empêcher la distorsion des cellules lors d'une attaque RowHammer. Le problème réside dans le fait qu'il n'existe pas d'approche unique pour la mise en œuvre du TRR, et chaque fabricant de CPU et de mémoire l'interprète à sa manière, applique ses propres variantes de protection et ne divulgue pas les détails de mise en œuvre.
L'étude des méthodes de blocage de RowHammer utilisées par les fabricants a révélé des moyens de contourner la protection. Les vérifications ont montré que le principe pratiqué par les fabricants de «sécurité par l'obscurité aide uniquement à protéger contre des cas particuliers, englobant des attaques types qui manipulent la charge des cellules dans une ou deux lignes adjacentes.

L'outil développé par des chercheurs permet de vérifier la vulnérabilité des puces aux attaques variées de RowHammer, où la tentative d'influence sur la charge est effectuée simultanément pour plusieurs lignes de cellules de mémoire. De telles attaques permettent de contourner la protection TRR mise en œuvre par certains fabricants et entraînent la corruption de bits de mémoire même sur du nouveau matériel avec de la mémoire DDR4.
Parmi les 42 modules DIMM étudiés, 13 modules se sont révélés vulnérables à des types non standard d'attaques RowHammer, malgré la protection annoncée. Les modules problématiques ont été fabriqués par SK Hynix, Micron et Samsung, dont les produits représentent 95% du marché de la DRAM.

En plus de la DDR4, les puces LPDDR4 utilisées dans les appareils mobiles ont également été examinées et se sont révélées sensibles aux variantes avancées des attaques RowHammer. En particulier, la mémoire utilisée dans les smartphones Google Pixel, Google Pixel 3, LG G7, OnePlus 7 et Samsung Galaxy S10 a été affectée par ce problème.

Les chercheurs ont réussi à reproduire plusieurs techniques d'exploitation sur les puces DDR4 problématiques. Par exemple, l'utilisation de RowHammer-de l'exploit pour les PTE (Page Table Entries) a nécessité un temps d'attaque variant de 2,3 secondes à trois heures quinze secondes, en fonction des puces testées. L'attaque visant à corrompre la clé publique RSA-2048 stockée en mémoire a pris entre 74,6 secondes et 39 minutes 28 secondes. L'attaque le contournement de la vérification des autorisations par la modification de la mémoire du processus sudo a duré 54 minutes 16 secondes.

Pour vérifier les puces de mémoire DDR4 utilisées par les utilisateurs, un outil a été publié TRRespass. Pour réaliser avec succès l'attaque, des informations sur la configuration des adresses physiques dans le contrôleur de mémoire en rapport avec les banques et les lignes de cellules de mémoire sont nécessaires. Un outil supplémentaire a été développé pour déterminer cette configuration drama, qui nécessite un lancement avec des droits root. Dans un avenir proche, une application pour tester la mémoire des smartphones sera également prévu publiée.

Les entreprises Intel et AMD Il a été recommandé d'utiliser de la mémoire avec correction d'erreurs (ECC), des contrôleurs de mémoire prenant en charge le Maximum Activate Count (MAC) et d'appliquer une fréquence de régénération accrue pour la protection. Cependant, les chercheurs estiment qu'aucune solution n'existe pour garantir la protection contre Rowhammer pour les puces déjà commercialisées, et que l'utilisation de l'ECC et l'augmentation de la fréquence de régénération de la mémoire se sont révélées inefficaces. Par exemple, une méthode d’attaque contre la mémoire DRAM contourne la protection ECC, et il a également été démontré qu'il était possible de mener une attaque sur la DRAM via un réseau local, depuis un système hôte et avec l'aide de exécutant JavaScript dans le navigateur.

Source : opennet.ru