Les chercheurs du Centre Helmholtz de s\u00e9curit\u00e9 de l'information (CISPA) ont publi\u00e9 une nouvelle m\u00e9thode d'attaque, CacheWarp, qui permet de compromettre le m\u00e9canisme de protection AMD SEV (Virtualisation S\u00e9curis\u00e9e Chiffr\u00e9e), utilis\u00e9 dans les syst\u00e8mes de virtualisation pour prot\u00e9ger les machines virtuelles contre les interventions du c\u00f4t\u00e9 de l'hyperviseur ou de l'administrateur de l'h\u00f4te. La m\u00e9thode propos\u00e9e permet \u00e0 un attaquant ayant acc\u00e8s \u00e0 l'hyperviseur d'ex\u00e9cuter du code \u00e0 distance et d'\u00e9lever ses privil\u00e8ges dans une machine virtuelle prot\u00e9g\u00e9e par AMD SEV. <\/p>\n
L'attaque repose sur l'exploitation d'une vuln\u00e9rabilit\u00e9 (CVE-2023-20592), caus\u00e9e par un fonctionnement incorrect avec le cache lors de l'ex\u00e9cution de l'instruction processeur INVD, qui peut entra\u00eener une d\u00e9synchronisation des donn\u00e9es dans la m\u00e9moire et le cache, en contournant les m\u00e9canismes de maintien de l'int\u00e9grit\u00e9 de la m\u00e9moire des machines virtuelles mis en \u0153uvre via les extensions SEV-ES et SEV-SNP. La vuln\u00e9rabilit\u00e9 concerne les processeurs AMD EPYC des premi\u00e8re \u00e0 troisi\u00e8me g\u00e9n\u00e9rations. <\/p>\n
Pour les processeurs AMD EPYC de troisi\u00e8me g\u00e9n\u00e9ration (Zen 3), le probl\u00e8me a \u00e9t\u00e9 corrig\u00e9 dans la mise \u00e0 jour du microcode de novembre, publi\u00e9e hier par AMD (la correction n'entra\u00eene pas de perte de performance). Pour les premi\u00e8re et deuxi\u00e8me g\u00e9n\u00e9rations d'AMD EPYC (Zen 1 et Zen 2), aucune protection n'est pr\u00e9vue, car ces CPU ne prennent pas en charge l'extension SEV-SNP qui assure le contr\u00f4le de l'int\u00e9grit\u00e9. machines virtuelles<\/a>La quatri\u00e8me g\u00e9n\u00e9ration de processeurs AMD EPYC «Genoa» bas\u00e9e sur l'architecture micro-architecturale «Zen 4» n'est pas vuln\u00e9rable. <\/p>\n La technologie AMD SEV est utilis\u00e9e pour isoler les machines virtuelles par des fournisseurs de cloud tels qu'Amazon Web Services (AWS), Google Cloud, Microsoft Azure et Oracle Compute Infrastructure (OCI). La protection AMD SEV est mise en \u0153uvre via le chiffrement au niveau mat\u00e9riel de la m\u00e9moire des machines virtuelles. De plus, l'extension SEV-ES (\u00c9tat Chiffr\u00e9) prot\u00e8ge \u00e9galement les registres du CPU. Seul le syst\u00e8me d'exploitation invit\u00e9 actuel a acc\u00e8s aux donn\u00e9es d\u00e9chiffr\u00e9es, tandis que les autres machines virtuelles<\/a> et l'hyperviseur, lors de toute tentative d'acc\u00e8s \u00e0 cette m\u00e9moire, re\u00e7oivent un ensemble de donn\u00e9es chiffr\u00e9es. <\/p>\n La troisi\u00e8me g\u00e9n\u00e9ration de processeurs AMD EPYC a introduit une extension suppl\u00e9mentaire appel\u00e9e SEV-SNP (Secure Nested Paging), qui garantit un fonctionnement s\u00e9curis\u00e9 avec des tables de pages m\u00e9moire imbriqu\u00e9es. En plus du chiffrement global de la m\u00e9moire et de l'isolation des registres, SEV-SNP comprend des moyens suppl\u00e9mentaires pour prot\u00e9ger l'int\u00e9grit\u00e9 de la m\u00e9moire, emp\u00eachant les modifications dans la VM par l'hyperviseur. La gestion des cl\u00e9s de chiffrement est effectu\u00e9e par un processeur de s\u00e9curit\u00e9 int\u00e9gr\u00e9 au chip, le PSP (Platform Security Processor), bas\u00e9 sur l'architecture ARM. <\/p>\n Le fond du m\u00e9thode d'attaque propos\u00e9e r\u00e9side dans l'utilisation de l'instruction INVD pour annuler des blocs (lignes) dans le cache de pages modifi\u00e9es (dirty) sans vider les donn\u00e9es accumul\u00e9es dans le cache vers la m\u00e9moire (write-back). Ainsi, la m\u00e9thode permet d'\u00e9vacuer les donn\u00e9es modifi\u00e9es du cache sans changer l'\u00e9tat de la m\u00e9moire. Pour r\u00e9aliser l'attaque, il est propos\u00e9 d'utiliser des exceptions logicielles (fault injection) pour interrompre le fonctionnement de la machine virtuelle \u00e0 deux endroits : \u00e0 la premi\u00e8re \u00e9tape, l'attaquant appelle l'instruction «wbnoinvd» pour vider toutes les op\u00e9rations d'\u00e9criture accumul\u00e9es dans le cache vers la m\u00e9moire, et \u00e0 la seconde \u00e9tape, il appelle l'instruction «invd» pour ramener les op\u00e9rations d'\u00e9criture non refl\u00e9t\u00e9es dans la m\u00e9moire \u00e0 leur ancien \u00e9tat. <\/p>\n Pour v\u00e9rifier la vuln\u00e9rabilit\u00e9 de leurs syst\u00e8mes, un prototype d'exploit a \u00e9t\u00e9 publi\u00e9, permettant d'effectuer une injection d'exception dans une machine virtuelle prot\u00e9g\u00e9e par AMD SEV, et de restaurer les modifications non r\u00e9percut\u00e9es en m\u00e9moire dans la VM \u00e0 leur ancien \u00e9tat. Le retour \u00e0 l'ancien \u00e9tat peut \u00eatre utilis\u00e9 pour modifier le d\u00e9roulement de l'ex\u00e9cution du programme en restaurant l'ancien adresse de retour dans la pile ou pour \u00eatre utilis\u00e9 lors de l'entr\u00e9e des param\u00e8tres d'anciennes sessions, pour lesquelles une authentification avait pr\u00e9c\u00e9demment \u00e9t\u00e9 r\u00e9alis\u00e9e, en r\u00e9tablissant la valeur du drapeau d'authentification. <\/p>\n