AMD પ્રોસેસરોમાં કેશ ચેનલ પ્રિડિક્શન મિકેનિઝમ પર બે હુમલા

ટેકનિકલ યુનિવર્સિટી ઓફ ગ્રાઝ (ઓસ્ટ્રિયા) ના સંશોધકોનું એક જૂથ, જે અગાઉ હુમલાની પદ્ધતિઓ વિકસાવવા માટે જાણીતું હતું. એમડીએસ, નેટસ્પેક્ટર, થ્રોહેમર и ZombieLoad, એએમડી પ્રોસેસરો માટે વિશિષ્ટ હાર્ડવેર ઑપ્ટિમાઇઝેશનમાં સંશોધન હાથ ધર્યું અને વિકાસ થયો છે સાઇડ-ચેનલ હુમલાની બે નવી પદ્ધતિઓ કે જે એએમડી પ્રોસેસર્સની LXNUMX કેશ ચેનલ પ્રિડિક્શન મિકેનિઝમના સંચાલન દરમિયાન ડેટા લીકને હેરફેર કરે છે. તકનીકોનો ઉપયોગ ASLR સંરક્ષણની અસરકારકતા ઘટાડવા, નબળા AES અમલીકરણમાં કી પુનઃપ્રાપ્ત કરવા અને સ્પેક્ટર હુમલાની અસરકારકતા વધારવા માટે થઈ શકે છે.

સીપીયુના ફર્સ્ટ-લેવલ ડેટા કેશ (L1D) માં ચેનલ પ્રિડિક્શન મિકેનિઝમ (વે પ્રિડિક્ટર) ના અમલીકરણમાં સમસ્યાઓ ઓળખવામાં આવી હતી, જેનો ઉપયોગ અનુમાન કરવા માટે કરવામાં આવે છે કે કઈ કેશ ચેનલ ચોક્કસ મેમરી એડ્રેસ ધરાવે છે. AMD પ્રોસેસરોમાં વપરાતું ઓપ્ટિમાઇઝેશન μ-ટેગ્સ (μTag) તપાસવા પર આધારિત છે. વર્ચ્યુઅલ એડ્રેસ પર ચોક્કસ હેશ ફંક્શન લાગુ કરીને μTag ની ગણતરી કરવામાં આવે છે. ઓપરેશન દરમિયાન, ચેનલ અનુમાન એન્જિન ટેબલમાંથી કેશ ચેનલ નક્કી કરવા માટે μTag નો ઉપયોગ કરે છે. આમ, μTag પ્રોસેસરને તમામ વિકલ્પોની શોધ કર્યા વિના માત્ર ચોક્કસ ચેનલને એક્સેસ કરવા માટે મર્યાદિત કરવાની મંજૂરી આપે છે, જે CPU ઉર્જા વપરાશને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડે છે.

2011 થી 2019 સુધી રિલીઝ થયેલ એએમડી પ્રોસેસરની વિવિધ પેઢીઓમાં ચેનલ પ્રિડિક્શન સિસ્ટમ અમલીકરણના રિવર્સ એન્જિનિયરિંગ દરમિયાન, બે નવી સાઇડ-ચેનલ હુમલાની તકનીકો ઓળખવામાં આવી હતી:

• Collide+Probe - હુમલાખોરને સમાન લોજિકલ CPU કોર પર ચાલતી પ્રક્રિયાઓ માટે મેમરી એક્સેસ ટ્રૅક કરવાની મંજૂરી આપે છે. પદ્ધતિનો સાર એ વર્ચ્યુઅલ સરનામાંનો ઉપયોગ કરવાનો છે જે મેમરી એક્સેસને ટ્રૅક કરવા માટે μTagની ગણતરી કરવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતા હેશ ફંક્શનમાં અથડામણનું કારણ બને છે. Intel પ્રોસેસરો પર વપરાતા ફ્લશ+રીલોડ અને પ્રાઇમ+પ્રોબ હુમલાઓથી વિપરીત, Collide+Probe શેર કરેલી મેમરીનો ઉપયોગ કરતું નથી અને ભૌતિક સરનામાંની જાણકારી વિના કામ કરે છે.
• લોડ+રીલોડ - તમને સમાન ભૌતિક CPU કોર પર મેમરી એક્સેસ ટ્રેસને ખૂબ જ સચોટ રીતે નિર્ધારિત કરવાની મંજૂરી આપે છે. પદ્ધતિ એ હકીકત પર આધારિત છે કે ભૌતિક મેમરી સેલ ફક્ત એક જ વાર L1D કેશમાં હોઈ શકે છે. તે. એક જ મેમરી સેલને અલગ વર્ચ્યુઅલ એડ્રેસ પર એક્સેસ કરવાથી સેલને L1D કેશમાંથી બહાર કાઢવામાં આવશે, જે મેમરી એક્સેસને ટ્રૅક કરવાની મંજૂરી આપશે. જો કે હુમલો વહેંચાયેલ મેમરી પર આધાર રાખે છે, તે કેશ લાઇનને ફ્લશ કરતું નથી, જે સ્ટીલ્થ હુમલાઓ માટે પરવાનગી આપે છે જે છેલ્લા-સ્તરના કેશમાંથી ડેટાને બહાર કાઢતા નથી.

કોલાઈડ+પ્રોબ અને લોડ+રીલોડ તકનીકોના આધારે, સંશોધકોએ કેટલાક સાઇડ-ચેનલ હુમલાના દૃશ્યો દર્શાવ્યા છે:

• બે પ્રક્રિયાઓ વચ્ચે છુપાયેલા પરોક્ષ સંચાર ચેનલને ગોઠવવા માટેની પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરવાની શક્યતા, 588 kB પ્રતિ સેકન્ડની ઝડપે ડેટા ટ્રાન્સફર કરવાની મંજૂરી આપે છે.
• μTag માં અથડામણનો ઉપયોગ કરીને, ASLR (એડ્રેસ સ્પેસ લેઆઉટ રેન્ડમાઇઝેશન) ના વિવિધ પ્રકારો માટે એન્ટ્રોપી ઘટાડવાનું અને સંપૂર્ણપણે અપડેટ થયેલ Linux સિસ્ટમ પર કર્નલમાં ASLR સુરક્ષાને બાયપાસ કરવાનું શક્ય હતું. એએસએલઆર એન્ટ્રોપીને ઘટાડવા માટે યુઝર એપ્લીકેશનો અને જાવાસ્ક્રિપ્ટ કોડનો ઉપયોગ કરીને સેન્ડબોક્સ એન્વાયર્નમેન્ટમાં અને બીજા ગેસ્ટ એન્વાયર્નમેન્ટમાં ચાલતા કોડનો ઉપયોગ કરીને હુમલો કરવાની શક્યતા દર્શાવવામાં આવી છે.
  

• Collide+Probe પદ્ધતિના આધારે, સંવેદનશીલ અમલીકરણમાંથી એન્ક્રિપ્શન કીને પુનઃપ્રાપ્ત કરવા માટે હુમલો અમલમાં મૂકવામાં આવ્યો હતો (આના આધારે ટી-ટેબલ) AES એન્ક્રિપ્શન.
• ડેટા એક્વિઝિશન ચેનલ તરીકે Collide+Probe પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને, સ્પેક્ટર એટેક શેર કરેલી મેમરીનો ઉપયોગ કર્યા વિના કર્નલમાંથી ખાનગી ડેટા કાઢવા સક્ષમ હતો.

માઇક્રોઆર્કિટેક્ચર પર આધારિત એએમડી પ્રોસેસરો પર નબળાઈ જોવા મળે છે
બુલડોઝર, પાઇલડ્રાઇવર, સ્ટીમરોલર, ઝેન (રાયઝેન, એપિક), ઝેન+ અને ઝેન2.
AMD ને 23 ઓગસ્ટ, 2019 ના રોજ આ મુદ્દાની જાણ કરવામાં આવી હતી, પરંતુ અત્યાર સુધી અહેવાલ જાહેર કર્યો નથી નબળાઈને અવરોધિત કરવા વિશેની માહિતી સાથે. સંશોધકોના મતે, ચેનલ પ્રિડિક્શન સિસ્ટમને પસંદગીયુક્ત રીતે અક્ષમ કરવા માટે MSR બિટ્સ આપીને માઇક્રોકોડ અપડેટ લેવલ પર સમસ્યાને બ્લૉક કરી શકાય છે, જેમ કે બ્રાન્ચ પ્રિડિક્શન મિકેનિઝમ્સને અક્ષમ કરવા માટે ઇન્ટેલે શું કર્યું હતું.

સોર્સ: opennet.ru