एएमडी प्रोसेसर में कैश चैनल भविष्यवाणी तंत्र पर दो हमले

ग्राज़ तकनीकी विश्वविद्यालय (ऑस्ट्रिया) के शोधकर्ताओं का एक समूह, जो पहले हमले के तरीकों को विकसित करने के लिए जाना जाता था एमडीएस, नेटस्पेक्टर, थ्रोहैमर и ZombieLoad, एएमडी प्रोसेसर के लिए विशिष्ट हार्डवेयर अनुकूलन पर शोध किया विकसित किया साइड-चैनल हमलों के दो नए तरीके जो एएमडी प्रोसेसर के एल1 कैश चैनल भविष्यवाणी तंत्र के संचालन के दौरान डेटा लीक में हेरफेर करते हैं। तकनीकों का उपयोग एएसएलआर सुरक्षा की प्रभावशीलता को कम करने, कमजोर एईएस कार्यान्वयन में चाबियाँ पुनर्प्राप्त करने और स्पेक्टर हमले की प्रभावशीलता को बढ़ाने के लिए किया जा सकता है।

सीपीयू के प्रथम-स्तरीय डेटा कैश (L1D) में चैनल भविष्यवाणी तंत्र (वे प्रेडिक्टर) के कार्यान्वयन में समस्याओं की पहचान की गई थी, जिसका उपयोग यह अनुमान लगाने के लिए किया जाता था कि किस कैश चैनल में एक निश्चित मेमोरी एड्रेस है। AMD प्रोसेसर में उपयोग किया जाने वाला अनुकूलन μ-टैग (μTag) की जाँच पर आधारित है। μTag की गणना वर्चुअल पते पर एक विशिष्ट हैश फ़ंक्शन लागू करके की जाती है। ऑपरेशन के दौरान, चैनल भविष्यवाणी इंजन तालिका से कैश चैनल निर्धारित करने के लिए μTag का उपयोग करता है। इस प्रकार, μTag प्रोसेसर को सभी विकल्पों की खोज किए बिना, केवल एक विशिष्ट चैनल तक पहुंचने तक सीमित करने की अनुमति देता है, जो सीपीयू ऊर्जा खपत को काफी कम कर देता है।

2011 से 2019 तक जारी एएमडी प्रोसेसर की विभिन्न पीढ़ियों में चैनल भविष्यवाणी प्रणाली कार्यान्वयन की रिवर्स इंजीनियरिंग के दौरान, दो नई साइड-चैनल हमले तकनीकों की पहचान की गई:

• कोलाइड+प्रोब - एक हमलावर को समान तार्किक सीपीयू कोर पर चलने वाली प्रक्रियाओं के लिए मेमोरी एक्सेस को ट्रैक करने की अनुमति देता है। विधि का सार वर्चुअल पतों का उपयोग करना है जो मेमोरी एक्सेस को ट्रैक करने के लिए μTag की गणना करने के लिए उपयोग किए जाने वाले हैश फ़ंक्शन में टकराव का कारण बनता है। इंटेल प्रोसेसर पर उपयोग किए जाने वाले फ्लश+रीलोड और प्राइम+प्रोब हमलों के विपरीत, कोलाइड+प्रोब साझा मेमोरी का उपयोग नहीं करता है और भौतिक पते के ज्ञान के बिना काम करता है।
• लोड+रीलोड - आपको उसी भौतिक सीपीयू कोर पर मेमोरी एक्सेस ट्रेस को बहुत सटीक रूप से निर्धारित करने की अनुमति देता है। यह विधि इस तथ्य पर आधारित है कि एक भौतिक मेमोरी सेल केवल एक बार L1D कैश में हो सकता है। वे। एक ही मेमोरी सेल को एक अलग वर्चुअल पते पर एक्सेस करने से सेल को L1D कैश से बाहर कर दिया जाएगा, जिससे मेमोरी एक्सेस को ट्रैक किया जा सकेगा। हालाँकि हमला साझा मेमोरी पर निर्भर करता है, यह कैश लाइनों को फ्लश नहीं करता है, जिससे गुप्त हमलों की अनुमति मिलती है जो अंतिम स्तर के कैश से डेटा को बाहर नहीं निकालते हैं।

कोलाइड+प्रोब और लोड+रीलोड तकनीकों के आधार पर, शोधकर्ताओं ने कई साइड-चैनल हमले परिदृश्यों का प्रदर्शन किया है:

• दो प्रक्रियाओं के बीच एक छिपे हुए अप्रत्यक्ष संचार चैनल को व्यवस्थित करने के तरीकों का उपयोग करने की संभावना दिखाई गई है, जो 588 केबी प्रति सेकंड तक की गति से डेटा ट्रांसफर की अनुमति देता है।
• μTag में टकराव का उपयोग करके, ASLR (एड्रेस स्पेस लेआउट रैंडमाइजेशन) के विभिन्न वेरिएंट के लिए एन्ट्रापी को कम करना और पूरी तरह से अपडेट किए गए लिनक्स सिस्टम पर कर्नेल में ASLR सुरक्षा को बायपास करना संभव था। उपयोगकर्ता अनुप्रयोगों और सैंडबॉक्स वातावरण में निष्पादित जावास्क्रिप्ट कोड और अन्य अतिथि वातावरण में चल रहे कोड का उपयोग करके एएसएलआर एन्ट्रापी को कम करने के लिए हमले को अंजाम देने की संभावना दिखाई गई है।
  

• कोलाइड+प्रोब विधि के आधार पर, एक कमजोर कार्यान्वयन से एन्क्रिप्शन कुंजी को पुनर्प्राप्त करने के लिए एक हमले को लागू किया गया था (इसके आधार पर)। टी तालिका) एईएस एन्क्रिप्शन।
• डेटा अधिग्रहण चैनल के रूप में कोलाइड+प्रोब विधि का उपयोग करके, स्पेक्टर हमला साझा मेमोरी का उपयोग किए बिना कर्नेल से निजी डेटा निकालने में सक्षम था।

माइक्रोआर्किटेक्चर पर आधारित एएमडी प्रोसेसर पर भेद्यता होती है
बुलडोजर, पाइलड्राइवर, स्टीमरोलर, ज़ेन (रायज़ेन, एपिक), ज़ेन+ और ज़ेन2।
एएमडी को 23 अगस्त, 2019 को इस मुद्दे के बारे में सूचित किया गया था, लेकिन अभी तक रिपोर्ट जारी नहीं की भेद्यता को अवरुद्ध करने के बारे में जानकारी के साथ। शोधकर्ताओं के अनुसार, चैनल भविष्यवाणी प्रणाली को चुनिंदा रूप से अक्षम करने के लिए एमएसआर बिट्स प्रदान करके समस्या को माइक्रोकोड अपडेट स्तर पर अवरुद्ध किया जा सकता है, जैसा कि इंटेल ने शाखा भविष्यवाणी तंत्र को अक्षम करने को नियंत्रित करने के लिए किया था।

स्रोत: opennet.ru