एलवीआई सीपीयू में सट्टा निष्पादन तंत्र पर हमलों का एक नया वर्ग है

सार्वजनिक किया हमलों के एक नए वर्ग के बारे में जानकारी LVI (लोड वैल्यू इंजेक्शन, CVE-2020-0551) इंटेल सीपीयू में सट्टा निष्पादन तंत्र पर, जिसका उपयोग इंटेल एसजीएक्स एन्क्लेव और अन्य प्रक्रियाओं से चाबियाँ और गुप्त डेटा लीक करने के लिए किया जा सकता है।

हमलों का एक नया वर्ग हमलों में उपयोग की जाने वाली समान सूक्ष्म वास्तुकला संरचनाओं के हेरफेर पर आधारित है एमडीएस (माइक्रोआर्किटेक्चरल डेटा सैंपलिंग), स्पेक्टर और मेल्टडाउन. साथ ही, मेल्टडाउन, स्पेक्टर, एमडीएस और अन्य समान हमलों के खिलाफ सुरक्षा के मौजूदा तरीकों से नए हमलों को अवरुद्ध नहीं किया जाता है। प्रभावी एलवीआई सुरक्षा के लिए सीपीयू में हार्डवेयर परिवर्तन की आवश्यकता होती है। सुरक्षा को प्रोग्रामेटिक रूप से व्यवस्थित करते समय, मेमोरी से प्रत्येक लोड ऑपरेशन के बाद कंपाइलर द्वारा LFENCE निर्देश जोड़ने और POP, LFENCE और JMP के साथ RET निर्देश को बदलने से, बहुत अधिक ओवरहेड रिकॉर्ड किया जाता है - शोधकर्ताओं के अनुसार, पूर्ण सॉफ़्टवेयर सुरक्षा में कमी आएगी प्रदर्शन 2-19 गुना।

समस्या को रोकने में कठिनाई का एक हिस्सा इस तथ्य से ऑफसेट है कि हमला वर्तमान में व्यावहारिक से अधिक सैद्धांतिक है (हमला सैद्धांतिक रूप से संभव है, लेकिन इसे लागू करना बहुत मुश्किल है और केवल सिंथेटिक परीक्षणों में प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य है)।
इंटेल विनियोजित समस्या का ख़तरा मध्यम स्तर का है (5.6 में से 10) और रिहा एसजीएक्स वातावरण के लिए फर्मवेयर और एसडीके को अपडेट करना, जिसमें वर्कअराउंड का उपयोग करके हमले को रोकने की कोशिश की गई। प्रस्तावित हमले के तरीके वर्तमान में केवल इंटेल प्रोसेसर पर लागू होते हैं, लेकिन अन्य प्रोसेसर के लिए एलवीआई को अनुकूलित करने की संभावना से इंकार नहीं किया जा सकता है, जिन पर मेल्टडाउन-क्लास हमले लागू होते हैं।

समस्या की पहचान पिछले अप्रैल में ल्यूवेन विश्वविद्यालय के शोधकर्ता जो वान बुलक ने की थी, जिसके बाद, अन्य विश्वविद्यालयों के 9 शोधकर्ताओं की भागीदारी के साथ, पांच बुनियादी हमले के तरीके विकसित किए गए, जिनमें से प्रत्येक अधिक विशिष्ट के अस्तित्व की अनुमति देता है विकल्प. स्वतंत्र रूप से, इस वर्ष फरवरी में, बिटडेफ़ेंडर के शोधकर्ता भी खोज लिया है एलवीआई हमले के वेरिएंट में से एक और इंटेल को इसकी सूचना दी। हमले के वेरिएंट को अलग-अलग माइक्रोआर्किटेक्चरल संरचनाओं के उपयोग से अलग किया जाता है, जैसे कि स्टोरेज बफर (एसबी, स्टोर बफर), फिल बफर (एलएफबी, लाइन फिल बफर), एफपीयू संदर्भ स्विच बफर और प्रथम-स्तरीय कैश (एल 1 डी), जो पहले इस्तेमाल किया गया था। जैसे हमलों में ZombieLoad, आरआईडीएल, नतीजा, आलसीएफपी, पहिले से सूचित करना и मंदी.

मुख्य है सम्मान एमडीएस हमलों के खिलाफ एलवीआई यह है कि एमडीएस सट्टा दोष प्रबंधन या लोड और स्टोर संचालन के बाद कैश में शेष माइक्रोआर्किटेक्चरल संरचनाओं की सामग्री के निर्धारण में हेरफेर करता है, जबकि
एलवीआई हमले पीड़ित के कोड के बाद के सट्टा निष्पादन को प्रभावित करने के लिए हमलावर के डेटा को माइक्रोआर्किटेक्चरल संरचनाओं में डालने की अनुमति देते हैं। इन जोड़तोड़ों का उपयोग करके, एक हमलावर लक्ष्य सीपीयू कोर पर कुछ कोड निष्पादित करते समय अन्य प्रक्रियाओं में निजी डेटा संरचनाओं की सामग्री को निकाल सकता है।

के लिए शोषण की समस्या पीड़ित प्रक्रिया के कोड में मिलना चाहिए कोड (गैजेट्स) के विशेष अनुक्रम जिसमें एक हमलावर-नियंत्रित मान लोड किया जाता है, और इस मान को लोड करने से अपवाद (त्रुटि, निरस्त या सहायता) को फेंक दिया जाता है, परिणाम को त्याग दिया जाता है और निर्देश को फिर से निष्पादित किया जाता है। जब एक अपवाद संसाधित किया जाता है, तो एक सट्टा विंडो प्रकट होती है जिसके दौरान गैजेट में संसाधित डेटा लीक हो जाता है। विशेष रूप से, प्रोसेसर सट्टा मोड में कोड के एक टुकड़े (गैजेट) को निष्पादित करना शुरू कर देता है, फिर यह निर्धारित करता है कि भविष्यवाणी उचित नहीं थी और संचालन को उनकी मूल स्थिति में वापस ला देता है, लेकिन सट्टा निष्पादन के दौरान संसाधित डेटा L1D कैश में जमा किया जाता है और माइक्रोआर्किटेक्चरल बफ़र्स और तीसरे पक्ष के चैनलों के माध्यम से अवशिष्ट डेटा निर्धारित करने के लिए ज्ञात तरीकों का उपयोग करके उनसे पुनर्प्राप्ति के लिए उपलब्ध है।

"सहायता" अपवाद, "गलती" अपवाद के विपरीत, सॉफ़्टवेयर हैंडलर को कॉल किए बिना प्रोसेसर द्वारा आंतरिक रूप से नियंत्रित किया जाता है। सहायता तब हो सकती है, उदाहरण के लिए, जब मेमोरी पेज टेबल में ए (एक्सेस्ड) या डी (डर्टी) बिट को अपडेट करने की आवश्यकता होती है। अन्य प्रक्रियाओं पर हमला करने में मुख्य कठिनाई यह है कि पीड़ित प्रक्रिया में हेरफेर करके सहायता की घटना कैसे शुरू की जाए। वर्तमान में ऐसा करने का कोई विश्वसनीय तरीका नहीं है, लेकिन यह संभव है कि भविष्य में उन्हें ढूंढ लिया जाएगा। हमले को अंजाम देने की संभावना की अब तक केवल इंटेल एसजीएक्स एन्क्लेव के लिए पुष्टि की गई है, अन्य परिदृश्य सैद्धांतिक या सिंथेटिक स्थितियों में प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य हैं (कोड में कुछ गैजेट जोड़ने की आवश्यकता है)

संभावित आक्रमण वाहक:

• कर्नेल संरचनाओं से उपयोगकर्ता-स्तरीय प्रक्रिया में डेटा रिसाव। स्पेक्टर 1 हमलों के खिलाफ लिनक्स कर्नेल की सुरक्षा, साथ ही एसएमएपी (पर्यवेक्षक मोड एक्सेस रोकथाम) सुरक्षा तंत्र, एलवीआई हमले की संभावना को काफी कम कर देता है। यदि भविष्य में सरल LVI हमले के तरीकों की पहचान की जाती है तो कर्नेल में अतिरिक्त सुरक्षा जोड़ना आवश्यक हो सकता है।
• विभिन्न प्रक्रियाओं के बीच डेटा रिसाव. हमले के लिए एप्लिकेशन में कोड के कुछ टुकड़ों की उपस्थिति और लक्ष्य प्रक्रिया में अपवाद फेंकने के लिए एक विधि की परिभाषा की आवश्यकता होती है।
• होस्ट परिवेश से अतिथि सिस्टम में डेटा का रिसाव। हमले को बहुत जटिल के रूप में वर्गीकृत किया गया है, जिसके लिए सिस्टम में विभिन्न कठिन-से-कार्यान्वयन चरणों और गतिविधि की भविष्यवाणियों की आवश्यकता होती है।
• विभिन्न अतिथि प्रणालियों में प्रक्रियाओं के बीच डेटा रिसाव। आक्रमण वेक्टर विभिन्न प्रक्रियाओं के बीच डेटा रिसाव को व्यवस्थित करने के करीब है, लेकिन इसके अतिरिक्त अतिथि प्रणालियों के बीच अलगाव को बायपास करने के लिए जटिल हेरफेर की आवश्यकता होती है।

शोधकर्ताओं द्वारा प्रकाशित कई प्रोटोटाइप किसी हमले को अंजाम देने के सिद्धांतों के प्रदर्शन के साथ, लेकिन वे अभी तक वास्तविक हमलों को अंजाम देने के लिए उपयुक्त नहीं हैं। पहला उदाहरण आपको रिटर्न-ओरिएंटेड प्रोग्रामिंग के समान, पीड़ित प्रक्रिया में सट्टा कोड निष्पादन को पुनर्निर्देशित करने की अनुमति देता है (ROP,रिटर्न-ओरिएंटेड प्रोग्रामिंग)। इस उदाहरण में, पीड़ित एक विशेष रूप से तैयार की गई प्रक्रिया है जिसमें आवश्यक गैजेट शामिल हैं (वास्तविक तृतीय-पक्ष प्रक्रियाओं पर हमला करना मुश्किल है)। दूसरा उदाहरण हमें इंटेल एसजीएक्स एन्क्लेव के अंदर एईएस एन्क्रिप्शन के दौरान गणना में हस्तक्षेप करने और एन्क्रिप्शन के लिए उपयोग की जाने वाली कुंजी के मूल्य को पुनर्स्थापित करने के लिए निर्देशों के सट्टा निष्पादन के दौरान डेटा रिसाव को व्यवस्थित करने की अनुमति देता है।

स्रोत: opennet.ru