ज़ेन+ और ज़ेन 2 माइक्रोआर्किटेक्चर पर आधारित एएमडी प्रोसेसर में मेल्टडाउन क्लास भेद्यता की खोज की गई है

ड्रेसडेन के तकनीकी विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं के एक समूह ने ज़ेन+ और ज़ेन 2020 माइक्रोआर्किटेक्चर पर आधारित एएमडी प्रोसेसर में एक भेद्यता (सीवीई-12965-2) की पहचान की है, जो मेल्टडाउन क्लास हमले की अनुमति देता है। शुरू में यह माना गया था कि एएमडी ज़ेन + और ज़ेन 2 प्रोसेसर मेल्टडाउन भेद्यता के प्रति संवेदनशील नहीं हैं, लेकिन शोधकर्ताओं ने एक ऐसी सुविधा की पहचान की जो गैर-कैनोनिकल वर्चुअल पते का उपयोग करते समय संरक्षित मेमोरी क्षेत्रों तक सट्टा पहुंच की ओर ले जाती है।

AMD64 आर्किटेक्चर वर्चुअल एड्रेस के केवल पहले 48 बिट्स का उपयोग करता है और शेष 16 बिट्स को अनदेखा करता है। यह निर्दिष्ट किया गया है कि बिट्स 48 से 63 को हमेशा बिट 47 (साइन बिट एक्सटेंशन) के मान की प्रतिलिपि बनानी चाहिए। यदि इस शर्त का उल्लंघन किया जाता है और ऊपरी बिट्स के मनमाने मूल्यों के साथ किसी पते तक पहुंचने का प्रयास किया जाता है, तो प्रोसेसर एक अपवाद उत्पन्न करता है। ऊपरी बिट्स को बार-बार भरने से उपलब्ध पता स्थान दो ब्लॉकों में विभाजित हो जाता है - एक निचला (0 से 00007FFFFFFFFFFFF तक), जिसमें ऊपरी बिट्स 800000000000 पर सेट होते हैं, और एक ऊपरी (FFFF1 से FFFFFFFFFFFFFF तक) होता है, जिसमें सभी ऊपरी बिट्स XNUMX पर सेट हैं।

निर्दिष्ट ब्लॉक के भीतर आने वाले पतों को कैनोनिकल कहा जाता है, और ऊपरी बिट्स की मनमानी सामग्री वाले गलत पते को गैर-कैनोनिकल कहा जाता है। विहित पतों की निचली श्रेणी आमतौर पर प्रक्रिया डेटा के लिए आवंटित की जाती है, और ऊपरी सीमा का उपयोग कर्नेल डेटा के लिए किया जाता है (उपयोगकर्ता स्थान से इन पतों तक पहुंच विशेषाधिकार पृथक्करण स्तर पर अवरुद्ध है)।

क्लासिक मेल्टडाउन भेद्यता इस तथ्य पर आधारित है कि निर्देशों के सट्टा निष्पादन के दौरान, प्रोसेसर एक निजी डेटा क्षेत्र तक पहुंच सकता है और फिर परिणाम को त्याग सकता है क्योंकि सेट विशेषाधिकार उपयोगकर्ता की प्रक्रिया से ऐसी पहुंच को प्रतिबंधित करते हैं। कार्यक्रम में, अनुमानित रूप से निष्पादित ब्लॉक को एक सशर्त शाखा द्वारा मुख्य कोड से अलग किया जाता है, जो वास्तविक परिस्थितियों में हमेशा सक्रिय होता है, लेकिन इस तथ्य के कारण कि सशर्त विवरण एक गणना मूल्य का उपयोग करता है जिसे प्रोसेसर को प्रीमेप्टिव निष्पादन के दौरान पता नहीं चलता है कोड, सभी शाखा विकल्प सट्टा द्वारा किए जाते हैं।

चूंकि समान कैश का उपयोग सामान्य रूप से निष्पादित निर्देशों के लिए सट्टा रूप से निष्पादित संचालन के लिए किया जाता है, इसलिए सट्टा निष्पादन के दौरान कैश में मार्कर सेट करना संभव है जो एक निजी मेमोरी क्षेत्र में व्यक्तिगत बिट्स की सामग्री को प्रतिबिंबित करता है, और फिर सामान्य रूप से निष्पादित कोड में उनका मूल्य निर्धारित करता है। समय विश्लेषण के माध्यम से। कैश्ड और गैर-कैश्ड डेटा तक पहुंच।

एएमडी ज़ेन + और ज़ेन 2 प्रोसेसर को प्रभावित करने वाली नई भेद्यता की एक विशेषता यह है कि सीपीयू सट्टा पढ़ने और लिखने के संचालन की अनुमति देते हैं जो अमान्य गैर-कैनोनिकल पते का उपयोग करके मेमोरी तक पहुंचते हैं, बस ऊपरी 16 बिट्स को अनदेखा करते हैं। इस प्रकार, सट्टा कोड निष्पादन के दौरान, प्रोसेसर हमेशा केवल निचले 48 बिट्स का उपयोग करता है, और पते की वैधता अलग से जांची जाती है। यदि, एसोसिएटिव ट्रांसलेशन बफर (टीएलबी) में किसी गैर-कैनोनिकल वर्चुअल पते को भौतिक पते पर अनुवाद करते समय, पते के कैनोनिकल हिस्से में एक मिलान का पता लगाया जाता है, तो सट्टा लोड ऑपरेशन सामग्री को ध्यान में रखे बिना मूल्य वापस कर देगा। ऊपरी 16 बिट्स में से, जो थ्रेड्स के बीच मेमोरी शेयरिंग को बायपास करने की अनुमति देता है। इसके बाद, ऑपरेशन को अमान्य माना जाएगा और खारिज कर दिया जाएगा, लेकिन मेमोरी एक्सेस पूरा हो जाएगा और डेटा कैश में समाप्त हो जाएगा।

प्रयोग के दौरान, FLUSH+RELOAD कैश की सामग्री को निर्धारित करने की तकनीक का उपयोग करके, शोधकर्ता 125 बाइट्स प्रति सेकंड की गति से छिपे हुए डेटा ट्रांसफर के लिए एक चैनल व्यवस्थित करने में सक्षम थे। एएमडी चिप्स के अलावा, समस्या सभी इंटेल प्रोसेसर को भी प्रभावित करती है, जो क्लासिक मेल्टडाउन भेद्यता के प्रति संवेदनशील हैं। वही तकनीकें जो मेल्टडाउन हमलों को रोकने में मदद करती हैं, जैसे कि एलएफईएनसीई निर्देशों का उपयोग करना, इस नए प्रकार के हमले से बचाने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, यदि इंटेल प्रोसेसर में मेल्टडाउन के खिलाफ हार्डवेयर सुरक्षा शामिल है या सिस्टम में सॉफ़्टवेयर सुरक्षा सक्षम है, तो ऐसे कॉन्फ़िगरेशन नए हमले के संस्करण के लिए अतिसंवेदनशील नहीं हैं।

साथ ही, शोधकर्ताओं ने ध्यान दिया कि, इंटेल प्रोसेसर की तुलना में, एएमडी प्रोसेसर की वास्तुकला वास्तविक हमलों को अंजाम देने की संभावना को सीमित करती है, लेकिन उनकी प्रभावशीलता को बढ़ाने के लिए अन्य माइक्रोआर्किटेक्चरल हमलों के साथ संयोजन में एक नई विधि के उपयोग को बाहर नहीं करती है। विशेष रूप से, प्रस्तावित हमला किसी को कर्नेल और अन्य प्रक्रियाओं के मेमोरी क्षेत्रों की सामग्री को निर्धारित करने की अनुमति नहीं देता है, लेकिन उसी वर्चुअल मेमोरी स्पेस में चल रहे उसी प्रोग्राम के अन्य थ्रेड्स तक पहुंच प्राप्त करने की क्षमता तक सीमित है।

चूंकि बिना किसी भेद्यता वाले प्रोग्राम में अपने थ्रेड्स तक पहुंच प्राप्त करने की क्षमता होती है, व्यावहारिक दृष्टिकोण से यह विधि सैंडबॉक्स अलगाव को दरकिनार करने और प्रोग्रामों में अन्य थ्रेड्स के काम में हस्तक्षेप को व्यवस्थित करने के लिए रुचि रखती है जो तीसरे पक्ष के निष्पादन की अनुमति देती है। कोड, जैसे वेब ब्राउज़र और JIT इंजन। शोधकर्ताओं ने हमले के लिए स्पाइडरमंकी जावास्क्रिप्ट इंजन और लिनक्स कर्नेल की भेद्यता की जांच की, लेकिन ऐसे कमजोर कोड अनुक्रम नहीं मिले जिनका उपयोग हमले को अंजाम देने के लिए किया जा सके। अनुप्रयोगों पर हमला करने के अलावा, इस पद्धति का उपयोग अन्य माइक्रोआर्किटेक्चरल कमजोरियों का फायदा उठाते हुए प्रोसेसर के माइक्रोआर्किटेक्चरल तत्वों के बीच अस्वीकार्य डेटा प्रवाह को मजबूर करने के लिए भी किया जा सकता है।

स्रोत: opennet.ru