A csoport kutató a Texas, Illinois és Washingtoni Egyetemről információkat tett közzé egy új, harmadik fél által végzett támadássorozatról (CVE-2022-23823, CVE-2022-24436) Hertzbleed kódnéven. A javasolt támadás módszere a modern processzorok dinamikus frekvenciakezelésének sajátosságaira épít, és érinti az összes aktuális Intel és AMD CPU-t. Potenciálisan a probléma más gyártók, például ARM rendszerek processzoraiban is megjelenhet, amelyek támogatják a dinamikus frekvenciaváltoztatást, azonban a végzett kutatás az Intel és AMD chipekre korlátozódott. A támadási módszer megvalósítási forráskódja a GitHubon található (a megvalósítást egy Intel i7-9700 CPU-val rendelkező számítógépen tesztelték).
Az energiafogyasztás optimalizálása és a túlmelegedés megelőzése érdekében a processzorok dinamikusan változtatják a frekvenciájukat a terheléstől függően, ami teljesítményváltozást és a műveletek végrehajtási idejére is hatással van (1 Hz-es frekvenciaváltozás 1 ciklusváltozást eredményez másodpercenként). A kutatás során kiderült, hogy bizonyos feltételek mellett az AMD és Intel processzorok esetében a frekvenciaváltozás közvetlenül korrelál az feldolgozott adatokkal, ami például azt jelenti, hogy a "2022 + 23823" és "2022 + 24436" műveletek végrehajtási ideje eltérő lesz. Az eltérő adatokkal végzett műveletek végrehajtási idejének elemzéséből közvetett módon helyre lehet állítani a számítások során használt információt. Ezenkívül a magas sebességű, előre jelezhető állandó késések esetén a támadást távolról is végre lehet hajtani, a kérések végrehajtási idejének értékelésével.
A támadás sikeres végrehajtása esetén a feltárt problémák lehetővé teszik a zárt kulcsok meghatározását az időbeli számítási elemzés alapján a kriptográfiai könyvtárakban, amelyek algoritmusai matematikai számításokat végeznek, amelyek mindig állandó idő alatt hajtódnak végre, függetlenül a feldolgozott adatok jellegétől. Az ilyen könyvtárakat eddig védettnek tekintették a harmadik fél által végzett támadásokkal szemben, de kiderült, hogy a számítási időt nem csupán az algoritmus, hanem a processzor működésének sajátosságai is meghatározzák.
Példaként, amely bemutatja a javasolt módszer gyakorlati alkalmazhatóságát, egy támadást demonstráltak a SIKE (Supersingular Isogeny Key Encapsulation) kulcs-öröklési mechanizmus megvalósítására, amely bekerült az Egyesült Államok Nemzeti Szabványügyi és Technológiai Intézete (NIST) által szervezett poszt-kvantum kriptográfiai rendszerek versenyének döntőjébe, és úgy pozicionálják, mint amit védettnek tekintenek a külső csatornás támadásokkal szemben. A kísérlet során egy újfajta támadás alapján, amely az eljárás során a titkosított szöveg manipulálására és annak dekódolására épült, sikerült teljes mértékben visszaállítani a használt titkosító kulcsot, távoli rendszeren végzett mérések ellenére, a SIKE megvalósításának állandó számítási idői mellett. A 364-bites kulcs meghatározására a CIRCL megvalósításával 36 órát, míg a PQCrypto-SIDH-val 89 órát fordítottak.
Az Intel és az AMD cégek elismerték, hogy processzoraik kitettséget mutatnak a problémával szemben, de nem tervezik a sebezhetőség blokkolását mikrokódfrissítésekkel, mivel jelentős hatás nélkül nem lehet a sebezhetőséget hardveresen kijavítani. Ehelyett a kriptográfiai könyvtárak fejlesztőinek javaslatot tettek a programozott blokkolásra, hogy megakadályozzák az információk szivárgását bizalmas számítások végrehajtása során. A Cloudflare és a Microsoft már beépítette ezt a védelmet SIKE alapú megvalósításaikba, ami a CIRCL teljesítményének 5%-os, a PQCrypto-SIDH teljesítményének pedig 11%-os csökkenéséhez vezetett. Mint alternatív megoldás a sebezhetőség BIOS-ban vagy illesztőprogramban való blokkolására, le lehet tiltani a "Turbo Boost", "Turbo Core" vagy "Precision Boost" üzemmódokat, de ez drámai teljesítménycsökkenést eredményez.
Az Intel, Cloudflare és Microsoft cégek 2021 harmadik negyedévében értesültek a problémáról, míg az AMD 2022 első negyedévben, de az Intel kérésére a probléma nyilvános bejelentését 2022. június 14-ig elhalasztották. A probléma jelenléte megerősítést nyert a 8-11. generációs Intel Core mikroarchitektúrával rendelkező asztali és laptop processzorokban, valamint különféle asztali, mobil és szerver AMD Ryzen, Athlon, A-Series és EPYC processzorokban (a kutatók a Zen 2 és Zen 3 mikroarchitektúrájú Ryzen CPU-n mutatták be a módszert).
Forrás: opennet.ru
