Un gruppo di ricercatori delle università del Texas, dell'Illinois e di Washington ha rivelato informazioni su un nuovo tipo di attacco tramite canali laterali (CVE-2022-23823, CVE-2022-24436), denominato Hertzbleed. Il metodo di attacco proposto è basato sulle caratteristiche del dynamic frequency scaling nei moderni processori e colpisce tutte le attuali CPU Intel e AMD. Potenzialmente, il problema può manifestarsi anche nei processori di altri produttori che supportano il cambiamento dinamico della frequenza, ad esempio nei sistemi ARM, ma lo studio condotto si è concentrato solo sui chip Intel e AMD. I codici sorgente che implementano il metodo di attacco sono stati pubblicati su GitHub (l'implementazione è stata testata su un computer con CPU Intel i7-9700).
Per ottimizzare il consumo energetico e prevenire il surriscaldamento, i processori modificano dinamicamente la frequenza in base al carico, il che porta a variazioni nelle prestazioni e influenza i tempi di esecuzione delle operazioni (una variazione di frequenza di 1 Hz comporta un cambiamento nelle prestazioni di 1 ciclo al secondo). Durante la ricerca condotta è emerso che in determinate condizioni, sui processori AMD e Intel, la modifica della frequenza è direttamente correlata ai dati elaborati, il che, ad esempio, porta a differenze nei tempi di calcolo delle operazioni "2022 + 23823" e "2022 + 24436". Sulla base dell'analisi delle differenze nei tempi di esecuzione delle operazioni con dati diversi, è possibile ricostruire indirettamente le informazioni utilizzate nei calcoli. Inoltre, nelle reti ad alta velocità con latenze costanti prevedibili, l'attacco può essere condotto a distanza, valutando il tempo di esecuzione delle richieste.
Con la conduzione riuscita dell'attacco, i problemi identificati consentono di determinare le chiavi segrete basandosi sull'analisi dei tempi di calcolo nelle librerie crittografiche che utilizzano algoritmi i cui calcoli matematici vengono sempre eseguiti in un tempo costante, indipendentemente dalla natura dei dati elaborati. Tali librerie erano considerate protette dagli attacchi tramite canali laterali, ma come è emerso, il tempo di calcolo non è determinato solo dall'algoritmo, ma anche dalle caratteristiche operative del processore.
Come esempio pratico che dimostra la realistica applicazione del metodo proposto, è stata dimostrata un'attacco all'implementazione del meccanismo di incapsulamento delle chiavi SIKE (Supersingular Isogeny Key Encapsulation), che è entrato nella fase finale del concorso per sistemi crittografici post-quantistici, organizzato dal National Institute of Standards and Technology degli Stati Uniti (NIST), e si presenta come protetto contro attacchi da canali laterali. Durante l'esperimento, utilizzando una nuova variante di attacco basata su un testo cifrato scelto (forzatura graduale basata su manipolazioni del testo cifrato e ottenimento della sua decrittazione), è stato possibile recuperare completamente la chiave usata per la cifratura, effettuando misurazioni da un sistema remoto, nonostante l'implementazione di SIKE fosse progettata con tempi di calcolo costanti. Per determinare una chiave a 364 bit utilizzando l'implementazione CIRCL sono state necessarie 36 ore, mentre per PQCrypto-SIDH sono state necessarie 89 ore.
Le aziende Intel e AMD hanno riconosciuto che i loro processori sono vulnerabili al problema, ma non intendono bloccare la vulnerabilità tramite aggiornamenti del microcodice, poiché non è possibile eliminarla a livello hardware senza un impatto significativo sulle prestazioni. Invece, sono state fornite raccomandazioni agli sviluppatori di librerie crittografiche per bloccare programmaticamente le perdite di informazioni durante il calcolo di dati sensibili. Le aziende Cloudflare e Microsoft hanno già integrato una tale protezione nelle loro implementazioni di SIKE, portando a una riduzione delle prestazioni di CIRCL del 5% e di PQCrypto-SIDH dell'11%. Come altro modo per bloccare la vulnerabilità nel BIOS o nel driver, è possibile disabilitare le modalità "Turbo Boost", "Turbo Core" o "Precision Boost", ma questa modifica comporterebbe una significativa riduzione delle prestazioni.
Le aziende Intel, Cloudflare e Microsoft sono state informate del problema nel terzo trimestre del 2021, mentre AMD è stata avvisata nel primo trimestre del 2022; tuttavia, su richiesta di Intel, la divulgazione pubblica delle informazioni relative al problema è stata rinviata al 14 giugno 2022. La presenza del problema è stata confermata nei processori per sistemi desktop e laptop basati sulle microarchitetture Intel Core di 8-11 generazione, così come per vari processori desktop, mobili e server della serie AMD Ryzen, Athlon, A-Series ed EPYC (i ricercatori hanno dimostrato la metodologia su una CPU Ryzen con microarchitettura Zen 2 e Zen 3).
Fonte: opennet.ru
