CROSSTalk - פגיעות במעבדי אינטל שמובילה לדליפת נתונים בין הליבות

צוות חוקרים מהאוניברסיטה החופשית באמסטרדם זיהה חדש פגיעות (CVE-2020-0543) במבנים המיקרו-ארכיטקטוניים של מעבדי אינטל, בולט בכך שהוא מאפשר לך לשחזר את תוצאות הביצוע של כמה הוראות המבוצעות על ליבת CPU אחרת. זוהי הפגיעות הראשונה במנגנון ביצוע הוראות ספקולטיבי המאפשר דליפת נתונים בין ליבות CPU בודדות (בעבר הדלפות הוגבלו לשרשורים שונים של אותה ליבה). החוקרים כינו את הבעיה CROSSTalk, אבל מסמכי אינטל הפגיעות מכונה SRBDS (דגימת נתונים מאגר נתונים מיוחדים).

הפגיעות מתייחסת ל הוצג לפני שנה למחלקה של בעיות MDS (Microarchitectural Data Sampling) והוא מבוסס על יישום שיטות ניתוח צדדיות על נתונים במבנים מיקרו-אדריכליים. עקרון הפעולה CROSSTalk קרוב לפגיעות RIDL, אך שונה במקור הנזילה.
הפגיעות החדשה מטפלת בדליפה של מאגר ביניים שלא תועד בעבר, המשותף לכל ליבות ה-CPU.

מהות הבעיה היא שחלק מהוראות המיקרו-מעבד, כולל RDRAND, RDSEED ו-SGX EGETKEY, מיושמות באמצעות פעולת SRR (Special Register Reads) הפנימית. במעבדים מושפעים, הנתונים המוחזרים עבור SRR מופקדים במאגר ביניים המשותף לכל ליבות ה-CPU, ולאחר מכן הם מועברים למאגר מילוי המשויך לליבת ה-CPU הפיזית הספציפית שעליה הופעלה פעולת הקריאה. לאחר מכן, הערך ממאגר המילוי מועתק לרגיסטרים הגלויים לאפליקציות.

גודל המאגר המשותף הביניים מתאים לשורת המטמון, שהיא בדרך כלל גדולה יותר מגודל הנתונים הנקראים, וקריאות שונות משפיעות על היסטים שונים במאגר. מכיוון שהמאגר המשותף מועתק כולו למאגר המילוי, לא רק החלק הדרוש לפעולה הנוכחית מועבר, אלא גם הנתונים שנותרו מפעולות אחרות, כולל אלו המבוצעות בליבות CPU אחרות.

אם ההתקפה מצליחה, משתמש מקומי המאומת במערכת יכול לקבוע את התוצאה של ביצוע הוראות ה-RDRAND, RDSEED ו-EGETKEY בתהליך זר או בתוך מובלעת SGX של Intel, ללא קשר לליבת ה-CPU עליה מבוצע הקוד.
חוקרים שזיהו את הבעיה פורסם ניצול אב טיפוס המדגים את היכולת להדליף מידע על ערכים אקראיים שהושגו באמצעות הוראות RDRAND ו-RDSEED לשחזור מפתח פרטי ECDSA שעובד במובלעת SGX של Intel לאחר ביצוע פעולת חתימה דיגיטלית אחת בלבד במערכת.

בְּעָיָה רָגִישׁ מגוון רחב של מעבדי Intel שולחניים, ניידים ושרתים, כולל Core i3, i5, i7, i9, m3, Celeron (סדרות J, G ו-N), Atom (סדרות C, E ו-X), Xeon (E3, E5, משפחות E7, W ו-D), Xeon Scalable וכו'. ראוי לציין כי אינטל קיבלה הודעה על הפגיעות בספטמבר 2018, וביולי 2019 סופק אב טיפוס של ניצול המדגים דליפת נתונים בין ליבות המעבד, אך פיתוח התיקון התעכב בשל מורכבות היישום שלו. עדכון המיקרוקוד המוצע של היום מטפל בבעיה על ידי שינוי ההתנהגות של ההוראות RDRAND, RDSEED ו-EGETKEY כדי להחליף נתונים במאגר המשותף כדי למנוע ממידע שיורי להתיישב שם. בנוסף, הגישה למאגר מושהית עד שהתוכן ייקרא ונכתב מחדש.

תופעת לוואי של סוג זה של הגנה היא השהייה מוגברת בעת ביצוע RDRAND, RDSEED ו-EGETKEY, ותפוקה מופחתת בעת ניסיון לבצע הוראות אלו בו-זמנית על מעבדים לוגיים שונים. ביצוע RDRAND, RDSEED ו-EGETKEY גם משעה את הגישה לזיכרון ממעבדים לוגיים אחרים. תכונות אלו עשויות להשפיע לרעה על הביצועים של יישומי שרת מסוימים, כך שהקושחה מספקת מנגנון (RNGDS_MITG_DIS) להשבית הגנה עבור הוראות RDRAND ו-RDSEED המבוצעות מחוץ למובלעת SGX של Intel.

מקור: OpenNet.ru