AMD אישרה את הפגיעות הפוטנציאלית של מעבדי AMD Zen 3 למתקפת Spectre-STL

AMD פרסמה דו"ח המנתח את האבטחה של טכנולוגיית האופטימיזציה של PSF (Predictive Store Forwarding) המיושמת במעבדים מסדרת Zen 3. המחקר אישר תיאורטית את ישימות שיטת ההתקפה Spectre-STL (Spectre-v4), שזוהתה במאי 2018, טכנולוגיית PSF, אך בפועל, טרם נמצאו תבניות קוד המסוגלות להוביל למתקפה והסכנה הכוללת מוערכת כלא משמעותית.

הבה נזכיר שהתקפת Spectre-v4 (Speculative Store Bypass) מבוססת על שחזור נתונים שהתיישבו במטמון המעבד לאחר השלכת התוצאה של ביצוע ספקולטיבי של פעולות בעת עיבוד פעולות כתיבה וקריאה מתחלפות תוך שימוש בכתובת עקיפה. כאשר פעולת קריאה באה בעקבות פעולת כתיבה (לדוגמה, mov [rbx + rcx], 0x0; mov rax, [rdx + rsi]), ייתכן שהסטת כתובת הקריאה כבר ידועה עקב פעולות דומות שמתבצעות (פעולות קריאה הן מבוצע בתדירות גבוהה הרבה יותר וניתן לבצע קריאה מהמטמון) והמעבד יכול לבצע בספקולטיביות קריאה לפני כתיבה מבלי לחכות לחישוב היסט העקיף של הכתיבה.

תכונה זו מאפשרת הוראת קריאה לגשת לערך ישן בכתובת כלשהי בזמן שפעולת החנות עדיין לא הושלמה. אם יש שגיאת חיזוי, הפעולה הספקולטיבית הלא מוצלחת תימחק, אך עקבות ביצועה יישארו במטמון המעבד וניתן לאחזר אותם באחת מהשיטות לקביעת תוכן המטמון על סמך ניתוח שינויים בגישה זמן לנתונים מאוחסנים ולא מאוחסנים במטמון.

נוסף למעבדי AMD Zen 3, PSF מייעל את STLF (Store-To-Load-Forwarding), המבצע פעולות קריאה באופן ספקולטיבי על ידי חיזוי הקשר בין פעולות קריאה וכתיבה. כאשר משתמשים ב-STLF הקלאסי, המעבד מבצע פעולת "טעינה" על הנתונים שהועברו ישירות מפקודת ה"חנות" הקודמת, מבלי לחכות שהתוצאה תיכתב בפועל לזיכרון, אלא לוודא שהכתובות בהן נעשה שימוש ב"טעינה" והפקודות "חנות" תואמות. אופטימיזציית ה-PSF הופכת את בדיקת הכתובות לספקולטיבית ומבצעת פעולת "טעינה" לפני שפרטי הכתובות חושבו אם בוצע בעבר זוג אחסון/עומס שמתמרן כתובת בודדת. אם החיזוי נכשל, המצב מוחזר, אך הנתונים נשארים במטמון.

התקפה על PSF אפשרית רק במסגרת רמה אחת של הרשאות, מכסה רק את ההקשר של התהליך הנוכחי ונחסמת על ידי שיטות בידוד מרחבי כתובת או מנגנוני ארגז חול של חומרה. במקרה זה, שיטות ארגז חול של תוכנה בתהליכים עלולות להיות מושפעות מהבעיה. המתקפה מהווה איום על מערכות כגון דפדפנים, מכונות וירטואליות לביצוע קוד ו-JITs המבצעות קוד של צד שלישי בתהליך בודד (ההתקפה עלולה לאפשר לקוד לא מהימן בארגז חול לקבל גישה לנתוני תהליך אחרים).

AMD סיפקה מספר שיטות להשבית מוחלטת או סלקטיבית של PSF, אך בהתחשב בסיכון הזניח עבור רוב היישומים, המליצה כי אופטימיזציה זו לא תושבת כברירת מחדל. כדי להגן באופן סלקטיבי על תהליכים המבודדים את אלה שמבצעים קוד לא מהימן, מוצע להשבית את PSF על ידי הגדרת סיביות MSR "SSBD" ו-"PSFD", כולל עבור שרשורים בודדים. התיקונים הוכנו עבור ליבת לינוקס עם הטמעת אפשרויות שורת הפקודה "psfd" ו- "nopsfd" השולטות כיצד ה-PSF מופעל וכיבוי.

מקור: OpenNet.ru