DDR4 მეხსიერების ჩიპები რჩება დაუცველი RowHammer შეტევების მიმართ, დამატებითი დაცვის მიუხედავად

Vrije Universiteit Amsterdam-ის, ETH Zurich-ისა და Qualcomm-ის მკვლევართა გუნდი გაატარა თანამედროვე DDR4 მეხსიერების ჩიპებში გამოყენებული კლასის შეტევებისგან დაცვის ეფექტურობის შესწავლა RowHammer, რომელიც საშუალებას გაძლევთ შეცვალოთ დინამიური შემთხვევითი წვდომის მეხსიერების (DRAM) ცალკეული ბიტების შინაარსი. შედეგები იმედგაცრუებული იყო და მსხვილი მწარმოებლების DDR4 ჩიპები კვლავ რჩება რჩება დაუცველი (CVE-2020-10255).

RowHammer დაუცველობა საშუალებას აძლევს მეხსიერების ცალკეული ბიტების შიგთავსი დაზიანდეს მეხსიერების მეხსიერების უჯრედებიდან მონაცემების ციკლური წაკითხვით. ვინაიდან DRAM მეხსიერება არის უჯრედების ორგანზომილებიანი მასივი, თითოეული შედგება კონდენსატორისა და ტრანზისტორისგან, იგივე მეხსიერების რეგიონის უწყვეტი წაკითხვა იწვევს ძაბვის რყევებს და ანომალიებს, რაც იწვევს მუხტის მცირე დაკარგვას მეზობელ უჯრედებში. თუ კითხვის ინტენსივობა საკმარისად მაღალია, მაშინ უჯრედმა შეიძლება დაკარგოს საკმარისად დიდი რაოდენობით დამუხტვა და მომდევნო რეგენერაციის ციკლს არ ექნება დრო, რომ აღადგინოს პირვანდელი მდგომარეობა, რაც გამოიწვევს უჯრედში შენახული მონაცემების მნიშვნელობის ცვლილებას. .

ამ ეფექტის დასაბლოკად, თანამედროვე DDR4 ჩიპები იყენებენ TRR (Target Row Refresh) ტექნოლოგიას, რომელიც შექმნილია უჯრედების დაზიანების თავიდან ასაცილებლად RowHammer შეტევის დროს. პრობლემა ის არის, რომ არ არსებობს ერთიანი მიდგომა TRR-ის დანერგვასთან დაკავშირებით და თითოეული CPU და მეხსიერების მწარმოებელი განმარტავს TRR-ს თავისებურად, იყენებს დაცვის საკუთარ ვარიანტებს და არ ავრცელებს განხორციელების დეტალებს.
მწარმოებლების მიერ გამოყენებული RowHammer-ის ბლოკირების მეთოდების შესწავლამ გააადვილა დაცვის გვერდის ავლით გზების პოვნა. შემოწმების შედეგად, აღმოჩნდა, რომ პრინციპი, რომელსაც ახორციელებენ მწარმოებლები "უსაფრთხოება გაურკვევლობის გზით (უსაფრთხოება ბუნდოვანებით) TRR-ის დანერგვისას ეხმარება მხოლოდ სპეციალურ შემთხვევებში დაცვას, რომელიც მოიცავს ტიპურ შეტევებს, რომლებიც მანიპულირებენ უჯრედების მუხტის ცვლილებებზე ერთ ან ორ მიმდებარე რიგებში.

მკვლევართა მიერ შემუშავებული პროგრამა შესაძლებელს ხდის შეამოწმოს ჩიპების მგრძნობელობა RowHammer შეტევის მრავალმხრივი ვარიანტების მიმართ, რომლის დროსაც მუხტზე გავლენის მოხდენის მცდელობა ხდება მეხსიერების უჯრედების რამდენიმე რიგზე ერთდროულად. ასეთ თავდასხმებს შეუძლია გვერდის ავლით ზოგიერთი მწარმოებლის მიერ დანერგილი TRR დაცვა და გამოიწვიოს მეხსიერების ბიტის გაფუჭება, თუნდაც DDR4 მეხსიერების ახალ მოწყობილობაზე.
შესწავლილი 42 DIMM-დან 13 მოდული აღმოჩნდა დაუცველი RowHammer შეტევის არასტანდარტული ვარიანტების მიმართ, მიუხედავად გამოცხადებული დაცვისა. პრობლემური მოდულები აწარმოეს SK Hynix-მა, Micron-მა და Samsung-მა, რომელთა პროდუქციაც გადასაფარებლები DRAM ბაზრის 95%.

გარდა DDR4-ისა, ასევე შეისწავლეს მობილურ მოწყობილობებში გამოყენებული LPDDR4 ჩიპები, რომლებიც ასევე მგრძნობიარე იყო RowHammer შეტევის მოწინავე ვარიანტების მიმართ. კერძოდ, პრობლემამ შეეხო მეხსიერებას, რომელიც გამოიყენება Google Pixel, Google Pixel 3, LG G7, OnePlus 7 და Samsung Galaxy S10 სმარტფონებში.

მკვლევარებმა შეძლეს რამდენიმე ექსპლუატაციის ტექნიკის რეპროდუცირება პრობლემურ DDR4 ჩიპებზე. მაგალითად, RowHammer-ის გამოყენებითექსპლუატაცია PTE-სთვის (Page Table Entries) ბირთვის პრივილეგიის მოპოვებას დასჭირდა 2.3 წამიდან სამ საათამდე და თხუთმეტი წამი, რაც დამოკიდებულია ტესტირებულ ჩიპებზე. თავდასხმა მეხსიერებაში შენახული საჯარო გასაღების დაზიანებისთვის RSA-2048-ს დასჭირდა 74.6 წამიდან 39 წუთი 28 წამამდე. თავდასხმა სუდო პროცესის მეხსიერების მოდიფიკაციის მეშვეობით რწმუნებათა სიგელების შემოწმების გვერდის ავლით 54 წუთი და 16 წამი დასჭირდა.

გამოქვეყნდა პროგრამა, რომელიც ამოწმებს მომხმარებლების მიერ გამოყენებული DDR4 მეხსიერების ჩიპებს TRRspass. შეტევის წარმატებით განსახორციელებლად საჭიროა ინფორმაცია მეხსიერების კონტროლერში გამოყენებული ფიზიკური მისამართების განლაგების შესახებ ბანკებთან და მეხსიერების უჯრედების რიგებთან მიმართებაში. განლაგების დასადგენად დამატებით შეიქმნა პროგრამა დრამა, რომელიც მოითხოვს root-ის სახით გაშვებას. ასევე უახლოეს მომავალში დაგეგმილი გამოაქვეყნეთ აპლიკაცია სმარტფონის მეხსიერების შესამოწმებლად.

კომპანიები Intel и AMD დაცვის მიზნით, მათ ურჩიეს გამოიყენონ შეცდომების გამოსწორების მეხსიერება (ECC), მეხსიერების კონტროლერები მაქსიმალური გააქტიურების რაოდენობის (MAC) მხარდაჭერით და გაზრდილი განახლების სიხშირის გამოყენება. მკვლევარები თვლიან, რომ უკვე გამოშვებული ჩიპებისთვის Rowhammer-ისგან გარანტირებული დაცვის გამოსავალი არ არსებობს და ECC-ის გამოყენება და მეხსიერების რეგენერაციის სიხშირის გაზრდა არაეფექტური აღმოჩნდა. მაგალითად, ადრე იყო შემოთავაზებული პროცესი თავდასხმები DRAM მეხსიერებაზე ECC დაცვის გვერდის ავლით და ასევე აჩვენებს DRAM-ზე თავდასხმის შესაძლებლობას ლოკალური ქსელი, დან სტუმრების სისტემა и საშუალებით ბრაუზერში JavaScript-ის გაშვება.

წყარო: opennet.ru