CROSSTalk - დაუცველობა Intel CPU-ებში, რომელიც იწვევს მონაცემთა გაჟონვას ბირთვებს შორის

Vrije Universiteit Amsterdam-ის მკვლევართა ჯგუფმა ახალი გამოავლინა დაუცველობა (CVE-2020-0543) Intel-ის პროცესორების მიკროარქიტექტურულ სტრუქტურებში, აღსანიშნავია იმით, რომ საშუალებას გაძლევთ აღადგინოთ სხვა CPU ბირთვზე შესრულებული ზოგიერთი ინსტრუქციის შესრულების შედეგები. ეს არის პირველი დაუცველობა სპეკულაციური ინსტრუქციის შესრულების მექანიზმში, რომელიც საშუალებას აძლევს მონაცემთა გაჟონვას ცალკეულ CPU ბირთვებს შორის (ადრე გაჟონვა შემოიფარგლებოდა იმავე ბირთვის სხვადასხვა ძაფებით). მკვლევარებმა პრობლემას CROSSTalk დაარქვეს, მაგრამ ინტელის დოკუმენტები დაუცველობას მოიხსენიებენ, როგორც SRBDS (სპეციალური რეგისტრის ბუფერული მონაცემების შერჩევა).

დაუცველობა ეხება წარმოდგენილი ერთი წლის წინ MDS (Microarchitectural Data Sampling) პრობლემების კლასს და ეფუძნება გვერდითი არხის ანალიზის მეთოდების გამოყენებას მონაცემებზე მიკროარქიტექტურულ სტრუქტურებში. ოპერაციის პრინციპი CROSSTalk ახლოს არის დაუცველობასთან RIDL, მაგრამ განსხვავდება გაჟონვის წყაროში.
ახალი დაუცველობა მანიპულირებს ადრე დაუსაბუთებელი შუალედური ბუფერის გაჟონვით, რომელიც იზიარებს ყველა CPU ბირთვს.

პრობლემა არსი არის ის, რომ ზოგიერთი მიკროპროცესორის ინსტრუქცია, მათ შორის RDAND, RDSEED და SGX EGETKEY, განხორციელებულია შიდა მიკროარქიტექტურული SRR (სპეციალური რეგისტრის წაკითხვის) ოპერაციით. დაზიანებულ პროცესორებზე, SRR-სთვის დაბრუნებული მონაცემები დეპონირებულია შუალედურ ბუფერში, რომელიც საერთოა CPU-ის ყველა ბირთვისთვის, რის შემდეგაც იგი გადადის შევსების ბუფერში, რომელიც დაკავშირებულია CPU-ის სპეციფიკურ ფიზიკურ ბირთვთან, რომელზეც დაიწყო წაკითხვის ოპერაცია. შემდეგი, მნიშვნელობა შევსების ბუფერიდან კოპირდება აპლიკაციებისთვის ხილულ რეგისტრებში.

შუალედური გაზიარებული ბუფერის ზომა შეესაბამება ქეშის ხაზს, რომელიც ჩვეულებრივ აღემატება წაკითხული მონაცემების ზომას და სხვადასხვა წაკითხვა გავლენას ახდენს ბუფერში სხვადასხვა ოფსეტებზე. ვინაიდან გაზიარებული ბუფერი მთლიანად კოპირებულია შევსების ბუფერში, გადატანილია არა მხოლოდ მიმდინარე ოპერაციისთვის საჭირო ნაწილი, არამედ სხვა ოპერაციებიდან დარჩენილი მონაცემები, მათ შორის CPU-ის სხვა ბირთვებზე შესრულებული.

თუ შეტევა წარმატებულია, სისტემაში ავთენტიფიცირებულ ადგილობრივ მომხმარებელს შეუძლია განსაზღვროს RDRAND, RDSEED და EGETKEY ინსტრუქციების შესრულების შედეგი უცხო პროცესში ან Intel SGX ანკლავის შიგნით, მიუხედავად CPU ბირთვისა, რომელზეც შესრულებულია კოდი.
მკვლევარები, რომლებმაც დაადგინეს პრობლემა გამოქვეყნდა პროტოტიპის ექსპლოიტი, რომელიც აჩვენებს RDRAND და RDSEED ინსტრუქციებით მიღებული შემთხვევითი მნიშვნელობების შესახებ ინფორმაციის გაჟონვის შესაძლებლობას Intel SGX ანკლავში დამუშავებული ECDSA პირადი გასაღების აღსადგენად, სისტემაში მხოლოდ ერთი ციფრული ხელმოწერის ოპერაციის შესრულების შემდეგ.

პრობლემა მგრძნობიარე დესკტოპის, მობილური და სერვერის Intel პროცესორების ფართო სპექტრი, მათ შორის Core i3, i5, i7, i9, m3, Celeron (J, G და N სერიები), Atom (C, E და X სერიები), Xeon (E3, E5, E7 ოჯახები, W და D), Xeon Scalable და ა.შ. აღსანიშნავია, რომ Intel-მა დაუცველობის შესახებ შეატყობინა 2018 წლის სექტემბერში, ხოლო 2019 წლის ივლისში იქნა წარმოდგენილი ექსპლოიტის პროტოტიპი, რომელიც აჩვენებს მონაცემთა გაჟონვას CPU-ს ბირთვებს შორის, მაგრამ შესწორების შემუშავება გადაიდო მისი განხორციელების სირთულის გამო. დღევანდელი შემოთავაზებული მიკროკოდის განახლება აგვარებს საკითხს RDRAND, RDSEED და EGETKEY ინსტრუქციების ქცევის შეცვლით, რათა გადაიწეროს მონაცემები საერთო ბუფერში, რათა თავიდან აიცილოს ნარჩენი ინფორმაცია იქ დაბინავება. გარდა ამისა, ბუფერული წვდომა შეჩერებულია შიგთავსის წაკითხვამდე და გადაწერამდე.

ამ ტიპის დაცვის გვერდითი ეფექტია გაზრდილი შეყოვნება RDRAND, RDSEED და EGETKEY შესრულებისას და შემცირებული გამტარუნარიანობა ამ ინსტრუქციების ერთდროულად შესრულებისას სხვადასხვა ლოგიკურ პროცესორზე. RDAND, RDSEED და EGETKEY შესრულება ასევე აჩერებს მეხსიერების წვდომას სხვა ლოგიკური პროცესორებიდან. ამ ფუნქციებმა შეიძლება უარყოფითად იმოქმედოს ზოგიერთი სერვერის აპლიკაციის მუშაობაზე, ამიტომ firmware უზრუნველყოფს მექანიზმს (RNGDS_MITG_DIS), რათა გამორთოს დაცვა Intel SGX ანკლავის გარეთ შესრულებული RDAND და RDSEED ინსტრუქციებისთვის.

წყარო: opennet.ru