ជាងដែក - ការវាយប្រហារថ្មីលើអង្គចងចាំ DRAM និងបន្ទះឈីប DDR4

ក្រុមអ្នកស្រាវជ្រាវមកពី ETH Zurich, Vrije Universiteit Amsterdam និង Qualcomm បានចេញផ្សាយវិធីសាស្ត្រវាយប្រហារ RowHammer ថ្មីដែលអាចផ្លាស់ប្តូរមាតិកានៃអង្គចងចាំចូលដំណើរការចៃដន្យដោយចៃដន្យ (DRAM) មួយចំនួន។ ការវាយប្រហារនេះត្រូវបានគេដាក់ឈ្មោះថា Blacksmith ហើយត្រូវបានកំណត់ថា CVE-2021-42114។ បន្ទះឈីប DDR4 ជាច្រើនដែលបំពាក់ដោយការការពារប្រឆាំងនឹងវិធីសាស្រ្តថ្នាក់ RowHammer ដែលធ្លាប់ស្គាល់ពីមុនគឺងាយនឹងមានបញ្ហា។ ឧបករណ៍សម្រាប់សាកល្បងប្រព័ន្ធរបស់អ្នកសម្រាប់ភាពងាយរងគ្រោះត្រូវបានចេញផ្សាយនៅលើ GitHub ។

សូមចាំថា ការវាយប្រហាររបស់ RowHammer class អនុញ្ញាតឱ្យអ្នកបំប្លែងខ្លឹមសារនៃអង្គចងចាំនីមួយៗដោយការអានទិន្នន័យជារង្វង់ពីកោសិកាអង្គចងចាំជិតខាង។ ដោយសារអង្គចងចាំ DRAM គឺជាអារេពីរវិមាត្រនៃកោសិកា ដែលនីមួយៗមាន capacitor និង transistor ដំណើរការអានជាបន្តបន្ទាប់នៃតំបន់អង្គចងចាំដូចគ្នា បណ្តាលឱ្យមានការប្រែប្រួលវ៉ុល និងភាពមិនធម្មតាដែលបណ្តាលឱ្យបាត់បង់បន្ទុកតូចមួយនៅក្នុងកោសិកាជិតខាង។ ប្រសិនបើអាំងតង់ស៊ីតេនៃការអានខ្ពស់ នោះក្រឡាដែលនៅជិតខាងអាចបាត់បង់បន្ទុកច្រើនគ្រប់គ្រាន់ ហើយវដ្តនៃការបង្កើតឡើងវិញបន្ទាប់នឹងមិនមានពេលវេលាដើម្បីស្ដារស្ថានភាពដើមរបស់វាឡើងវិញ ដែលនឹងនាំទៅរកការផ្លាស់ប្តូរតម្លៃនៃទិន្នន័យដែលបានរក្សាទុកក្នុងក្រឡា។ .

ដើម្បីការពារប្រឆាំងនឹង RowHammer ក្រុមហ៊ុនផលិតបន្ទះឈីបបានស្នើយន្តការ TRR (Target Row Refresh) ដែលការពារប្រឆាំងនឹងអំពើពុករលួយនៃកោសិកានៅជាប់គ្នា ប៉ុន្តែចាប់តាំងពីការការពារគឺផ្អែកលើគោលការណ៍ "សុវត្ថិភាពដោយភាពមិនច្បាស់លាស់" វាមិនបានដោះស្រាយបញ្ហានៅ ឫស ប៉ុន្តែត្រូវបានការពារតែពីករណីពិសេសដែលគេស្គាល់ ដែលធ្វើឱ្យវាងាយស្រួលក្នុងការស្វែងរកវិធីដើម្បីជៀសផុតពីការការពារ។ ជាឧទាហរណ៍ ក្នុងខែឧសភា Google បានស្នើវិធីសាស្ត្រ Half-Double ដែលមិនត្រូវបានប៉ះពាល់ដោយការការពារ TRR ចាប់តាំងពីការវាយប្រហារប៉ះពាល់ដល់កោសិកាដែលមិននៅជិតគោលដៅដោយផ្ទាល់។

វិធីសាស្រ្តថ្មីរបស់ Blacksmith ផ្តល់នូវវិធីផ្សេងគ្នាដើម្បីជៀសផុតពីការការពារ TRR ដោយផ្អែកលើការចូលប្រើមិនដូចគ្នាទៅនឹងខ្សែរឈ្លានពានពីរឬច្រើននៅប្រេកង់ផ្សេងគ្នាដើម្បីបណ្តាលឱ្យលេចធ្លាយបន្ទុក។ ដើម្បីកំណត់លំនាំនៃការចូលប្រើអង្គចងចាំដែលនាំឱ្យលេចធ្លាយការសាកថ្ម ឧបករណ៍បំពងសំឡេងពិសេសមួយត្រូវបានបង្កើតឡើងដែលជ្រើសរើសប៉ារ៉ាម៉ែត្រវាយប្រហារដោយស្វ័យប្រវត្តិសម្រាប់បន្ទះឈីបជាក់លាក់ ការផ្លាស់ប្តូរលំដាប់ អាំងតង់ស៊ីតេ និងប្រព័ន្ធនៃការចូលប្រើក្រឡា។

វិធីសាស្រ្តបែបនេះ ដែលមិនត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងការជះឥទ្ធិពលលើកោសិកាដូចគ្នា ធ្វើឱ្យវិធីសាស្ត្រការពារ TRR បច្ចុប្បន្នមិនមានប្រសិទ្ធភាព ដែលក្នុងទម្រង់មួយ ឬមួយផ្សេងទៀតធ្លាក់ចុះដល់ការរាប់ចំនួននៃការហៅម្តងហើយម្តងទៀតទៅកាន់កោសិកា ហើយនៅពេលដែលតម្លៃជាក់លាក់ត្រូវបានឈានដល់ ចាប់ផ្តើមបញ្ចូលថ្មឡើងវិញ។ នៃកោសិកាជិតខាង។ នៅក្នុង Blacksmith លំនាំនៃការចូលប្រើត្រូវបានរីករាលដាលនៅលើក្រឡាជាច្រើនក្នុងពេលតែមួយពីផ្នែកផ្សេងគ្នានៃគោលដៅ ដែលធ្វើឱ្យវាអាចសម្រេចបាននូវការលេចធ្លាយបន្ទុកដោយមិនឈានដល់តម្លៃកម្រិតចាប់ផ្ដើម។

វិធីសាស្រ្តនេះមានប្រសិទ្ធភាពជាងវិធីសាស្ត្រដែលបានស្នើឡើងពីមុនសម្រាប់ការរំលង TRR - អ្នកស្រាវជ្រាវអាចសម្រេចបាននូវការបង្ខូចទ្រង់ទ្រាយបន្តិចក្នុងគ្រប់ 40 ដែលទើបទិញបន្ទះឈីបអង្គចងចាំ DDR4 ផ្សេងៗគ្នាដែលផលិតដោយ Samsung, Micron, SK Hynix និងក្រុមហ៊ុនផលិតដែលមិនស្គាល់ (ក្រុមហ៊ុនផលិតគឺ មិនបានបញ្ជាក់នៅលើ 4 បន្ទះសៀគ្វី) ។ សម្រាប់ការប្រៀបធៀប វិធីសាស្ត្រ TRRespass ដែលស្នើឡើងពីមុនដោយអ្នកស្រាវជ្រាវដូចគ្នាគឺមានប្រសិទ្ធភាពសម្រាប់តែ 13 បន្ទះប៉ុណ្ណោះក្នុងចំណោម 42 បន្ទះដែលត្រូវបានសាកល្បងនៅពេលនោះ។

ជាទូទៅ វិធីសាស្ត្រ Blacksmith ត្រូវបានគេរំពឹងថានឹងអនុវត្តចំពោះ 94% នៃបន្ទះឈីប DRAM ទាំងអស់នៅលើទីផ្សារ ប៉ុន្តែអ្នកស្រាវជ្រាវនិយាយថាបន្ទះឈីបមួយចំនួនមានភាពងាយរងគ្រោះ និងងាយស្រួលវាយប្រហារជាងប្រភេទផ្សេងទៀត។ ការប្រើប្រាស់លេខកូដកែកំហុស (ECC) នៅក្នុងបន្ទះសៀគ្វី និងការបង្កើនអត្រាផ្ទុកអង្គចងចាំទ្វេដង មិនផ្តល់ការការពារពេញលេញទេ ប៉ុន្តែធ្វើឱ្យប្រតិបត្តិការស្មុគស្មាញ។ គួរកត់សម្គាល់ថាបញ្ហាមិនអាចរារាំងនៅក្នុងបន្ទះឈីបដែលបានចេញផ្សាយរួចហើយ និងតម្រូវឱ្យមានការអនុវត្តការការពារថ្មីនៅកម្រិតផ្នែករឹង ដូច្នេះការវាយប្រហារនឹងនៅតែមានជាប់ទាក់ទងអស់រយៈពេលជាច្រើនឆ្នាំ។

ឧទាហរណ៍ជាក់ស្តែងរួមមានវិធីសាស្រ្តសម្រាប់ការប្រើប្រាស់ជាងដែកដើម្បីផ្លាស់ប្តូរមាតិកានៃធាតុនៅក្នុងតារាងទំព័រសតិ (PTE, ធាតុតារាងទំព័រ) ដើម្បីទទួលបានសិទ្ធិខឺណែល ធ្វើឱ្យខូចសោសាធារណៈ RSA-2048 ដែលរក្សាទុកក្នុងអង្គចងចាំក្នុង OpenSSH (អ្នកអាចនាំយកសោសាធារណៈចូល ម៉ាស៊ីននិម្មិតរបស់នរណាម្នាក់ដើម្បីផ្គូផ្គងសោឯកជនរបស់អ្នកវាយប្រហារដើម្បីភ្ជាប់ទៅ VM របស់ជនរងគ្រោះ) និងរំលងការត្រួតពិនិត្យអត្តសញ្ញាណដោយកែប្រែអង្គចងចាំនៃដំណើរការ sudo ដើម្បីទទួលបានសិទ្ធិជា root ។ អាស្រ័យលើបន្ទះឈីប វាត្រូវចំណាយពេលពី 3 វិនាទីទៅច្រើនម៉ោងនៃពេលវេលាវាយប្រហារដើម្បីផ្លាស់ប្តូរគោលដៅមួយប៊ីត។

លើសពីនេះ យើងអាចកត់សម្គាល់ការបោះពុម្ភផ្សាយក្របខ័ណ្ឌ LiteX Row Hammer Tester បើកចំហសម្រាប់សាកល្បងវិធីសាស្ត្រការពារអង្គចងចាំប្រឆាំងនឹងការវាយប្រហារលើថ្នាក់ RowHammer ដែលបង្កើតឡើងដោយ Antmicro សម្រាប់ Google ។ ក្របខ័ណ្ឌគឺផ្អែកលើការប្រើប្រាស់ FPGA ដើម្បីគ្រប់គ្រងទាំងស្រុងនូវពាក្យបញ្ជាដែលបានបញ្ជូនដោយផ្ទាល់ទៅបន្ទះឈីប DRAM ដើម្បីលុបបំបាត់ឥទ្ធិពលរបស់ឧបករណ៍បញ្ជាអង្គចងចាំ។ កញ្ចប់ឧបករណ៍នៅក្នុង Python ត្រូវបានផ្តល់ជូនសម្រាប់អន្តរកម្មជាមួយ FPGA ។ ច្រកផ្លូវដែលមានមូលដ្ឋានលើ FPGA រួមមានម៉ូឌុលសម្រាប់ការផ្ទេរទិន្នន័យកញ្ចប់ព័ត៌មាន (កំណត់លំនាំការចូលប្រើអង្គចងចាំ) Payload Executor ឧបករណ៍បញ្ជាដែលមានមូលដ្ឋានលើ LiteDRAM (ដំណើរការតក្កវិជ្ជាទាំងអស់ដែលត្រូវការសម្រាប់ DRAM រួមទាំងការធ្វើឱ្យជួរដេក និងការធ្វើបច្ចុប្បន្នភាពអង្គចងចាំ) និងស៊ីភីយូ VexRiscv ។ ការអភិវឌ្ឍន៍របស់គម្រោងត្រូវបានចែកចាយក្រោមអាជ្ញាប័ណ្ណ Apache 2.0 ។ វេទិកា FPGA ផ្សេងៗត្រូវបានគាំទ្រ រួមទាំង Lattice ECP5, Xilinx Series 6, 7, UltraScale និង UltraScale+ ។

ប្រភព: opennet.ru