서버의 메모리 조각을 원격으로 파악하는 공격 방법이 제안되었습니다.

이전에 MDS, NetSpectre, Throwhammer 및 ZombieLoad 공격을 개발한 것으로 알려진 오스트리아 그라츠 기술 대학교(오스트리아)의 연구원 그룹이 메모리 중복 제거 메커니즘에 대한 새로운 부채널 공격 방법(CVE-2021-3714)을 발표했습니다. 이를 통해 메모리에 특정 데이터가 있는지 확인하고, 메모리 내용의 바이트 단위 누출을 구성하거나 ASLR(주소 기반 무작위화) 보호를 우회하도록 메모리 레이아웃을 결정할 수 있습니다. 새로운 방법은 HTTP/1 및 HTTP/2 프로토콜을 통해 공격자에게 전송된 요청에 대한 응답 시간의 변화를 기준으로 외부 호스트에서 공격을 수행한다는 점에서 이전에 입증된 중복 제거 메커니즘에 대한 공격 변형과 다릅니다. Linux 및 Windows 기반 서버에서 공격 수행 능력이 입증되었습니다.

메모리 중복 제거 메커니즘에 대한 공격은 COW(Copy-On-Write) 메커니즘을 사용하여 데이터 변경으로 인해 중복 제거된 메모리 페이지가 복제되는 상황에서 쓰기 작업의 처리 시간 차이를 정보 유출 채널로 사용합니다. . 작동 중에 커널은 서로 다른 프로세스에서 동일한 메모리 페이지를 감지하고 이를 병합하여 동일한 메모리 페이지를 물리적 메모리의 단일 영역에 매핑하여 하나의 복사본만 저장합니다. 프로세스 중 하나가 중복 제거된 페이지와 관련된 데이터를 변경하려고 하면 예외(페이지 부재)가 발생하고 Copy-On-Write 메커니즘을 사용하여 별도의 메모리 페이지 복사본이 자동으로 생성되어 프로세스에 할당됩니다. 복사를 완료하는 데 추가 시간이 소요되는데, 이는 데이터 변경이 다른 프로세스를 방해한다는 신호일 수 있습니다.

연구원들은 COW 메커니즘으로 인한 지연을 로컬뿐만 아니라 네트워크를 통한 응답 전달 시간의 변화를 분석하여 캡처할 수 있음을 보여주었습니다. HTTP/1 및 HTTP/2 프로토콜을 통한 요청의 실행 시간을 분석하여 원격 호스트의 메모리 내용을 결정하는 여러 가지 방법이 제안되었습니다. 선택한 템플릿을 저장하기 위해 요청으로 받은 정보를 메모리에 저장하는 표준 웹 애플리케이션이 사용됩니다.

공격의 일반적인 원칙은 서버에 이미 존재하는 메모리 페이지의 내용을 잠재적으로 반복하는 데이터로 서버의 메모리 페이지를 채우는 것입니다. 그런 다음 공격자는 커널이 메모리 페이지를 중복 제거하고 병합하는 데 필요한 시간을 기다린 다음 제어된 중복 데이터를 수정하고 응답 시간을 평가하여 히트가 성공했는지 확인합니다.

실험 중 최대 정보 유출률은 글로벌 네트워크를 통한 공격 시 시간당 34.41바이트, 로컬 네트워크를 통한 공격 시 시간당 302.16바이트로, 타사 채널을 통해 데이터를 추출하는 다른 방법(예: NetSpectre 공격에서 데이터 전송 속도는 7.5시 방향에 XNUMX바이트입니다.

세 가지 실제 공격 옵션이 제안되었습니다. 첫 번째 옵션을 사용하면 Memcached를 사용하는 웹 서버 메모리의 데이터를 확인할 수 있습니다. 공격은 특정 데이터 세트를 Memcached 스토리지에 로드하고, 중복 제거된 블록을 지우고, 동일한 요소를 다시 쓰고, 블록의 내용을 변경하여 COW 복사가 발생하도록 조건을 생성하는 것으로 요약됩니다. Memcached를 사용한 실험에서는 가상 머신에서 실행되는 시스템에 설치된 libc 버전을 166.51초 만에 확인할 수 있었습니다.

두 번째 옵션을 사용하면 InnoDB 스토리지를 사용할 때 MariaDB DBMS의 레코드 내용을 바이트 단위로 다시 생성하여 찾을 수 있습니다. 공격은 특별히 수정된 요청을 전송하여 메모리 페이지에서 단일 바이트 불일치를 발생시키고 응답 시간을 분석하여 바이트 내용에 대한 추측이 올바른지 확인하는 방식으로 수행됩니다. 이러한 누출 비율은 낮으며 로컬 네트워크에서 공격할 경우 시간당 1.5바이트에 이릅니다. 이 방법의 장점은 알려지지 않은 메모리 내용을 복구하는 데 사용할 수 있다는 것입니다.

세 번째 옵션을 사용하면 다른 데이터가 변경되지 않는 메모리 페이지에 오프셋 주소가 있는 상황에서 4분 만에 KASLR 보호 메커니즘을 완전히 우회하고 가상 머신 커널 이미지의 메모리 오프셋에 대한 정보를 얻을 수 있었습니다. 공격은 공격받은 시스템으로부터 14홉 거리에 위치한 호스트에서 수행되었습니다. 제시된 공격을 구현하기 위한 코드 예제는 GitHub에 게시될 예정입니다.

출처 : opennet.ru