LVI ແມ່ນການໂຈມຕີປະເພດໃຫມ່ກ່ຽວກັບກົນໄກການປະຕິບັດການຄາດເດົາໃນ CPU

ຈັດພີມມາ ຂໍ້ມູນກ່ຽວກັບການໂຈມຕີແບບໃໝ່ LVI (Load Value Injection, CVE-2020-0551) ກ່ຽວກັບກົນໄກການປະຕິບັດການຄາດເດົາໃນ CPU Intel, ເຊິ່ງສາມາດໃຊ້ເພື່ອຮົ່ວຄີແລະຂໍ້ມູນລັບຈາກ Intel SGX enclaves ແລະຂະບວນການອື່ນໆ.

ການ​ໂຈມ​ຕີ​ແບບ​ໃໝ່​ແມ່ນ​ອີງ​ໃສ່​ການ​ໝູນ​ໃຊ້​ໂຄງ​ສ້າງ​ສະ​ຖາ​ປັດ​ຕະ​ຍະ​ກຳ​ຈຸ​ລະ​ພາກ​ແບບ​ດຽວ​ກັນ​ທີ່​ໃຊ້​ໃນ​ການ​ໂຈມ​ຕີ MDS (ການເກັບຕົວຢ່າງຂໍ້ມູນສະຖາປັດຕະຍະກຳຈຸລະພາກ), Spectre ແລະ Meltdown. ໃນເວລາດຽວກັນ, ການໂຈມຕີໃຫມ່ບໍ່ໄດ້ຖືກສະກັດໂດຍວິທີການທີ່ມີຢູ່ແລ້ວຂອງການປົກປ້ອງ Meltdown, Spectre, MDS ແລະການໂຈມຕີທີ່ຄ້າຍຄືກັນອື່ນໆ. ການປົກປ້ອງ LVI ທີ່ມີປະສິດຕິຜົນຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການປ່ຽນແປງຮາດແວກັບ CPU. ໃນເວລາທີ່ຈັດລະບຽບການປົກປ້ອງໂຄງການ, ໂດຍການເພີ່ມຄໍາແນະນໍາ LFENCE ໂດຍ compiler ຫຼັງຈາກແຕ່ລະປະຕິບັດການໂຫຼດຈາກຫນ່ວຍຄວາມຈໍາແລະການທົດແທນຄໍາແນະນໍາ RET ກັບ POP, LFENCE ແລະ JMP, ຫຼາຍເກີນໄປແມ່ນບັນທຶກໄວ້ - ອີງຕາມນັກຄົ້ນຄວ້າ, ການປ້ອງກັນຊອບແວທີ່ສົມບູນຈະນໍາໄປສູ່ການຫຼຸດລົງໃນ. ການປະຕິບັດໂດຍ 2-19 ຄັ້ງ.

ສ່ວນຫນຶ່ງຂອງຄວາມຫຍຸ້ງຍາກໃນການຂັດຂວາງບັນຫາແມ່ນໄດ້ຮັບການຊົດເຊີຍໂດຍຄວາມຈິງທີ່ວ່າການໂຈມຕີໃນປະຈຸບັນແມ່ນທິດສະດີຫຼາຍກ່ວາການປະຕິບັດ (ການໂຈມຕີແມ່ນເປັນໄປໄດ້ທາງທິດສະດີ, ແຕ່ມີຄວາມຫຍຸ້ງຍາກຫຼາຍທີ່ຈະປະຕິບັດແລະພຽງແຕ່ສາມາດແຜ່ພັນໄດ້ໃນການທົດສອບສັງເຄາະ).
Intel ເໝາະສົມ ບັນຫາມີລະດັບອັນຕະລາຍປານກາງ (5.6 ຈາກທັງໝົດ 10) ແລະ ປ່ອຍອອກມາ ການປັບປຸງເຟີມແວແລະ SDK ສໍາລັບສະພາບແວດລ້ອມ SGX, ເຊິ່ງມັນພະຍາຍາມສະກັດກັ້ນການໂຈມຕີໂດຍໃຊ້ວິທີການແກ້ໄຂ. ວິທີການໂຈມຕີທີ່ນໍາສະເຫນີໃນປັດຈຸບັນແມ່ນໃຊ້ໄດ້ກັບໂປເຊດເຊີ Intel ເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ຄວາມເປັນໄປໄດ້ຂອງການປັບຕົວ LVI ສໍາລັບໂປເຊດເຊີອື່ນໆທີ່ການໂຈມຕີ Meltdown-class ແມ່ນບໍ່ສາມາດປະຕິເສດໄດ້.

ບັນຫາດັ່ງກ່າວໄດ້ຖືກລະບຸໃນເດືອນເມສາທີ່ຜ່ານມາໂດຍນັກຄົ້ນຄວ້າ Jo Van Bulck ຈາກມະຫາວິທະຍາໄລ Leuven, ຫລັງຈາກນັ້ນ, ດ້ວຍການເຂົ້າຮ່ວມຂອງນັກຄົ້ນຄວ້າ 9 ຄົນຈາກມະຫາວິທະຍາໄລອື່ນໆ, ຫ້າວິທີການໂຈມຕີພື້ນຖານໄດ້ຖືກພັດທະນາ, ແຕ່ລະວິທີເຮັດໃຫ້ການມີຢູ່ໄດ້ສະເພາະ. ຕົວເລືອກ. ເອກະລາດ, ໃນເດືອນກຸມພາຂອງປີນີ້, ນັກຄົ້ນຄວ້າຈາກ Bitdefender ຍັງ ຄົ້ນພົບ ຫນຶ່ງໃນຕົວແປການໂຈມຕີ LVI ແລະລາຍງານມັນໃຫ້ Intel. ຕົວແປການໂຈມຕີແມ່ນຈໍາແນກໄດ້ໂດຍການໃຊ້ໂຄງສ້າງຈຸລະພາກທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ເຊັ່ນ: ບັຟເຟີບ່ອນເກັບຂໍ້ມູນ (SB, Store Buffer), ບັຟເຟີການຕື່ມຂໍ້ມູນ (LFB, Line Fill Buffer), FPU context switch buffer ແລະ cache ລະດັບທໍາອິດ (L1D), ທີ່ໃຊ້ໃນເມື່ອກ່ອນ. ໃນ​ການ​ໂຈມ​ຕີ​ເຊັ່ນ​:​ ZombieLoad, RIDL, Fallout, LazyFP, ຮູບຊົງ и Meltdown.

ຕົ້ນຕໍ ກຽດນິຍົມ LVI ຕໍ່ກັບການໂຈມຕີ MDS ແມ່ນວ່າ MDS ຈັດການການກໍານົດເນື້ອໃນຂອງໂຄງສ້າງ microarchitectural ທີ່ຍັງເຫຼືອຢູ່ໃນ cache ຫຼັງຈາກການຈັດການຄວາມຜິດຂອງການຄາດເດົາຫຼືການໂຫຼດແລະການເກັບຮັກສາ, ໃນຂະນະທີ່.
ການໂຈມຕີ LVI ອະນຸຍາດໃຫ້ຂໍ້ມູນຂອງຜູ້ໂຈມຕີຖືກໃສ່ເຂົ້າໄປໃນໂຄງສ້າງ microarchitectural ເພື່ອສ້າງອິດທິພົນຕໍ່ການປະຕິບັດການຄາດເດົາຂອງລະຫັດຂອງຜູ້ຖືກເຄາະຮ້າຍ. ການນໍາໃຊ້ການຫມູນໃຊ້ເຫຼົ່ານີ້, ຜູ້ໂຈມຕີສາມາດສະກັດເນື້ອໃນຂອງໂຄງສ້າງຂໍ້ມູນສ່ວນຕົວໃນຂະບວນການອື່ນໆໃນເວລາທີ່ປະຕິບັດລະຫັດສະເພາະໃດຫນຶ່ງໃນຫຼັກ CPU ເປົ້າຫມາຍ.

ໄປ ບັນຫາການຂູດຮີດ ໃນລະຫັດຂອງຂະບວນການຜູ້ຖືກເຄາະຮ້າຍ ຄວນຕອບສະຫນອງ ລໍາດັບພິເສດຂອງລະຫັດ (gadgets) ທີ່ຄ່າທີ່ຖືກຄວບຄຸມໂດຍຜູ້ໂຈມຕີຖືກໂຫລດ, ແລະການໂຫຼດຄ່ານີ້ເຮັດໃຫ້ເກີດຂໍ້ຍົກເວັ້ນ (ຄວາມຜິດ, ການຍົກເລີກຫຼືການຊ່ວຍເຫຼືອ) ທີ່ຖືກຖິ້ມ, ຍົກເລີກຜົນໄດ້ຮັບແລະປະຕິບັດຄໍາສັ່ງຄືນໃຫມ່. ເມື່ອມີການປະມວນຜົນຂໍ້ຍົກເວັ້ນ, ປ່ອງຢ້ຽມການຄາດເດົາຈະປາກົດຂຶ້ນໃນລະຫວ່າງທີ່ຂໍ້ມູນທີ່ປະມວນຜົນຢູ່ໃນ gadget ຮົ່ວ. ໂດຍສະເພາະ, ໂປເຊດເຊີເລີ່ມຕົ້ນປະຕິບັດລະຫັດ (gadget) ໃນຮູບແບບການຄາດເດົາ, ຫຼັງຈາກນັ້ນກໍານົດວ່າການຄາດຄະເນບໍ່ແມ່ນຄວາມຍຸດຕິທໍາແລະມ້ວນການດໍາເນີນງານກັບຄືນສູ່ສະພາບເດີມຂອງພວກເຂົາ, ແຕ່ຂໍ້ມູນທີ່ຖືກປຸງແຕ່ງໃນລະຫວ່າງການປະຕິບັດການຄາດເດົາແມ່ນຖືກຝາກໄວ້ໃນ cache L1D. ແລະ microarchitectural buffers ແລະສາມາດໃຊ້ໄດ້ສໍາລັບການດຶງຂໍ້ມູນຈາກພວກເຂົາໂດຍນໍາໃຊ້ວິທີການທີ່ຮູ້ຈັກສໍາລັບການກໍານົດຂໍ້ມູນທີ່ຍັງເຫຼືອໂດຍຜ່ານຊ່ອງທາງພາກສ່ວນທີສາມ.

ຂໍ້ຍົກເວັ້ນ "ຊ່ວຍ", ບໍ່ຄືກັບຂໍ້ຍົກເວັ້ນ "ຄວາມຜິດ", ແມ່ນຈັດການພາຍໃນໂດຍໂປເຊດເຊີໂດຍບໍ່ມີການໂທຫາຕົວຈັດການຊອບແວ. ການຊ່ວຍເຫຼືອສາມາດເກີດຂຶ້ນໄດ້, ຕົວຢ່າງ, ເມື່ອບິດ A (ເຂົ້າເຖິງ) ຫຼື D (ເປື້ອນ) ໃນຕາຕະລາງຫນ້າຫນ່ວຍຄວາມຈໍາຕ້ອງໄດ້ຮັບການປັບປຸງ. ຄວາມຫຍຸ້ງຍາກຕົ້ນຕໍໃນການປະຕິບັດການໂຈມຕີໃນຂະບວນການອື່ນໆແມ່ນວິທີການເລີ່ມຕົ້ນການປະກົດຕົວຂອງການຊ່ວຍເຫຼືອໂດຍການຫມູນໃຊ້ຂະບວນການຜູ້ຖືກເຄາະຮ້າຍ. ໃນປັດຈຸບັນບໍ່ມີວິທີທີ່ເຊື່ອຖືໄດ້ທີ່ຈະເຮັດແນວນີ້, ແຕ່ມັນກໍ່ເປັນໄປໄດ້ວ່າພວກເຂົາຈະພົບເຫັນໃນອະນາຄົດ. ຄວາມເປັນໄປໄດ້ຂອງການປະຕິບັດການໂຈມຕີມາຮອດປະຈຸບັນໄດ້ຮັບການຢືນຢັນພຽງແຕ່ສໍາລັບ Intel SGX enclaves, ສະຖານະການອື່ນໆແມ່ນທິດສະດີຫຼືການແຜ່ພັນໃນເງື່ອນໄຂສັງເຄາະ (ຕ້ອງການເພີ່ມ gadgets ບາງຢ່າງໃສ່ລະຫັດ).

vectors ການໂຈມຕີທີ່ເປັນໄປໄດ້:

• ການຮົ່ວໄຫລຂອງຂໍ້ມູນຈາກໂຄງສ້າງ kernel ເຂົ້າໄປໃນຂະບວນການລະດັບຜູ້ໃຊ້. ການປ້ອງກັນຂອງ Linux kernel ຕໍ່ກັບການໂຈມຕີ Spectre 1, ເຊັ່ນດຽວກັນກັບກົນໄກການປ້ອງກັນ SMAP (Supervisor Mode Access Prevention), ຫຼຸດຜ່ອນຄວາມເປັນໄປໄດ້ຂອງການໂຈມຕີ LVI ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ການເພີ່ມການປົກປ້ອງເພີ່ມເຕີມໃສ່ແກ່ນອາດຈະມີຄວາມຈໍາເປັນຖ້າວິທີການໂຈມຕີ LVI ທີ່ງ່າຍດາຍກວ່າໄດ້ຖືກລະບຸໃນອະນາຄົດ.
• ຂໍ້ມູນຮົ່ວໄຫຼລະຫວ່າງຂະບວນການທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ການໂຈມຕີຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການປະກົດຕົວຂອງລະຫັດບາງສ່ວນໃນແອັບພລິເຄຊັນແລະຄໍານິຍາມຂອງວິທີການຖິ້ມຂໍ້ຍົກເວັ້ນໃນຂະບວນການເປົ້າຫມາຍ.
• ຂໍ້ມູນຮົ່ວໄຫຼຈາກສະພາບແວດລ້ອມໂຮສໄປຫາລະບົບແຂກ. ການໂຈມຕີໄດ້ຖືກຈັດປະເພດເປັນສະລັບສັບຊ້ອນເກີນໄປ, ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີຂັ້ນຕອນທີ່ຍາກທີ່ຈະປະຕິບັດແລະການຄາດຄະເນກິດຈະກໍາຕ່າງໆໃນລະບົບ.
• ຂໍ້ມູນຮົ່ວໄຫຼລະຫວ່າງຂະບວນການໃນລະບົບແຂກທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. vector ການໂຈມຕີແມ່ນຢູ່ໃກ້ກັບການຈັດຕັ້ງການຮົ່ວໄຫລຂອງຂໍ້ມູນລະຫວ່າງຂະບວນການທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ແຕ່ນອກຈາກນັ້ນຍັງຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການຫມູນໃຊ້ທີ່ສັບສົນເພື່ອຂ້າມການໂດດດ່ຽວລະຫວ່າງລະບົບແຂກ.

ຈັດພີມມາໂດຍນັກຄົ້ນຄວ້າ ຫຼາຍໆຄັ້ງ ຕົ້ນແບບ ດ້ວຍ​ການ​ສະ​ແດງ​ໃຫ້​ເຫັນ​ຫລັກ​ທຳ​ການ​ໂຈມ​ຕີ, ​ແຕ່​ຍັງ​ບໍ່​ທັນ​ເໝາະ​ສົມ​ກັບ​ການ​ໂຈມ​ຕີ​ຕົວ​ຈິງ. ຕົວຢ່າງທໍາອິດອະນຸຍາດໃຫ້ທ່ານປ່ຽນເສັ້ນທາງການປະຕິບັດລະຫັດການຄາດເດົາໃນຂະບວນການຂອງຜູ້ຖືກເຄາະຮ້າຍ, ຄ້າຍຄືກັບການຂຽນໂປຼແກຼມກັບຄືນ (R.O.P.,Return-Oriented Programming). ໃນຕົວຢ່າງນີ້, ຜູ້ຖືກເຄາະຮ້າຍແມ່ນຂະບວນການກະກຽມພິເສດທີ່ມີເຄື່ອງມືທີ່ຈໍາເປັນ (ການນໍາໃຊ້ການໂຈມຕີກັບຂະບວນການຂອງພາກສ່ວນທີສາມທີ່ແທ້ຈິງແມ່ນມີຄວາມຫຍຸ້ງຍາກ). ຕົວຢ່າງທີສອງອະນຸຍາດໃຫ້ພວກເຮົາແຊກແຊງການຄິດໄລ່ໃນລະຫວ່າງການເຂົ້າລະຫັດ AES ພາຍໃນ Intel SGX enclave ແລະຈັດລະບຽບຂໍ້ມູນຮົ່ວໄຫຼໃນລະຫວ່າງການປະຕິບັດຄໍາແນະນໍາເພື່ອຟື້ນຟູມູນຄ່າຂອງລະຫັດທີ່ໃຊ້ສໍາລັບການເຂົ້າລະຫັດ.

ແຫຼ່ງຂໍ້ມູນ: opennet.ru