Мемориските чипови DDR4 остануваат ранливи на нападите на RowHammer и покрај дополнителната заштита

Тим на истражувачи од Vrije Universiteit Amsterdam, ETH Цирих и Qualcomm потрошени проучување на ефикасноста на заштитата од класни напади што се користат во современите мемориски чипови DDR4 РоуХамер, овозможувајќи ви да ја менувате содржината на поединечни битови од меморијата за динамичен случаен пристап (DRAM). Резултатите беа разочарувачки, а чиповите DDR4 од големите производители сè уште се остануваат ранливи (CVE-2020-10255).

Ранливоста RowHammer дозволува содржината на поединечните мемориски битови да се оштети со циклично читање податоци од соседните мемориски ќелии. Бидејќи DRAM меморијата е дводимензионална низа на ќелии, секоја која се состои од кондензатор и транзистор, вршењето континуирано читање на истиот мемориски регион резултира со флуктуации на напонот и аномалии кои предизвикуваат мала загуба на полнење во соседните ќелии. Ако интензитетот на читање е доволно висок, тогаш ќелијата може да изгуби доволно голема количина на полнење и следниот циклус на регенерација нема да има време да ја врати првобитната состојба, што ќе доведе до промена на вредноста на податоците складирани во ќелијата .

За да го блокираат овој ефект, современите чипови DDR4 користат технологија TRR (Освежување на целниот ред), дизајнирана да спречи оштетување на клетките за време на напад на RowHammer. Проблемот е што не постои единствен пристап за имплементација на TRR и секој производител на процесор и меморија го толкува TRR на свој начин, применува свои опции за заштита и не открива детали за имплементацијата.
Проучувањето на методите за блокирање RowHammer што ги користат производителите го олесни наоѓањето начини за заобиколување на заштитата. По увидот, се покажа дека принципот што го практикуваат производителите „безбедност преку двосмисленост (безбедност преку затемнување) при спроведувањето на TRR помага само за заштита во посебни случаи, покривајќи типични напади кои манипулираат со промените во полнењето на ќелиите во еден или два соседни редови.

Услужната алатка развиена од истражувачите овозможува да се провери подложноста на чиповите на мултилатералните варијанти на нападот RowHammer, во кој се прави обид да се влијае на полнењето за неколку реда мемориски ќелии одеднаш. Таквите напади можат да ја заобиколат заштитата TRR имплементирана од некои производители и да доведат до оштетување на битовите на меморијата, дури и на нов хардвер со DDR4 меморија.
Од 42 проучувани DIMM, 13 модули се покажаа ранливи на нестандардни варијанти на нападот RowHammer, и покрај декларираната заштита. Проблематичните модули беа произведени од SK Hynix, Micron и Samsung, чии производи корици 95% од пазарот на DRAM.

Покрај DDR4, беа проучувани и чиповите LPDDR4 што се користат во мобилните уреди, кои исто така се покажаа чувствителни на напредните варијанти на нападот RowHammer. Конкретно, меморијата што се користи во паметните телефони Google Pixel, Google Pixel 3, LG G7, OnePlus 7 и Samsung Galaxy S10 беше погодена од проблемот.

Истражувачите беа во можност да репродуцираат неколку техники за експлоатација на проблематичните DDR4 чипови. На пример, користејќи RowHammer-експлоатираат за PTE (Page Table Entries) беа потребни од 2.3 секунди до три часа и петнаесет секунди за да се добие привилегија на јадрото, во зависност од тестираните чипови. Напад за оштетување на јавниот клуч зачуван во меморијата, RSA-2048 траеше од 74.6 секунди до 39 минути и 28 секунди. Напад беа потребни 54 минути и 16 секунди за да се заобиколи проверката на ингеренциите преку модификација на меморијата на судо процесот.

Објавена е алатка за проверка на мемориските чипови DDR4 што ги користат корисниците TRRпревоз. За успешно извршување на нападот, потребни се информации за распоредот на физичките адреси што се користат во меморискиот контролер во однос на банките и редовите на мемориските ќелии. Дополнително е развиена алатка за одредување на изгледот драма, што бара да работи како root. Во блиска иднина исто така планирани објави апликација за тестирање на меморијата на паметниот телефон.

Компании Интел и AMD За заштита, тие советуваа да се користи меморија за корекција на грешки (ECC), мемориски контролери со поддршка за Maximum Activate Count (MAC) и користење на зголемена стапка на освежување. Истражувачите веруваат дека за веќе објавените чипови нема решение за загарантирана заштита од Rowhammer, а употребата на ECC и зголемувањето на фреквенцијата на регенерација на меморијата се покажаа како неефикасни. На пример, тоа беше претходно предложено начин напади врз DRAM меморијата заобиколувајќи ја заштитата ECC, а исто така ја покажува можноста за напад на DRAM преку локална мрежаод гостин систем и со помош на работи JavaScript во прелистувачот.

Извор: opennet.ru