Протекуваат податоци преку прстенестата магистрала на процесорот Intel

Тим истражувачи од Универзитетот во Илиноис развиле нова техника за напад на страничен канал што манипулира со истекување на информации преку Ring Interconnect на процесорите на Intel. Нападот ви овозможува да ги истакнете информациите за користење на меморијата во друга апликација и да ги следите информациите за тајмингот на тастатурата. Истражувачите објавија алатки за извршување на сродни мерења и неколку прототипи експлоатирања.

Предложени се три експлоатирања кои ќе овозможат:

• Враќање на поединечни битови од клучевите за шифрирање кога користите имплементации RSA и EdDSA кои се ранливи на напади од страничниот канал (ако доцнењата на пресметките зависат од податоците што се обработуваат). На пример, истекувањето на поединечни битови со информации за векторот за иницијализација (nonce) на EdDSA е доволно за да се користат напади за последователно враќање на целиот приватен клуч. Нападот е тешко да се спроведе во пракса и може да се изврши со голем број на резервации. На пример, успешното работење се прикажува кога SMT (HyperThreading) е оневозможен и кешот LLC е сегментиран помеѓу јадрата на процесорот.
• Дефинирајте ги параметрите за одложувањата помеѓу притискањата на копчињата. Доцнењата зависат од положбата на копчињата и овозможуваат, преку статистичка анализа, повторно да се создадат податоците внесени од тастатурата со одредена веројатност (на пример, повеќето луѓе обично пишуваат „s“ по „a“ многу побрзо отколку „g“ после „и“).
• Организирајте скриен комуникациски канал за пренос на податоци помеѓу процесите со брзина од околу 4 мегабити во секунда, што не користи споделена меморија, кеш на процесорот и ресурси и структури на процесорот специфични за јадрото на процесорот. Забележано е дека предложениот метод за создавање таен канал е многу тешко да се блокира со постоечките методи за заштита од напади на страничните канали.

Експлоатите не бараат зголемени привилегии и можат да се користат од обични, непривилегирани корисници. Забележано е дека нападот потенцијално може да се прилагоди за организирање на истекување на податоци помеѓу виртуелните машини, но ова прашање беше надвор од опсегот на студијата и тестирањето на системите за виртуелизација не беше спроведено. Предложениот код беше тестиран на процесорот Intel i7-9700 во Ubuntu 16.04. Општо земено, методот на напад е тестиран на десктоп процесори од семејството Intel Coffee Lake и Skylake, а исто така е потенцијално применлив за процесорите на Xeon сервери од семејството Broadwell.

Технологијата Ring Interconnect се појави во процесорите базирани на микроархитектурата на Sandy Bridge и се состои од неколку магистрали со јамка што се користат за поврзување на компјутерски и графички јадра, серверски мост и кеш. Суштината на методот на напад е дека, поради ограничувањето на пропусниот опсег на прстенестата магистрала, мемориските операции во еден процес го одложуваат пристапот до меморијата на друг процес. Со идентификување на деталите за имплементацијата преку обратно инженерство, напаѓачот може да генерира оптоварување што предизвикува доцнење на пристапот до меморијата во друг процес и да ги користи овие одложувања како страничен канал за добивање информации.

Нападите на внатрешните магистрали на процесорот се попречени од недостатокот на информации за архитектурата и методите на работа на автобусот, како и високото ниво на бучава, што го отежнува изолирањето на корисни податоци. Беше можно да се разберат принципите на работа на магистралата преку обратно инженерство на протоколите што се користат при пренос на податоци преку магистралата. Се користеше модел за класификација на податоци заснован на методи за машинско учење за да се одделат корисни информации од бучава. Предложениот модел овозможи да се организира следење на доцнењата за време на пресметките во одреден процес, во услови кога неколку процеси истовремено пристапуваат до меморијата и одреден дел од податоците се враќаат од кешот на процесорот.

Дополнително, можеме да забележиме идентификација на траги од употреба на експлоат за првата варијанта на ранливоста на Spectre (CVE-2017-5753) за време на напади на системи на Linux. Експлоатот користи протекување на информации од страничниот канал за да пронајде суперблок во меморијата, да ја одреди инодата на датотеката /etc/shadow и да ја пресмета адресата на страницата на меморијата за да ја преземе датотеката од кешот на дискот.

Извор: opennet.ru