എഎംഡി പ്രോസസറുകളിലെ കാഷെ ചാനൽ പ്രവചന മെക്കാനിസത്തിൽ രണ്ട് ആക്രമണങ്ങൾ

ആക്രമണ രീതികൾ വികസിപ്പിക്കുന്നതിന് മുമ്പ് അറിയപ്പെട്ടിരുന്ന ടെക്നിക്കൽ യൂണിവേഴ്സിറ്റി ഓഫ് ഗ്രാസിൽ (ഓസ്ട്രിയ) നിന്നുള്ള ഒരു കൂട്ടം ഗവേഷകർ MDS, നെറ്റ്സ്പെക്റ്റർ, ത്രോഹാമർ и ജൊംബിഎലൊഅദ്, എഎംഡി പ്രൊസസറുകൾക്കുള്ള പ്രത്യേക ഹാർഡ്‌വെയർ ഒപ്റ്റിമൈസേഷനുകളെ കുറിച്ച് ഗവേഷണം നടത്തി വികസിപ്പിച്ചു AMD പ്രോസസറുകളുടെ L1 കാഷെ ചാനൽ പ്രവചന മെക്കാനിസത്തിന്റെ പ്രവർത്തന സമയത്ത് ഡാറ്റ ചോർച്ച കൈകാര്യം ചെയ്യുന്ന സൈഡ്-ചാനൽ ആക്രമണങ്ങളുടെ രണ്ട് പുതിയ രീതികൾ. ASLR പരിരക്ഷയുടെ ഫലപ്രാപ്തി കുറയ്ക്കുന്നതിനും, ദുർബലമായ AES നടപ്പിലാക്കലുകളിൽ കീകൾ വീണ്ടെടുക്കുന്നതിനും, സ്പെക്ടർ ആക്രമണത്തിന്റെ ഫലപ്രാപ്തി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനും ഈ സാങ്കേതിക വിദ്യകൾ ഉപയോഗിക്കാം.

CPU-യുടെ ഫസ്റ്റ്-ലെവൽ ഡാറ്റ കാഷെയിൽ (L1D) ചാനൽ പ്രവചന സംവിധാനം (വേ പ്രെഡിക്റ്റർ) നടപ്പിലാക്കുന്നതിൽ പ്രശ്നങ്ങൾ തിരിച്ചറിഞ്ഞു, ഒരു നിശ്ചിത മെമ്മറി വിലാസം അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന കാഷെ ചാനലിൽ ഏത് കാഷെ ചാനൽ ഉണ്ടെന്ന് പ്രവചിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു. എഎംഡി പ്രോസസറുകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒപ്റ്റിമൈസേഷൻ μ-ടാഗുകൾ (μTag) പരിശോധിക്കുന്നതിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്. വെർച്വൽ വിലാസത്തിൽ ഒരു പ്രത്യേക ഹാഷ് ഫംഗ്ഷൻ പ്രയോഗിച്ചാണ് μTag കണക്കാക്കുന്നത്. ഓപ്പറേഷൻ സമയത്ത്, ചാനൽ പ്രവചന എഞ്ചിൻ പട്ടികയിൽ നിന്ന് കാഷെ ചാനൽ നിർണ്ണയിക്കാൻ μTag ഉപയോഗിക്കുന്നു. അങ്ങനെ, μTag എല്ലാ ഓപ്ഷനുകളിലൂടെയും തിരയാതെ ഒരു പ്രത്യേക ചാനൽ മാത്രം ആക്‌സസ് ചെയ്യാൻ പ്രോസസ്സറിനെ പരിമിതപ്പെടുത്താൻ അനുവദിക്കുന്നു, ഇത് CPU ഊർജ്ജ ഉപഭോഗം ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കുന്നു.

2011 മുതൽ 2019 വരെ പുറത്തിറക്കിയ വിവിധ തലമുറകളിലെ എഎംഡി പ്രോസസറുകളിൽ ചാനൽ പ്രവചന സംവിധാനം നടപ്പിലാക്കുന്നതിന്റെ റിവേഴ്സ് എഞ്ചിനീയറിംഗ് സമയത്ത്, രണ്ട് പുതിയ സൈഡ്-ചാനൽ ആക്രമണ സാങ്കേതികതകൾ തിരിച്ചറിഞ്ഞു:

• Collide+Probe - ഒരേ ലോജിക്കൽ CPU കോറിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന പ്രോസസ്സുകൾക്കായി മെമ്മറി ആക്‌സസ് ട്രാക്ക് ചെയ്യാൻ ആക്രമണകാരിയെ അനുവദിക്കുന്നു. മെമ്മറി ആക്സസ് ട്രാക്കുചെയ്യുന്നതിന് μTag കണക്കാക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഹാഷ് ഫംഗ്ഷനിൽ കൂട്ടിയിടിക്ക് കാരണമാകുന്ന വെർച്വൽ വിലാസങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുക എന്നതാണ് രീതിയുടെ സാരം. ഇന്റൽ പ്രോസസറുകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഫ്ലഷ്+റീലോഡ്, പ്രൈം+പ്രോബ് ആക്രമണങ്ങളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, കൊളൈഡ്+പ്രോബ് പങ്കിട്ട മെമ്മറി ഉപയോഗിക്കുന്നില്ല കൂടാതെ ഫിസിക്കൽ അഡ്രസ്സുകളെ കുറിച്ച് അറിവില്ലാതെ പ്രവർത്തിക്കുന്നു.
• ലോഡ്+റീലോഡ് - ഒരേ ഫിസിക്കൽ സിപിയു കോറിലെ മെമ്മറി ആക്‌സസ് ട്രെയ്‌സുകൾ വളരെ കൃത്യമായി നിർണ്ണയിക്കാൻ നിങ്ങളെ അനുവദിക്കുന്നു. ഒരു ഫിസിക്കൽ മെമ്മറി സെൽ ഒരിക്കൽ മാത്രമേ L1D കാഷെയിൽ ഉണ്ടാകൂ എന്ന വസ്തുതയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ് ഈ രീതി. ആ. മറ്റൊരു വെർച്വൽ വിലാസത്തിൽ ഒരേ മെമ്മറി സെൽ ആക്സസ് ചെയ്യുന്നത്, എൽ1ഡി കാഷെയിൽ നിന്ന് സെല്ലിനെ പുറത്താക്കാൻ ഇടയാക്കും, ഇത് മെമ്മറി ആക്സസ് ട്രാക്ക് ചെയ്യാൻ അനുവദിക്കുന്നു. ആക്രമണം പങ്കിട്ട മെമ്മറിയെ ആശ്രയിക്കുന്നുണ്ടെങ്കിലും, ഇത് കാഷെ ലൈനുകൾ ഫ്ലഷ് ചെയ്യുന്നില്ല, ഇത് അവസാന-ലെവൽ കാഷെയിൽ നിന്ന് ഡാറ്റ പുറന്തള്ളാത്ത സ്റ്റെൽത്ത് ആക്രമണങ്ങളെ അനുവദിക്കുന്നു.

Collide+Probe, Load+Reload എന്നീ സാങ്കേതിക വിദ്യകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, ഗവേഷകർ നിരവധി സൈഡ്-ചാനൽ ആക്രമണ സാഹചര്യങ്ങൾ പ്രദർശിപ്പിച്ചിട്ടുണ്ട്:

• രണ്ട് പ്രക്രിയകൾക്കിടയിൽ ഒരു മറഞ്ഞിരിക്കുന്ന പരോക്ഷ ആശയവിനിമയ ചാനൽ സംഘടിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള രീതികൾ ഉപയോഗിക്കുന്നതിനുള്ള സാധ്യത കാണിക്കുന്നു, സെക്കൻഡിൽ 588 kB വരെ വേഗതയിൽ ഡാറ്റ കൈമാറ്റം അനുവദിക്കുന്നു.
• μTag-ലെ കൂട്ടിയിടികൾ ഉപയോഗിച്ച്, ASLR-ന്റെ (അഡ്രസ് സ്‌പേസ് ലേഔട്ട് റാൻഡമൈസേഷൻ) വ്യത്യസ്‌ത വകഭേദങ്ങൾക്കുള്ള എൻട്രോപ്പി കുറയ്ക്കാനും പൂർണ്ണമായും അപ്‌ഡേറ്റ് ചെയ്‌ത ലിനക്‌സ് സിസ്റ്റത്തിൽ കേർണലിലെ ASLR പരിരക്ഷയെ മറികടക്കാനും സാധിച്ചു. ഉപയോക്തൃ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ നിന്നും എഎസ്എൽആർ എൻട്രോപ്പി കുറയ്ക്കുന്നതിനുള്ള ആക്രമണം നടത്തുന്നതിനുള്ള സാധ്യതയും മറ്റൊരു അതിഥി പരിതസ്ഥിതിയിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന കോഡും ഒരു സാൻഡ്ബോക്സ് എൻവയോൺമെന്റിൽ എക്സിക്യൂട്ട് ചെയ്ത ജാവാസ്ക്രിപ്റ്റ് കോഡും ഉപയോഗിക്കുന്നു.
  

• Collide+Probe രീതിയെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, ഒരു ദുർബലമായ നടപ്പാക്കലിൽ നിന്ന് എൻക്രിപ്ഷൻ കീ വീണ്ടെടുക്കാൻ ഒരു ആക്രമണം നടപ്പിലാക്കി (അടിസ്ഥാനമാക്കി ടി-ടേബിൾ) AES എൻക്രിപ്ഷൻ.
• ഒരു ഡാറ്റ ഏറ്റെടുക്കൽ ചാനലായി Collide+Probe രീതി ഉപയോഗിക്കുന്നതിലൂടെ, പങ്കിട്ട മെമ്മറി ഉപയോഗിക്കാതെ തന്നെ കേർണലിൽ നിന്ന് സ്വകാര്യ ഡാറ്റ എക്‌സ്‌ട്രാക്‌റ്റുചെയ്യാൻ സ്‌പെക്ടർ ആക്രമണത്തിന് കഴിഞ്ഞു.

മൈക്രോ ആർക്കിടെക്ചറുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള എഎംഡി പ്രോസസറുകളിൽ അപകടസാധ്യത സംഭവിക്കുന്നു
ബുൾഡോസർ, പിൽഡ്രൈവർ, സ്റ്റീംറോളർ, സെൻ (റൈസൺ, ഇതിഹാസം), സെൻ+, സെൻ2.
23 ഓഗസ്റ്റ് 2019-ന് എഎംഡിക്ക് പ്രശ്നത്തെക്കുറിച്ച് അറിയിപ്പ് ലഭിച്ചു, എന്നാൽ ഇതുവരെ റിപ്പോർട്ട് പുറത്തുവിട്ടില്ല അപകടസാധ്യത തടയുന്നതിനെക്കുറിച്ചുള്ള വിവരങ്ങൾക്കൊപ്പം. ഗവേഷകർ പറയുന്നതനുസരിച്ച്, ബ്രാഞ്ച് പ്രവചന സംവിധാനങ്ങൾ പ്രവർത്തനരഹിതമാക്കുന്നത് നിയന്ത്രിക്കാൻ ഇന്റൽ ചെയ്തതിന് സമാനമായി, ചാനൽ പ്രവചന സംവിധാനം തിരഞ്ഞെടുത്ത് പ്രവർത്തനരഹിതമാക്കുന്നതിന് എംഎസ്ആർ ബിറ്റുകൾ നൽകിക്കൊണ്ട് മൈക്രോകോഡ് അപ്‌ഡേറ്റ് തലത്തിൽ പ്രശ്നം തടയാൻ കഴിയും.

അവലംബം: opennet.ru