സിപിയുവിലെ ഊഹക്കച്ചവട നിർവ്വഹണ സംവിധാനത്തിനെതിരായ ഒരു പുതിയ തരം ആക്രമണമാണ് എൽവിഐ

പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു ഒരു പുതിയ തരം ആക്രമണങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള വിവരങ്ങൾ LVI (ലോഡ് മൂല്യം കുത്തിവയ്പ്പ്, CVE-2020-0551) Intel SGX എൻക്ലേവുകളിൽ നിന്നും മറ്റ് പ്രക്രിയകളിൽ നിന്നും കീകളും രഹസ്യ ഡാറ്റയും ചോർത്താൻ ഉപയോഗിക്കാവുന്ന Intel CPU-കളിലെ ഊഹക്കച്ചവട നിർവ്വഹണ സംവിധാനത്തിൽ.

ആക്രമണങ്ങളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന അതേ മൈക്രോ ആർക്കിടെക്ചറൽ ഘടനകളുടെ കൃത്രിമത്വത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ് ഒരു പുതിയ തരം ആക്രമണങ്ങൾ MDS (മൈക്രോ ആർക്കിടെക്ചറൽ ഡാറ്റ സാംപ്ലിംഗ്), സ്‌പെക്ടറും മെൽറ്റ്‌ഡൗണും. അതേ സമയം, മെൽറ്റ്ഡൗൺ, സ്‌പെക്ടർ, എംഡിഎസ്, മറ്റ് സമാന ആക്രമണങ്ങൾ എന്നിവയ്‌ക്കെതിരായ നിലവിലുള്ള സംരക്ഷണ രീതികളാൽ പുതിയ ആക്രമണങ്ങളെ തടയില്ല. ഫലപ്രദമായ എൽവിഐ സംരക്ഷണത്തിന് സിപിയുവിലെ ഹാർഡ്‌വെയർ മാറ്റങ്ങൾ ആവശ്യമാണ്. പ്രോഗ്രമാറ്റിക്കായി സംരക്ഷണം സംഘടിപ്പിക്കുമ്പോൾ, മെമ്മറിയിൽ നിന്ന് ഓരോ ലോഡ് ഓപ്പറേഷനു ശേഷവും കംപൈലർ മുഖേന LFENCE നിർദ്ദേശങ്ങൾ ചേർക്കുകയും POP, LFENCE, JMP എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് RET നിർദ്ദേശങ്ങൾ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുകയും ചെയ്യുന്നതിലൂടെ, വളരെയധികം ഓവർഹെഡ് രേഖപ്പെടുത്തുന്നു - ഗവേഷകർ പറയുന്നതനുസരിച്ച്, സമ്പൂർണ്ണ സോഫ്‌റ്റ്‌വെയർ പരിരക്ഷ കുറയുന്നതിന് കാരണമാകും. പ്രകടനം 2-19 തവണ.

പ്രശ്‌നം തടയുന്നതിലെ ബുദ്ധിമുട്ടിന്റെ ഒരു ഭാഗം, ആക്രമണം നിലവിൽ പ്രായോഗികമായതിനേക്കാൾ സൈദ്ധാന്തികമാണ് (ആക്രമണം സൈദ്ധാന്തികമായി സാധ്യമാണ്, പക്ഷേ നടപ്പിലാക്കാൻ വളരെ ബുദ്ധിമുട്ടാണ്, സിന്തറ്റിക് ടെസ്റ്റുകളിൽ മാത്രമേ പുനർനിർമ്മിക്കാൻ കഴിയൂ).
ഇന്റൽ ഏറ്റെടുത്തു പ്രശ്നത്തിന് മിതമായ അപകടസാധ്യതയുണ്ട് (5.6 ൽ 10) ഒപ്പം പുറത്തിറക്കി എസ്‌ജിഎക്‌സ് എൻവയോൺമെന്റിനായി ഫേംവെയറും എസ്‌ഡികെയും അപ്‌ഡേറ്റ് ചെയ്യുന്നു, അതിൽ ഒരു പ്രതിവിധി ഉപയോഗിച്ച് ആക്രമണം തടയാൻ ശ്രമിച്ചു. നിർദ്ദിഷ്ട ആക്രമണ രീതികൾ നിലവിൽ ഇന്റൽ പ്രോസസറുകൾക്ക് മാത്രമേ ബാധകമാകൂ, എന്നാൽ മെൽറ്റ്ഡൗൺ-ക്ലാസ് ആക്രമണങ്ങൾ ബാധകമായ മറ്റ് പ്രോസസ്സറുകൾക്കായി എൽവിഐ പൊരുത്തപ്പെടുത്താനുള്ള സാധ്യത തള്ളിക്കളയാനാവില്ല.

ല്യൂവൻ സർവകലാശാലയിലെ ഗവേഷകനായ ജോ വാൻ ബൾക്ക് കഴിഞ്ഞ ഏപ്രിലിൽ ഈ പ്രശ്നം തിരിച്ചറിഞ്ഞു, അതിനുശേഷം മറ്റ് സർവകലാശാലകളിൽ നിന്നുള്ള 9 ഗവേഷകരുടെ പങ്കാളിത്തത്തോടെ അഞ്ച് അടിസ്ഥാന ആക്രമണ രീതികൾ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു, അവയിൽ ഓരോന്നും കൂടുതൽ വ്യക്തമായ നിലനിൽപ്പിന് അനുവദിക്കുന്നു. ഓപ്ഷനുകൾ. സ്വതന്ത്രമായി, ഈ വർഷം ഫെബ്രുവരിയിൽ, Bitdefender-ൽ നിന്നുള്ള ഗവേഷകരും കണ്ടെത്തി എൽവിഐ ആക്രമണ വേരിയന്റുകളിൽ ഒന്ന് ഇന്റലിന് റിപ്പോർട്ട് ചെയ്തു. മുമ്പ് ഉപയോഗിച്ചിരുന്ന സ്റ്റോറേജ് ബഫർ (SB, സ്റ്റോർ ബഫർ), ഫിൽ ബഫർ (LFB, ലൈൻ ഫിൽ ബഫർ), FPU കോൺടെക്സ്റ്റ് സ്വിച്ച് ബഫർ, ഫസ്റ്റ്-ലെവൽ കാഷെ (L1D) എന്നിങ്ങനെ വ്യത്യസ്ത മൈക്രോ ആർക്കിടെക്ചറൽ ഘടനകളുടെ ഉപയോഗത്താൽ ആക്രമണ വകഭേദങ്ങളെ വേർതിരിക്കുന്നു. തുടങ്ങിയ ആക്രമണങ്ങളിൽ ജൊംബിഎലൊഅദ്, ആർഐഡിഎൽ, തെറ്റിപ്പിരിയുക, LazyFP, മുൻനിഴൽ и മെൽടൗൺ.

പ്രധാനപ്പെട്ട ബഹുമതികൾ എം‌ഡി‌എസ് ആക്രമണങ്ങൾക്കെതിരായ എൽ‌വി‌ഐ, ഊഹക്കച്ചവട തകരാർ കൈകാര്യം ചെയ്തതിന് ശേഷം അല്ലെങ്കിൽ ലോഡ് ആൻഡ് സ്റ്റോർ പ്രവർത്തനങ്ങൾക്ക് ശേഷം കാഷെയിൽ ശേഷിക്കുന്ന മൈക്രോ ആർക്കിടെക്ചറൽ ഘടനകളുടെ ഉള്ളടക്കം നിർണ്ണയിക്കുന്നതിൽ എംഡിഎസ് കൃത്രിമം കാണിക്കുന്നു.
ഇരയുടെ കോഡിന്റെ തുടർന്നുള്ള ഊഹക്കച്ചവട നിർവ്വഹണത്തെ സ്വാധീനിക്കുന്നതിനായി ആക്രമണകാരിയുടെ ഡാറ്റ മൈക്രോ ആർക്കിടെക്ചറൽ ഘടനകളിലേക്ക് തിരുകാൻ LVI ആക്രമണങ്ങൾ അനുവദിക്കുന്നു. ഈ കൃത്രിമത്വങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച്, ടാർഗെറ്റ് സിപിയു കോറിൽ ചില കോഡ് എക്സിക്യൂട്ട് ചെയ്യുമ്പോൾ ഒരു ആക്രമണകാരിക്ക് മറ്റ് പ്രക്രിയകളിലെ സ്വകാര്യ ഡാറ്റാ ഘടനകളുടെ ഉള്ളടക്കങ്ങൾ എക്‌സ്‌ട്രാക്റ്റുചെയ്യാനാകും.

വേണ്ടി ചൂഷണ പ്രശ്നം ഇരയുടെ പ്രക്രിയയുടെ കോഡിൽ കണ്ടുമുട്ടണം ആക്രമണകാരി നിയന്ത്രിത മൂല്യം ലോഡുചെയ്‌തിരിക്കുന്ന കോഡിന്റെ (ഗാഡ്‌ജെറ്റുകൾ) പ്രത്യേക സീക്വൻസുകൾ, ഈ മൂല്യം ലോഡുചെയ്യുന്നത് ഒഴിവാക്കലുകൾ (തകരാർ, അലസിപ്പിക്കൽ അല്ലെങ്കിൽ അസിസ്റ്റ്) എറിയുന്നതിനും ഫലം ഉപേക്ഷിക്കുന്നതിനും നിർദ്ദേശങ്ങൾ വീണ്ടും നടപ്പിലാക്കുന്നതിനും കാരണമാകുന്നു. ഒരു അപവാദം പ്രോസസ്സ് ചെയ്യുമ്പോൾ, ഗാഡ്‌ജെറ്റിൽ പ്രോസസ്സ് ചെയ്ത ഡാറ്റ ചോർത്തുന്ന സമയത്ത് ഒരു ഊഹക്കച്ചവട വിൻഡോ ദൃശ്യമാകുന്നു. പ്രത്യേകിച്ചും, പ്രോസസർ ഊഹക്കച്ചവട മോഡിൽ ഒരു കോഡ് (ഗാഡ്‌ജെറ്റ്) എക്‌സിക്യൂട്ട് ചെയ്യാൻ തുടങ്ങുന്നു, തുടർന്ന് പ്രവചനം ന്യായീകരിക്കപ്പെടുന്നില്ലെന്ന് നിർണ്ണയിക്കുകയും പ്രവർത്തനങ്ങളെ അവയുടെ യഥാർത്ഥ അവസ്ഥയിലേക്ക് മാറ്റുകയും ചെയ്യുന്നു, പക്ഷേ ഊഹക്കച്ചവട സമയത്ത് പ്രോസസ്സ് ചെയ്ത ഡാറ്റ L1D കാഷെയിൽ നിക്ഷേപിക്കുന്നു. കൂടാതെ മൈക്രോ ആർക്കിടെക്ചറൽ ബഫറുകളും അവയിൽ നിന്ന് വീണ്ടെടുക്കുന്നതിന് മൂന്നാം കക്ഷി ചാനലുകളിലൂടെ ശേഷിക്കുന്ന ഡാറ്റ നിർണ്ണയിക്കുന്നതിനുള്ള അറിയപ്പെടുന്ന രീതികൾ ഉപയോഗിച്ച് ലഭ്യമാണ്.

"അസിസ്റ്റ്" ഒഴിവാക്കൽ, "തെറ്റ്" ഒഴിവാക്കലിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, സോഫ്റ്റ്വെയർ ഹാൻഡ്ലർമാരെ വിളിക്കാതെ തന്നെ പ്രോസസർ ആന്തരികമായി കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, മെമ്മറി പേജ് ടേബിളിലെ എ (ആക്‌സസ് ചെയ്‌തത്) അല്ലെങ്കിൽ ഡി (ഡേർട്ടി) ബിറ്റ് അപ്‌ഡേറ്റ് ചെയ്യേണ്ടി വരുമ്പോൾ അസിസ്റ്റ് സംഭവിക്കാം. മറ്റ് പ്രക്രിയകളിൽ ആക്രമണം നടത്തുന്നതിലെ പ്രധാന ബുദ്ധിമുട്ട്, ഇരയുടെ പ്രക്രിയയിൽ കൃത്രിമം കാണിക്കുന്നതിലൂടെ സഹായം ഉണ്ടാകുന്നത് എങ്ങനെ ആരംഭിക്കാം എന്നതാണ്. ഇത് ചെയ്യുന്നതിന് നിലവിൽ വിശ്വസനീയമായ മാർഗങ്ങളൊന്നുമില്ല, പക്ഷേ ഭാവിയിൽ അവ കണ്ടെത്താനുള്ള സാധ്യതയുണ്ട്. ഒരു ആക്രമണം നടത്താനുള്ള സാധ്യത ഇതുവരെ Intel SGX എൻക്ലേവുകൾക്ക് മാത്രമേ സ്ഥിരീകരിച്ചിട്ടുള്ളൂ, മറ്റ് സാഹചര്യങ്ങൾ സൈദ്ധാന്തികമോ സിന്തറ്റിക് അവസ്ഥകളിൽ പുനർനിർമ്മിക്കാവുന്നതോ ആണ് (കോഡിലേക്ക് ചില ഗാഡ്‌ജെറ്റുകൾ ചേർക്കേണ്ടതുണ്ട്)

സാധ്യമായ ആക്രമണ വാഹകർ:

• കേർണൽ ഘടനകളിൽ നിന്ന് ഉപയോക്തൃ-തല പ്രക്രിയയിലേക്ക് ഡാറ്റ ചോർച്ച. സ്‌പെക്ടർ 1 ആക്രമണങ്ങൾക്കെതിരായ ലിനക്‌സ് കേർണലിന്റെ സംരക്ഷണവും എസ്എംഎപി (സൂപ്പർവൈസർ മോഡ് ആക്‌സസ് പ്രിവൻഷൻ) പ്രൊട്ടക്ഷൻ മെക്കാനിസവും ഒരു എൽവിഐ ആക്രമണത്തിന്റെ സാധ്യത ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കുന്നു. ഭാവിയിൽ ലളിതമായ എൽവിഐ ആക്രമണ രീതികൾ തിരിച്ചറിഞ്ഞാൽ കേർണലിലേക്ക് അധിക പരിരക്ഷ ചേർക്കുന്നത് ആവശ്യമായി വന്നേക്കാം.
• വിവിധ പ്രക്രിയകൾക്കിടയിൽ ഡാറ്റ ചോർച്ച. ആക്രമണത്തിന് ആപ്ലിക്കേഷനിൽ ചില കോഡുകളുടെ സാന്നിധ്യവും ടാർഗെറ്റ് പ്രോസസ്സിൽ ഒരു അപവാദം എറിയുന്നതിനുള്ള ഒരു രീതിയുടെ നിർവചനവും ആവശ്യമാണ്.
• ഹോസ്റ്റ് പരിതസ്ഥിതിയിൽ നിന്ന് അതിഥി സിസ്റ്റത്തിലേക്കുള്ള ഡാറ്റ ചോർച്ച. ഈ ആക്രമണത്തെ വളരെ സങ്കീർണ്ണമായി തരംതിരിച്ചിരിക്കുന്നു, ഇത് നടപ്പിലാക്കാൻ ബുദ്ധിമുട്ടുള്ള വിവിധ ഘട്ടങ്ങളും സിസ്റ്റത്തിലെ പ്രവർത്തനത്തിന്റെ പ്രവചനങ്ങളും ആവശ്യമാണ്.
• വ്യത്യസ്ത ഗസ്റ്റ് സിസ്റ്റങ്ങളിലെ പ്രക്രിയകൾക്കിടയിൽ ഡാറ്റ ചോർച്ച. അറ്റാക്ക് വെക്റ്റർ വ്യത്യസ്ത പ്രക്രിയകൾക്കിടയിൽ ഡാറ്റ ചോർച്ച സംഘടിപ്പിക്കുന്നതിന് അടുത്താണ്, എന്നാൽ ഗസ്റ്റ് സിസ്റ്റങ്ങൾക്കിടയിലുള്ള ഐസൊലേഷൻ മറികടക്കാൻ സങ്കീർണ്ണമായ കൃത്രിമങ്ങൾ ആവശ്യമാണ്.

ഗവേഷകർ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചത് പലതും പ്രോട്ടോടൈപ്പുകൾ ഒരു ആക്രമണം നടത്തുന്നതിനുള്ള തത്വങ്ങളുടെ ഒരു പ്രകടനത്തോടെ, എന്നാൽ യഥാർത്ഥ ആക്രമണങ്ങൾ നടത്താൻ അവ ഇതുവരെ അനുയോജ്യമല്ല. റിട്ടേൺ ഓറിയന്റഡ് പ്രോഗ്രാമിംഗിന് സമാനമായി ഇരയുടെ പ്രക്രിയയിൽ ഊഹക്കച്ചവട കോഡ് നിർവ്വഹണം റീഡയറക്ട് ചെയ്യാൻ ആദ്യ ഉദാഹരണം നിങ്ങളെ അനുവദിക്കുന്നു (ROP,റിട്ടേൺ ഓറിയന്റഡ് പ്രോഗ്രാമിംഗ്). ഈ ഉദാഹരണത്തിൽ, ഇര എന്നത് ആവശ്യമായ ഗാഡ്‌ജെറ്റുകൾ അടങ്ങിയ പ്രത്യേകം തയ്യാറാക്കിയ ഒരു പ്രക്രിയയാണ് (യഥാർത്ഥ മൂന്നാം കക്ഷി പ്രക്രിയകളിൽ ആക്രമണം പ്രയോഗിക്കുന്നത് ബുദ്ധിമുട്ടാണ്). രണ്ടാമത്തെ ഉദാഹരണം, Intel SGX എൻക്ലേവിനുള്ളിലെ AES എൻക്രിപ്ഷൻ സമയത്ത് കണക്കുകൂട്ടലുകളിൽ ഇടപെടാനും എൻക്രിപ്ഷനുപയോഗിക്കുന്ന കീയുടെ മൂല്യം പുനഃസ്ഥാപിക്കുന്നതിനുള്ള നിർദ്ദേശങ്ങളുടെ ഊഹക്കച്ചവട നിർവ്വഹണ വേളയിൽ ഒരു ഡാറ്റ ചോർച്ച സംഘടിപ്പിക്കാനും ഞങ്ങളെ അനുവദിക്കുന്നു.

അവലംബം: opennet.ru