संवेदनशील डेटा काढण्यासाठी किंवा एन्क्लेव्हमध्ये कोड कार्यान्वित करण्यासाठी इंटेल SGX वर हल्ला करा

पीपल्स लिबरेशन आर्मी डिफेन्स सायन्स अँड टेक्नॉलॉजी युनिव्हर्सिटी, नॅशनल युनिव्हर्सिटी ऑफ सिंगापूर आणि ईटीएच झुरिचच्या संशोधकांनी इंटेल एसजीएक्स (सॉफ्टवेअर गार्ड एक्स्टेंशन्स) पृथक एन्क्लेव्हवर हल्ला करण्याची एक नवीन पद्धत विकसित केली आहे. हल्ल्याला SmashEx असे म्हणतात आणि Intel SGX साठी रनटाइम घटकांच्या ऑपरेशन दरम्यान अपवाद परिस्थिती हाताळताना पुन्हा प्रवेश करण्याच्या समस्यांमुळे होतो. प्रस्तावित हल्ला पद्धतीमुळे, ऑपरेटिंग सिस्टमवर तुमचे नियंत्रण असल्यास, एन्क्लेव्हमध्ये असलेला गोपनीय डेटा निश्चित करणे किंवा एन्क्लेव्हच्या मेमरीमध्ये तुमच्या कोडची कॉपी करणे आणि त्याची अंमलबजावणी आयोजित करणे शक्य होते.

इंटेल SGX SDK (CVE-2021-0186) आणि Microsoft Open Enclave (CVE-2021-33767) वर आधारित रनटाइमसह एन्क्लेव्हसाठी एक्स्प्लोइट प्रोटोटाइप तयार केले आहेत. पहिल्या प्रकरणात, HTTPS साठी वेब सर्व्हरवर वापरलेली RSA की काढण्याची क्षमता दर्शविली गेली आणि दुसऱ्या प्रकरणात, एन्क्लेव्हच्या आत चालू असलेल्या cURL युटिलिटीद्वारे प्राप्त केलेली सामग्री निर्धारित करणे शक्य झाले. इंटेल SGX SDK 2.13 आणि ओपन एन्क्लेव्ह 0.17.1 च्या रिलीझमध्ये असुरक्षा आधीच प्रोग्रामॅटिक पद्धतीने संबोधित केले गेले आहे. Intel SGX SDK आणि Microsoft Open Enclave व्यतिरिक्त, Google Asylo SDK, EdgelessRT, Apache Teaclave, Rust SGX SDK, SGX-LKL, CoSMIX आणि Veracruz मध्ये देखील भेद्यता दिसून येते.

आम्हाला आठवू द्या की SGX (सॉफ्टवेअर गार्ड एक्स्टेंशन्स) तंत्रज्ञान सहाव्या पिढीच्या इंटेल कोर प्रोसेसर (स्कायलेक) मध्ये दिसले आणि सूचनांची एक मालिका ऑफर करते जी वापरकर्ता-स्तरीय ऍप्लिकेशन्सना बंद मेमरी क्षेत्रे - एन्क्लेव्ह वाटप करण्यास अनुमती देते, ज्याची सामग्री वाचली जाऊ शकत नाही आणि रिंग०, एसएमएम आणि व्हीएमएम मोडमध्ये कार्यान्वित केलेल्या कर्नल आणि कोडद्वारे देखील सुधारित केले जाते. एन्क्लेव्हमध्ये पारंपारिक जंप फंक्शन्स आणि मॅनिप्युलेशनचा वापर करून एन्क्लेव्हमधील कोडवर नियंत्रण हस्तांतरित करणे अशक्य आहे आणि स्टॅक - विशेषत: तयार केलेल्या नवीन सूचना EENTER, EEXIT आणि ERESUME चा वापर एन्क्लेव्हमध्ये नियंत्रण हस्तांतरित करण्यासाठी केला जातो, जे प्राधिकरण तपासणी करतात. या प्रकरणात, एन्क्लेव्हमध्ये ठेवलेला कोड एन्क्लेव्हमधील फंक्शन्समध्ये प्रवेश करण्यासाठी शास्त्रीय कॉलिंग पद्धती आणि बाह्य फंक्शन्स कॉल करण्यासाठी विशेष सूचना वापरू शकतो. एन्क्लेव्ह मेमरी एन्क्रिप्शनचा वापर हार्डवेअर हल्ल्यांपासून संरक्षण करण्यासाठी केला जातो जसे की DRAM मॉड्यूलशी कनेक्ट करणे.

समस्या अशी आहे की SGX तंत्रज्ञान ऑपरेटिंग सिस्टमला हार्डवेअर अपवाद टाकून एन्क्लेव्ह रद्द करण्याची परवानगी देते आणि एन्क्लेव्ह अशा अपवादांना अणुरीत्या हाताळण्यासाठी प्रिमिटिव्ह्ज योग्यरित्या लागू करत नाहीत. ऑपरेटिंग सिस्टम कर्नल आणि नियमित ऍप्लिकेशन्सच्या विपरीत, अॅसिंक्रोनस फेकलेले अपवाद हाताळताना एन्क्लेव्हजमधील कोडला अणु क्रिया आयोजित करण्यासाठी आदिममध्ये प्रवेश नाही. विनिर्दिष्ट अणु प्रिमिटिव्ह शिवाय, एन्क्लेव्ह कधीही व्यत्यय आणू शकतो आणि अंमलात परत येऊ शकतो, अगदी काही वेळा जेव्हा एन्क्लेव्ह गंभीर विभाग कार्यान्वित करत असेल आणि असुरक्षित स्थितीत असेल (उदाहरणार्थ, जेव्हा CPU नोंदणी जतन/पुनर्संचयित केली जात नाही).

सामान्य ऑपरेशनसाठी, SGX तंत्रज्ञान एन्क्लेव्हच्या अंमलबजावणीला कॉन्फिगर करण्यायोग्य हार्डवेअर अपवादांद्वारे व्यत्यय आणण्याची परवानगी देते. हे वैशिष्ट्य एन्क्लेव्ह रनटाइम वातावरणांना इंट्रा-एनक्लेव्ह अपवाद हाताळणी किंवा सिग्नल प्रक्रिया लागू करण्यास अनुमती देते, परंतु यामुळे पुन्हा प्रवेश त्रुटी देखील होऊ शकतात. SmashEx हल्ला SDK मधील त्रुटींचा फायदा घेण्यावर आधारित आहे ज्यामुळे अपवाद हँडलरला पुन्हा कॉल करण्याची परिस्थिती योग्यरित्या हाताळली जात नाही. हे महत्वाचे आहे की असुरक्षिततेचा फायदा घेण्यासाठी, आक्रमणकर्त्याने एन्क्लेव्हच्या अंमलबजावणीमध्ये व्यत्यय आणण्यास सक्षम असणे आवश्यक आहे, म्हणजे. सिस्टम वातावरणाचे कार्य नियंत्रित करणे आवश्यक आहे.

अपवाद फेकल्यानंतर, आक्रमणकर्त्याला एक लहान वेळ विंडो प्राप्त होते ज्या दरम्यान इनपुट पॅरामीटर्सच्या हाताळणीद्वारे अंमलबजावणीचा धागा रोखला जाऊ शकतो. विशेषतः, जर तुम्हाला सिस्टममध्ये प्रवेश असेल (एनक्लेव्हच्या बाहेरील वातावरण), तुम्ही एन्क्लेव्ह एंट्री इंस्ट्रक्शन (EENTER) अंमलात आणल्यानंतर लगेचच एक नवीन अपवाद तयार करू शकता, जे स्टॅक सेटअपच्या टप्प्यावर सिस्टमवर नियंत्रण परत करेल. एन्क्लेव्ह अद्याप पूर्ण झालेले नाही, ज्यामध्ये सीपीयू नोंदणीची स्थिती देखील जतन केली आहे.

प्रणाली नंतर एन्क्लेव्हवर नियंत्रण परत करू शकते, परंतु एन्क्लेव्हचा स्टॅक इंटरप्टच्या वेळी कॉन्फिगर केलेला नसल्यामुळे, एन्क्लेव्ह सिस्टम मेमरीमध्ये असलेल्या स्टॅकसह कार्यान्वित करेल, ज्याचा वापर रिटर्न-ओरिएंटेड प्रोग्रामिंग (आरओपी) करण्यासाठी केला जाऊ शकतो. ) शोषण तंत्र. ओरिएंटेड प्रोग्रामिंग). आरओपी तंत्र वापरताना, आक्रमणकर्ता त्याचा कोड मेमरीमध्ये ठेवण्याचा प्रयत्न करत नाही, परंतु लोड केलेल्या लायब्ररीमध्ये आधीपासूनच उपलब्ध असलेल्या मशीनच्या सूचनांच्या तुकड्यांवर कार्य करतो, ज्याचा शेवट कंट्रोल रिटर्न इंस्ट्रक्शनने होतो (नियमानुसार, हे लायब्ररी फंक्शन्सचे टोक आहेत) . शोषणाचे कार्य इच्छित कार्यक्षमता प्राप्त करण्यासाठी समान ब्लॉक्सना (“गॅझेट्स”) कॉलची साखळी तयार करण्यावर येते.

स्त्रोत: opennet.ru