लोहार - DRAM मेमरी आणि DDR4 चिप्सवर एक नवीन हल्ला

ETH झुरिच, व्रिजे युनिव्हर्सिटीट अॅमस्टरडॅम आणि क्वालकॉम येथील संशोधकांच्या एका पथकाने एक नवीन RowHammer-क्लास हल्ला पद्धत प्रकाशित केली आहे जी डायनॅमिक रँडम-अ‍ॅक्सेस मेमरी (DRAM) मधील वैयक्तिक बिट्सच्या सामग्रीमध्ये बदल करण्यास अनुमती देते. या हल्ल्याला Blacksmith हे कोडनेम आणि CVE-2021-42114 हे आयडेंटिफायर देण्यात आले आहे. पूर्वी ज्ञात असलेल्या RowHammer-क्लास पद्धतींपासून संरक्षित केलेल्या अनेक DDR4 चिप्स या समस्येसाठी असुरक्षित आहेत. असुरक्षिततेसाठी सिस्टमची चाचणी करण्यासाठी एक टूलकिट GitHub वर प्रकाशित करण्यात आली आहे.

आठवण करून देण्यासाठी, RowHammer हल्ले शेजारच्या मेमरी सेल्समधून डेटा चक्रीयपणे वाचून वैयक्तिक मेमरी बिट्समधील सामग्री दूषित करतात. DRAM मेमरी ही पेशींची एक द्विमितीय श्रेणी असल्याने, प्रत्येकामध्ये एक कॅपेसिटर आणि एक ट्रान्झिस्टर असतो, सतत समान मेमरी क्षेत्र वाचल्याने व्होल्टेज चढउतार आणि विसंगती होतात, ज्यामुळे शेजारच्या पेशींमध्ये चार्जचे थोडेसे नुकसान होते. जर वाचन तीव्रता जास्त असेल, तर शेजारच्या सेलमध्ये लक्षणीय प्रमाणात चार्ज गमावू शकतो आणि पुढील रिफ्रेश सायकलला त्याची मूळ स्थिती पुनर्संचयित करण्यासाठी वेळ मिळणार नाही, ज्यामुळे सेलमध्ये साठवलेल्या डेटाचे मूल्य बदलेल.

रोहॅमरपासून संरक्षण करण्यासाठी, चिप उत्पादकांनी टीआरआर (टार्गेट रो रिफ्रेश) यंत्रणा प्रस्तावित केली, जी लगतच्या ओळींमधील पेशींच्या दूषिततेपासून संरक्षण करते. तथापि, हे संरक्षण "अस्पष्टतेद्वारे सुरक्षा" या तत्त्वावर आधारित असल्याने, ते समस्येचे मूळ कारण शोधत नव्हते, परंतु केवळ ज्ञात, विशिष्ट प्रकरणांपासून संरक्षण करत होते, ज्यामुळे संरक्षणाभोवती मार्ग शोधणे सोपे होते. उदाहरणार्थ, मे मध्ये, गुगलने हाफ-डबल पद्धत प्रस्तावित केली, जी टीआरआर संरक्षणामुळे प्रभावित झाली नाही कारण हल्ल्याने लक्ष्याच्या थेट शेजारी नसलेल्या पेशींना प्रभावित केले.

नवीन ब्लॅकस्मिथ पद्धत TRR संरक्षण बायपास करण्याचा एक वेगळा मार्ग देते, जो चार्ज गळतीला प्रेरित करण्यासाठी वेगवेगळ्या फ्रिक्वेन्सीवर दोन किंवा अधिक आक्रमक पंक्तींमध्ये विसंगत प्रवेशावर आधारित आहे. चार्ज गळतीस कारणीभूत असलेल्या मेमरी प्रवेश पॅटर्नचे निर्धारण करण्यासाठी, एक विशेष फझर विकसित करण्यात आला जो विशिष्ट चिपसाठी स्वयंचलितपणे हल्ला पॅरामीटर्स निवडतो, सेल प्रवेशांचा क्रम, तीव्रता आणि पद्धतशीरता बदलतो.

हा दृष्टिकोन, जो समान पेशींना लक्ष्य करत नाही, त्यामुळे सध्याच्या TRR संरक्षण पद्धती कुचकामी ठरतात. या पद्धती, एका किंवा दुसऱ्या स्वरूपात, पुनरावृत्ती होणाऱ्या सेल प्रवेशांची संख्या मोजण्यावर अवलंबून असतात आणि जेव्हा काही विशिष्ट मूल्ये गाठली जातात तेव्हा, लगतच्या पेशींचे रिचार्जिंग सुरू करतात. ब्लॅकस्मिथमध्ये, प्रवेश नमुना लक्ष्य सेलच्या वेगवेगळ्या बाजूंच्या अनेक पेशींमध्ये पसरलेला असतो, ज्यामुळे थ्रेशोल्डपर्यंत पोहोचल्याशिवाय चार्ज गळती होऊ शकते.

ही पद्धत पूर्वी प्रस्तावित केलेल्या TRR बायपास पद्धतींपेक्षा लक्षणीयरीत्या अधिक प्रभावी ठरली - संशोधकांना सॅमसंग, मायक्रोन, एसके हिनिक्स आणि एका अज्ञात उत्पादकाकडून अलीकडेच खरेदी केलेल्या सर्व 40 DDR4 मेमरी चिप्समधील बिट्स विकृत करण्यात यश आले (चार चिप्सवर उत्पादकाचे नाव सूचित केलेले नव्हते). तुलनेने, त्याच संशोधकांनी पूर्वी प्रस्तावित केलेली TRRespass पद्धत त्यावेळी चाचणी केलेल्या 42 चिप्सपैकी फक्त 13 चिप्ससाठी प्रभावी होती.

बाजारात उपलब्ध असलेल्या ९४% DRAM चिप्सवर ब्लॅकस्मिथ पद्धत लागू होण्याची अपेक्षा असली तरी, संशोधकांचे म्हणणे आहे की काही चिप्स इतरांपेक्षा अधिक असुरक्षित आणि हल्ला करणे सोपे आहे. या चिप्समध्ये एरर-करेक्टिंग कोड (ECC) आणि डबल-रिफ्रेश मेमरीचा वापर पूर्ण संरक्षण प्रदान करत नाही परंतु शोषण गुंतागुंतीचे करते. विशेष म्हणजे, विद्यमान चिप्समध्ये भेद्यता अवरोधित केली जाऊ शकत नाही आणि त्यासाठी नवीन हार्डवेअर संरक्षण आवश्यक आहे, म्हणजेच हल्ला येत्या अनेक वर्षांपर्यंत व्यवहार्य राहील.

मेमरी पेज टेबल एन्ट्री (PTE) मधील नोंदींची सामग्री बदलून कर्नल विशेषाधिकार मिळवण्यासाठी, तसेच OpenSSH मध्ये संग्रहित सार्वजनिक RSA-2048 की ला नुकसान पोहोचवण्यासाठी ब्लॅकस्मिथचा वापर कसा करायचा याची व्यावहारिक उदाहरणे दिली आहेत (तुम्ही ती सार्वजनिक की दुसऱ्या कोणाच्या तरी खात्यात टाकू शकता). व्हर्च्युअल मशीन (पीडिताच्या व्हीएमशी कनेक्ट होण्यासाठी हल्लेखोराच्या खाजगी कीशी संबंधित) आणि रूट विशेषाधिकार मिळवण्यासाठी सुडो प्रक्रियेच्या मेमरीमध्ये बदल करून विशेषाधिकार तपासणीला बगल देणे. चिपवर अवलंबून, एक लक्ष्य बिट बदलण्यासाठी ३ सेकंदांपासून ते अनेक तासांपर्यंत वेळ लागू शकतो.

याव्यतिरिक्त, Google साठी Antmicro ने RowHammer हल्ल्यांपासून मेमरी संरक्षण पद्धतींची चाचणी घेण्यासाठी LiteX Row Hammer Tester ओपन-सोर्स फ्रेमवर्क विकसित केला आहे, जो लक्षणीय आहे. मेमरी कंट्रोलरचा प्रभाव दूर करून, DRAM चिपवर थेट पाठवलेल्या कमांड पूर्णपणे व्यवस्थापित करण्यासाठी हे फ्रेमवर्क FPGA वापरते. FPGA शी संवाद साधण्यासाठी पायथॉन टूलकिट उपलब्ध आहे. FPGA-आधारित गेटवेमध्ये डेटा पॅकेट मॉड्यूल (मेमरी अॅक्सेस पॅटर्न निर्धारित करते), एक पेलोड एक्झिक्युटर, एक LiteDRAM-आधारित कंट्रोलर (रो अॅक्टिव्हेशन आणि मेमरी रिफ्रेशसह सर्व DRAM-संबंधित लॉजिक हाताळते) आणि VexRiscv CPU समाविष्ट आहे. प्रकल्पाचे काम Apache 2.0 परवान्याअंतर्गत परवानाकृत आहे. विविध FPGA प्लॅटफॉर्म समर्थित आहेत, ज्यात Lattice ECP5, Xilinx Series 6, 7, UltraScale आणि UltraScale+ यांचा समावेश आहे.

स्त्रोत: opennet.ru