Intel र AMD प्रोसेसरहरूको माइक्रोआर्किटेक्चरल संरचनाहरूमा नयाँ आक्रमण

भर्जिनिया विश्वविद्यालय र क्यालिफोर्निया विश्वविद्यालयका अन्वेषकहरूको समूहले Intel र AMD प्रोसेसरहरूको माइक्रोआर्किटेक्चरल संरचनाहरूमा नयाँ प्रकारको आक्रमण प्रस्तुत गर्‍यो, जसलाई कागजात नभएको CPU क्षमताहरूको रिभर्स इन्जिनियरिङको क्रममा पहिचान गरिएको थियो। प्रस्तावित आक्रमण विधिले प्रोसेसरहरूमा मध्यवर्ती माइक्रो-अप क्यासको प्रयोग समावेश गर्दछ, जुन निर्देशनहरूको सट्टा कार्यान्वयनको क्रममा संचित जानकारी पुन: प्राप्त गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ।

अप्टिमाइजेसन उद्देश्यका लागि, प्रोसेसरले अघिल्लो गणनाहरू पूरा हुन नपर्ने केही निर्देशनहरू सट्टा मोडमा कार्यान्वयन गर्न थाल्छ, र यदि यसले भविष्यवाणी उचित थिएन भनेर निर्धारण गर्छ भने, यसले अपरेशनलाई यसको मूल स्थितिमा फिर्ता गर्छ, तर डाटा प्रक्रिया गर्दा। सट्टा कार्यान्वयन क्यासमा जम्मा गरिन्छ, जसको सामग्री निर्धारण गर्न सकिन्छ।

यो नोट गरिएको छ कि नयाँ विधिले स्पेक्टर v1 आक्रमणलाई उल्लेखनीय रूपमा अगाडि बढाउँछ, आक्रमण पत्ता लगाउन गाह्रो बनाउँछ र निर्देशनहरूको सट्टा कार्यान्वयनको कारणले हुने जोखिमहरूलाई रोक्न डिजाइन गरिएको साइड-च्यानल आक्रमणहरू विरुद्ध सुरक्षाको अवस्थित विधिहरूद्वारा अवरुद्ध गरिएको छैन (उदाहरणका लागि, प्रयोग। LFENCE निर्देशनले सट्टा कार्यान्वयनको अन्तिम चरणहरूमा चुहावटलाई रोक्छ, तर माइक्रोआर्किटेक्चरल संरचनाहरू मार्फत चुहावटबाट जोगाउँदैन)।

यस विधिले 2011 देखि जारी Intel र AMD प्रोसेसर मोडेलहरूलाई असर गर्छ, Intel Skylake र AMD Zen श्रृंखला सहित। आधुनिक CPUs ले जटिल प्रोसेसर निर्देशनहरूलाई सरल RISC-जस्तो माइक्रो-अपरेसनहरूमा तोड्छ, जुन छुट्टै क्यासमा क्यास गरिन्छ। यो क्यास उच्च-स्तर क्यासहरू भन्दा मौलिक रूपमा फरक छ, प्रत्यक्ष रूपमा पहुँचयोग्य छैन र RISC माइक्रोनिर्देशनहरूमा CISC निर्देशनहरू डिकोड गर्ने परिणामहरूमा द्रुत पहुँचको लागि स्ट्रिम बफरको रूपमा कार्य गर्दछ। यद्यपि, अन्वेषकहरूले क्यास पहुँच विवाद हुँदा उत्पन्न हुने अवस्थाहरू सिर्जना गर्ने तरिका फेला पारेका छन् र निश्चित कार्यहरूको कार्यान्वयन समयमा भिन्नताहरूको विश्लेषण गरेर माइक्रो-अपरेशन क्यासको सामग्रीहरूको न्याय गर्न अनुमति दिन्छ।

Intel प्रोसेसरहरूमा माइक्रो-अपरेसन क्यास CPU थ्रेडहरू (हाइपर-थ्रेडिङ) को सम्बन्धमा खण्ड गरिएको छ, जबकि AMD Zen प्रोसेसरहरूले साझा क्यास प्रयोग गर्छन्, जसले डेटा चुहावटको लागि एक कार्यान्वयन थ्रेडमा मात्र होइन, SMT मा विभिन्न थ्रेडहरू बीच पनि सर्तहरू सिर्जना गर्दछ। (विभिन्न तार्किक CPU कोरहरूमा चलिरहेको कोड बीच सम्भावित डाटा चुहावट)।

अन्वेषकहरूले माइक्रो-अपरेसन क्यास र धेरै आक्रमण परिदृश्यहरूमा परिवर्तनहरू पत्ता लगाउनको लागि आधारभूत विधि प्रस्ताव गरेका छन् जसले लुकेका डाटा ट्रान्समिशन च्यानलहरू सिर्जना गर्न र कमजोर कोड प्रयोग गरी गोप्य डाटा लीक गर्न अनुमति दिन्छ, दुबै एकल प्रक्रिया भित्र (उदाहरणका लागि, कार्यान्वयन गर्दा प्रक्रिया डाटा चुहावट गर्न। JIT र भर्चुअल मेसिनहरूमा इन्जिनहरूमा तेस्रो-पक्ष कोड), र प्रयोगकर्ता स्पेसमा कर्नेल र प्रक्रियाहरू बीच।

माइक्रो-अपरेशन क्यास प्रयोग गरेर स्पेक्टर आक्रमणको एक संस्करण व्यवस्थित गर्दा, अन्वेषकहरूले 965.59% को त्रुटि दर र 0.22 Kbps त्रुटि सुधार प्रयोग गर्दा, एउटै ठेगाना भित्र चुहावट व्यवस्थित गर्ने अवस्थामा 785.56 Kbps को प्रदर्शन प्राप्त गर्न सक्षम थिए। ठाउँ र विशेषाधिकार स्तर। विभिन्न विशेषाधिकार स्तरहरू (कर्नेल र प्रयोगकर्तास्पेस बीच) फैलिएको चुहावटको साथ, त्रुटि सुधार थपिएको र 85.2% को त्रुटि दरको साथ 110.96 Kbps कार्यसम्पादन 4 Kbps थियो। AMD Zen प्रोसेसरहरू आक्रमण गर्दा, विभिन्न तार्किक CPU कोरहरू बीच चुहावट सिर्जना गर्दा, त्रुटि सुधारको साथ 250% र 5.59 Kbps को त्रुटि दरको साथ प्रदर्शन 168.58 Kbps थियो। क्लासिक Specter v1 विधिको तुलनामा, नयाँ आक्रमण 2.6 गुणा छिटो थियो।

यो अपेक्षा गरिएको छ कि माइक्रो-अप क्यास आक्रमणबाट सुरक्षा गर्न परिवर्तनहरू आवश्यक पर्दछ जसले कार्यसम्पादनलाई कम गर्नेछ यदि तपाईंले स्पेक्टर आक्रमण सुरक्षा सक्षम गर्नुभयो भने। इष्टतम सम्झौताको रूपमा, क्यासिङ असक्षम गरेर होइन, तर विसंगतिहरू अनुगमन गर्ने र आक्रमणहरूको लागि विशिष्ट क्यास अवस्थाहरू पहिचान गर्ने स्तरमा त्यस्ता आक्रमणहरूलाई रोक्न प्रस्ताव गरिएको छ।

स्पेक्टर आक्रमणहरूमा जस्तै, कर्नेल वा अन्य प्रक्रियाहरूबाट चुहावट व्यवस्थित गर्न पीडित प्रक्रियाहरूको छेउमा आदेशहरू (ग्याजेटहरू) को एक निश्चित अनुक्रमको कार्यान्वयन आवश्यक हुन्छ, जसले निर्देशनहरूको सट्टा कार्यान्वयन गर्न नेतृत्व गर्दछ। लिनक्स कर्नेलमा लगभग 100 समान ग्याजेटहरू फेला परेका छन्, जसलाई हटाइनेछ, तर तिनीहरूको पुस्ताका लागि समाधानहरू आवधिक रूपमा फेला पर्छन्, उदाहरणका लागि, कर्नेलमा विशेष रूपमा डिजाइन गरिएका BPF कार्यक्रमहरू चलाउनेसँग सम्बन्धित।

स्रोत: opennet.ru