Een groep onderzoekers van de Vrije Universiteit Amsterdam, de ETH ZĆ¼rich en Qualcomm onderzoekt de effectiviteit van de bescherming tegen aanvallen van de huidige DDR4-geheugenchips , waarmee de inhoud van afzonderlijke bits van dynamisch RAM (DRAM) kan worden gewijzigd. De resultaten zijn helaas teleurstellend en de DDR4-chips van de belangrijkste fabrikanten blijven kwetsbaar ().
De RowHammer-kwetsbaarheid maakt het mogelijk om de inhoud van afzonderlijke bits in het geheugen te vervormen door continu gegevens uit aangrenzende geheugencellen te lezen. Aangezien DRAM-geheugen een tweedimensionale array van cellen vormt, waarbij elke cel bestaat uit een condensator en een transistor, leidt het continu lezen van hetzelfde geheugengebied tot spanningsfluctuaties en anomalieƫn, die een kleine hoeveelheid lading in aangrenzende cellen kunnen veroorzaken. Als de leesintensiteit hoog genoeg is, kan een cel voldoende lading verliezen, waardoor de volgende regeneratiecyclus niet in staat is om de oorspronkelijke toestand te herstellen, wat resulteert in een wijziging van de opgeslagen gegevens in de cel.
Om dit effect te blokkeren, maken moderne DDR4-chips gebruik van de TRR-technologie (Target Row Refresh), die is ontworpen om vervorming van cellen tijdens een RowHammer-aanval te voorkomen. Het probleem is dat er geen uniforme aanpak is voor de implementatie van TRR en elke fabrikant van CPU's en geheugen zijn eigen interpretatie van TRR heeft, eigen beschermingsvarianten toepast en de details van de implementatie niet onthult.
Het onderzoek naar de door fabrikanten toegepaste methoden om RowHammer te blokkeren, heeft het gemakkelijk gemaakt om manieren te vinden om de bescherming te omzeilen. Bij inspectie bleek dat het gebruikte principe van fabrikanten " (security by obscurity) bij de implementatie van TRR slechts helpt om bescherming te bieden in specifieke gevallen, die generieke aanvallen bestrijken die zich bezighouden met het manipuleren van de lading van cellen in Ć©Ć©n of twee aangrenzende rijen.
Een door onderzoekers ontwikkelde tool stelt gebruikers in staat om de kwetsbaarheid van chips voor multivariabele RowHammer-aanvallen te controleren, waarbij invloed op de lading tegelijkertijd wordt uitgeoefend op meerdere rijen geheugencellen. Dergelijke aanvallen omzeilen de door sommige fabrikanten geĆÆmplementeerde TRR-beveiliging en leiden tot bitcorruptie, zelfs op nieuwe hardware met DDR4-geheugen.
Van de 42 bestudeerde DIMM-modules bleken 13 modules kwetsbaar voor niet-standaard RowHammer-aanvallen, ondanks de aangegeven bescherming. De problematische modules zijn geproduceerd door SK Hynix, Micron en Samsung, waarvan de producten 95% van de DRAM-markt.
Naast DDR4 zijn ook de in mobiele apparaten gebruikte LPDDR4-chips bestudeerd, die ook gevoelig bleken voor uitgebreidere RowHammer-aanvallen. In het bijzonder bleek het geheugen, gebruikt in Google Pixel-smartphones, Google Pixel 3, LG G7, OnePlus 7 en Samsung Galaxy S10, kwetsbaar.
Onderzoekers konden verschillende exploittechnieken op de probleemchips DDR4 repliceren. Bijvoorbeeld, het gebruik van RowHammer- voor PTE (Page Table Entries) vereiste voor het verkrijgen van kernelprivileges een aanval van 2,3 seconden tot drie uur en vijftien seconden, afhankelijk van de geteste chips. de aanval op de beschadiging van de in het geheugen opgeslagen RSA-2048 publieke sleutel nam tussen 74,6 seconden en 39 minuten en 28 seconden in beslag. de bypass van autorisatiemethoden via geheugenmodificatie in het sudo-proces kostte 54 minuten en 16 seconden.
Voor de controle van de gebruikte DDR4-geheugenchips is een tool gepubliceerd . Voor een succesvolle aanval is informatie over de geheugencontroller-physical address mapping in relatie tot de banks en rijen geheugencellen vereist. Om de mapping te bepalen is bovendien een tool ontwikkeld , die met root-rechten moet worden uitgevoerd. Binnenkort zal ook een applicatie voor het testen van smartphone-geheugen worden gepubliceerd.
The company en is aanbevolen om geheugen met foutcorrectie (ECC), geheugencontrollers met ondersteuning voor Maximum Activate Count (MAC) te gebruiken en een hogere regeneratiefrequentie toe te passen. Onderzoekers geloven echter dat er voor reeds geproduceerde chips geen oplossing is voor gegarandeerde bescherming tegen Rowhammer, en dat het gebruik van ECC en het verhogen van de regeneratiefrequentie van het geheugen ineffectief is gebleken. Bijvoorbeeld, eerder werd al voorgesteld aanvallen op DRAM-geheugen om de ECC-bescherming te omzeilen, en bovendien de mogelijkheid aangetoond om een aanval op DRAM uit te voeren via , uit en de uitvoering van JavaScript in de browser.
Bron: opennet.ru
