ਸੰਵੇਦਨਸ਼ੀਲ ਡੇਟਾ ਨੂੰ ਐਕਸਟਰੈਕਟ ਕਰਨ ਜਾਂ ਇੱਕ ਐਨਕਲੇਵ ਵਿੱਚ ਕੋਡ ਚਲਾਉਣ ਲਈ Intel SGX 'ਤੇ ਹਮਲਾ

ਪੀਪਲਜ਼ ਲਿਬਰੇਸ਼ਨ ਆਰਮੀ ਡਿਫੈਂਸ ਸਾਇੰਸ ਐਂਡ ਟੈਕਨਾਲੋਜੀ ਯੂਨੀਵਰਸਿਟੀ, ਸਿੰਗਾਪੁਰ ਦੀ ਨੈਸ਼ਨਲ ਯੂਨੀਵਰਸਿਟੀ ਅਤੇ ਈਟੀਐਚ ਜ਼ਿਊਰਿਕ ਦੇ ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਅਲੱਗ-ਥਲੱਗ ਐਨਕਲੇਵਜ਼ ਇੰਟੇਲ ਐਸਜੀਐਕਸ (ਸਾਫਟਵੇਅਰ ਗਾਰਡ ਐਕਸਟੈਂਸ਼ਨ) 'ਤੇ ਹਮਲਾ ਕਰਨ ਦਾ ਇੱਕ ਨਵਾਂ ਤਰੀਕਾ ਵਿਕਸਿਤ ਕੀਤਾ ਹੈ। ਹਮਲੇ ਨੂੰ SmashEx ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ Intel SGX ਲਈ ਰਨਟਾਈਮ ਭਾਗਾਂ ਦੇ ਸੰਚਾਲਨ ਦੌਰਾਨ ਅਪਵਾਦ ਸਥਿਤੀਆਂ ਨੂੰ ਸੰਭਾਲਣ ਵੇਲੇ ਮੁੜ-ਪ੍ਰਵੇਸ਼ ਨਾਲ ਸਮੱਸਿਆਵਾਂ ਕਾਰਨ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਪ੍ਰਸਤਾਵਿਤ ਹਮਲਾ ਵਿਧੀ ਇਹ ਸੰਭਵ ਬਣਾਉਂਦੀ ਹੈ, ਜੇਕਰ ਤੁਹਾਡੇ ਕੋਲ ਓਪਰੇਟਿੰਗ ਸਿਸਟਮ 'ਤੇ ਨਿਯੰਤਰਣ ਹੈ, ਤਾਂ ਐਨਕਲੇਵ ਵਿੱਚ ਸਥਿਤ ਗੁਪਤ ਡੇਟਾ ਨੂੰ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕਰਨਾ, ਜਾਂ ਤੁਹਾਡੇ ਕੋਡ ਦੀ ਨਕਲ ਨੂੰ ਐਨਕਲੇਵ ਦੀ ਮੈਮੋਰੀ ਵਿੱਚ ਸੰਗਠਿਤ ਕਰਨਾ ਅਤੇ ਇਸ ਨੂੰ ਲਾਗੂ ਕਰਨਾ।

Intel SGX SDK (CVE-2021-0186) ਅਤੇ Microsoft ਓਪਨ ਐਨਕਲੇਵ (CVE-2021-33767) ਦੇ ਆਧਾਰ 'ਤੇ ਰਨਟਾਈਮ ਵਾਲੇ ਐਨਕਲੇਵਜ਼ ਲਈ ਐਕਸਪਲੋਇਟ ਪ੍ਰੋਟੋਟਾਈਪ ਤਿਆਰ ਕੀਤੇ ਗਏ ਹਨ। ਪਹਿਲੇ ਕੇਸ ਵਿੱਚ, HTTPS ਲਈ ਇੱਕ ਵੈਬ ਸਰਵਰ ਤੇ ਵਰਤੀ ਗਈ ਇੱਕ RSA ਕੁੰਜੀ ਨੂੰ ਐਕਸਟਰੈਕਟ ਕਰਨ ਦੀ ਸਮਰੱਥਾ ਦਾ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ, ਅਤੇ ਦੂਜੇ ਵਿੱਚ, ਐਨਕਲੇਵ ਦੇ ਅੰਦਰ ਚੱਲ ਰਹੀ cURL ਉਪਯੋਗਤਾ ਦੁਆਰਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੀ ਸਮੱਗਰੀ ਨੂੰ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕਰਨਾ ਸੰਭਵ ਸੀ। ਕਮਜ਼ੋਰੀ ਨੂੰ ਪਹਿਲਾਂ ਹੀ Intel SGX SDK 2.13 ਅਤੇ ਓਪਨ ਐਨਕਲੇਵ 0.17.1 ਦੇ ਰੀਲੀਜ਼ਾਂ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰੋਗਰਾਮੇਟਿਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸੰਬੋਧਿਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ। Intel SGX SDK ਅਤੇ Microsoft Open Enclave ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, Google Asylo SDK, EdgelessRT, Apache Teaclave, Rust SGX SDK, SGX-LKL, CoSMIX ਅਤੇ Veracruz ਵਿੱਚ ਵੀ ਕਮਜ਼ੋਰੀ ਦਿਖਾਈ ਦਿੰਦੀ ਹੈ।

ਸਾਨੂੰ ਯਾਦ ਕਰਨਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ ਕਿ SGX (ਸਾਫਟਵੇਅਰ ਗਾਰਡ ਐਕਸਟੈਂਸ਼ਨ) ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਛੇਵੀਂ ਪੀੜ੍ਹੀ ਦੇ ਇੰਟੇਲ ਕੋਰ ਪ੍ਰੋਸੈਸਰਾਂ (ਸਕਾਈਲੇਕ) ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਗਟ ਹੋਈ ਹੈ ਅਤੇ ਨਿਰਦੇਸ਼ਾਂ ਦੀ ਇੱਕ ਲੜੀ ਪੇਸ਼ ਕਰਦੀ ਹੈ ਜੋ ਉਪਭੋਗਤਾ-ਪੱਧਰ ਦੀਆਂ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਨੂੰ ਬੰਦ ਮੈਮੋਰੀ ਖੇਤਰਾਂ - ਐਨਕਲੇਵਜ਼ ਨੂੰ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕਰਨ ਦੀ ਆਗਿਆ ਦਿੰਦੀ ਹੈ, ਜਿਸਦੀ ਸਮੱਗਰੀ ਪੜ੍ਹੀ ਨਹੀਂ ਜਾ ਸਕਦੀ ਅਤੇ ਕਰਨਲ ਦੁਆਰਾ ਵੀ ਸੋਧਿਆ ਗਿਆ ਹੈ ਅਤੇ ring0, SMM ਅਤੇ VMM ਮੋਡਾਂ ਵਿੱਚ ਚਲਾਇਆ ਗਿਆ ਕੋਡ। ਪਰੰਪਰਾਗਤ ਜੰਪ ਫੰਕਸ਼ਨਾਂ ਅਤੇ ਰਜਿਸਟਰਾਂ ਅਤੇ ਸਟੈਕ ਨਾਲ ਹੇਰਾਫੇਰੀ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ ਐਨਕਲੇਵ ਵਿੱਚ ਕੋਡ ਵਿੱਚ ਨਿਯੰਤਰਣ ਦਾ ਤਬਾਦਲਾ ਕਰਨਾ ਅਸੰਭਵ ਹੈ - ਵਿਸ਼ੇਸ਼ ਤੌਰ 'ਤੇ ਬਣਾਈਆਂ ਗਈਆਂ ਨਵੀਆਂ ਹਦਾਇਤਾਂ EENTER, EEXIT ਅਤੇ ERESUME ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਐਨਕਲੇਵ ਵਿੱਚ ਕੰਟਰੋਲ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਕਰਨ ਲਈ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਜੋ ਅਥਾਰਟੀ ਜਾਂਚ ਕਰਦੇ ਹਨ। ਇਸ ਸਥਿਤੀ ਵਿੱਚ, ਐਨਕਲੇਵ ਵਿੱਚ ਰੱਖਿਆ ਗਿਆ ਕੋਡ ਐਨਕਲੇਵ ਦੇ ਅੰਦਰ ਫੰਕਸ਼ਨਾਂ ਨੂੰ ਐਕਸੈਸ ਕਰਨ ਲਈ ਕਲਾਸੀਕਲ ਕਾਲਿੰਗ ਵਿਧੀਆਂ ਅਤੇ ਬਾਹਰੀ ਫੰਕਸ਼ਨਾਂ ਨੂੰ ਕਾਲ ਕਰਨ ਲਈ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ ਨਿਰਦੇਸ਼ਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਐਨਕਲੇਵ ਮੈਮੋਰੀ ਇਨਕ੍ਰਿਪਸ਼ਨ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਹਾਰਡਵੇਅਰ ਹਮਲਿਆਂ ਤੋਂ ਬਚਾਉਣ ਲਈ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਇੱਕ DRAM ਮੋਡੀਊਲ ਨਾਲ ਜੁੜਨਾ।

ਸਮੱਸਿਆ ਇਹ ਹੈ ਕਿ SGX ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਓਪਰੇਟਿੰਗ ਸਿਸਟਮ ਨੂੰ ਇੱਕ ਹਾਰਡਵੇਅਰ ਅਪਵਾਦ ਨੂੰ ਸੁੱਟ ਕੇ ਇੱਕ ਐਨਕਲੇਵ ਨੂੰ ਅਧੂਰਾ ਛੱਡਣ ਦੀ ਇਜਾਜ਼ਤ ਦਿੰਦੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਐਨਕਲੇਵ ਅਜਿਹੇ ਅਪਵਾਦਾਂ ਨੂੰ ਪ੍ਰਮਾਣੂ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸੰਭਾਲਣ ਲਈ ਸਹੀ ਢੰਗ ਨਾਲ ਲਾਗੂ ਨਹੀਂ ਕਰਦੇ ਹਨ। ਓਪਰੇਟਿੰਗ ਸਿਸਟਮ ਕਰਨਲ ਅਤੇ ਨਿਯਮਤ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਦੇ ਉਲਟ, ਐਨਕਲੇਵਜ਼ ਦੇ ਅੰਦਰ ਕੋਡ ਨੂੰ ਅਸਿੰਕਰੋਨਸ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸੁੱਟੇ ਗਏ ਅਪਵਾਦਾਂ ਨੂੰ ਸੰਭਾਲਣ ਵੇਲੇ ਪਰਮਾਣੂ ਕਿਰਿਆਵਾਂ ਨੂੰ ਸੰਗਠਿਤ ਕਰਨ ਲਈ ਪ੍ਰਾਈਮਿਟਿਵ ਤੱਕ ਪਹੁੰਚ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਨਿਰਦਿਸ਼ਟ ਪਰਮਾਣੂ ਪ੍ਰਾਈਮਿਟਿਵ ਦੇ ਬਿਨਾਂ, ਐਨਕਲੇਵ ਨੂੰ ਕਿਸੇ ਵੀ ਸਮੇਂ ਰੋਕਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਐਗਜ਼ੀਕਿਊਸ਼ਨ 'ਤੇ ਵਾਪਸ ਆ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਇੱਥੋਂ ਤੱਕ ਕਿ ਕਈ ਵਾਰ ਜਦੋਂ ਐਨਕਲੇਵ ਨਾਜ਼ੁਕ ਭਾਗਾਂ ਨੂੰ ਲਾਗੂ ਕਰ ਰਿਹਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਅਸੁਰੱਖਿਅਤ ਸਥਿਤੀ ਵਿੱਚ ਹੁੰਦਾ ਹੈ (ਉਦਾਹਰਣ ਵਜੋਂ, ਜਦੋਂ CPU ਰਜਿਸਟਰਾਂ ਨੂੰ ਸੁਰੱਖਿਅਤ/ਬਹਾਲ ਨਹੀਂ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ)।

ਸਧਾਰਣ ਕਾਰਵਾਈ ਲਈ, SGX ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਐਨਕਲੇਵ ਦੇ ਐਗਜ਼ੀਕਿਊਸ਼ਨ ਨੂੰ ਸੰਰਚਨਾਯੋਗ ਹਾਰਡਵੇਅਰ ਅਪਵਾਦਾਂ ਦੁਆਰਾ ਵਿਘਨ ਪਾਉਣ ਦੀ ਆਗਿਆ ਦਿੰਦੀ ਹੈ। ਇਹ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾ ਐਨਕਲੇਵ ਰਨਟਾਈਮ ਵਾਤਾਵਰਣਾਂ ਨੂੰ ਇੰਟਰਾ-ਐਨਕਲੇਵ ਅਪਵਾਦ ਹੈਂਡਲਿੰਗ ਜਾਂ ਸਿਗਨਲ ਪ੍ਰੋਸੈਸਿੰਗ ਨੂੰ ਲਾਗੂ ਕਰਨ ਦੀ ਆਗਿਆ ਦਿੰਦੀ ਹੈ, ਪਰ ਇਹ ਦੁਬਾਰਾ ਦਾਖਲਾ ਗਲਤੀਆਂ ਦਾ ਕਾਰਨ ਵੀ ਬਣ ਸਕਦੀ ਹੈ। SmashEx ਹਮਲਾ SDK ਵਿੱਚ ਕਮੀਆਂ ਦਾ ਸ਼ੋਸ਼ਣ ਕਰਨ 'ਤੇ ਅਧਾਰਤ ਹੈ ਜਿਸ ਕਾਰਨ ਅਪਵਾਦ ਹੈਂਡਲਰ ਨੂੰ ਮੁੜ-ਕਾਲ ਕਰਨ ਦੀ ਸਥਿਤੀ ਨੂੰ ਸਹੀ ਢੰਗ ਨਾਲ ਸੰਭਾਲਿਆ ਨਹੀਂ ਗਿਆ ਹੈ। ਇਹ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਹੈ ਕਿ ਕਮਜ਼ੋਰੀ ਦਾ ਸ਼ੋਸ਼ਣ ਕਰਨ ਲਈ, ਹਮਲਾਵਰ ਨੂੰ ਐਨਕਲੇਵ ਦੇ ਅਮਲ ਵਿੱਚ ਰੁਕਾਵਟ ਪਾਉਣ ਦੇ ਯੋਗ ਹੋਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ, ਯਾਨੀ. ਸਿਸਟਮ ਵਾਤਾਵਰਣ ਦੇ ਸੰਚਾਲਨ ਨੂੰ ਨਿਯੰਤਰਿਤ ਕਰਨਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ.

ਇੱਕ ਅਪਵਾਦ ਸੁੱਟਣ ਤੋਂ ਬਾਅਦ, ਹਮਲਾਵਰ ਨੂੰ ਇੱਕ ਛੋਟੀ ਸਮਾਂ ਵਿੰਡੋ ਪ੍ਰਾਪਤ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਜਿਸ ਦੌਰਾਨ ਐਗਜ਼ੀਕਿਊਸ਼ਨ ਥ੍ਰੈਡ ਨੂੰ ਇਨਪੁਟ ਪੈਰਾਮੀਟਰਾਂ ਦੀ ਹੇਰਾਫੇਰੀ ਦੁਆਰਾ ਰੋਕਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਖਾਸ ਤੌਰ 'ਤੇ, ਜੇਕਰ ਤੁਹਾਡੇ ਕੋਲ ਸਿਸਟਮ (ਐਨਕਲੇਵ ਤੋਂ ਬਾਹਰ ਦਾ ਵਾਤਾਵਰਣ) ਤੱਕ ਪਹੁੰਚ ਹੈ, ਤਾਂ ਤੁਸੀਂ ਐਨਕਲੇਵ ਐਂਟਰੀ ਇੰਸਟ੍ਰਕਸ਼ਨ (EENTER) ਨੂੰ ਲਾਗੂ ਕਰਨ ਤੋਂ ਤੁਰੰਤ ਬਾਅਦ ਇੱਕ ਨਵਾਂ ਅਪਵਾਦ ਬਣਾ ਸਕਦੇ ਹੋ, ਜੋ ਇੱਕ ਪੜਾਅ 'ਤੇ ਸਿਸਟਮ ਨੂੰ ਕੰਟਰੋਲ ਵਾਪਸ ਕਰ ਦੇਵੇਗਾ ਜਦੋਂ ਸਟੈਕ ਸੈੱਟਅੱਪ ਐਨਕਲੇਵ ਅਜੇ ਪੂਰਾ ਨਹੀਂ ਹੋਇਆ ਹੈ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ CPU ਰਜਿਸਟਰਾਂ ਦੀ ਸਥਿਤੀ ਵੀ ਸੁਰੱਖਿਅਤ ਹੈ।

ਸਿਸਟਮ ਫਿਰ ਨਿਯੰਤਰਣ ਨੂੰ ਵਾਪਸ ਐਨਕਲੇਵ ਵਿੱਚ ਵਾਪਸ ਕਰ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਪਰ ਕਿਉਂਕਿ ਇਨਕਲੇਵ ਦੇ ਸਟੈਕ ਨੂੰ ਰੁਕਾਵਟ ਦੇ ਸਮੇਂ ਕੌਂਫਿਗਰ ਨਹੀਂ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ, ਇਸ ਲਈ ਐਨਕਲੇਵ ਸਿਸਟਮ ਮੈਮੋਰੀ ਵਿੱਚ ਮੌਜੂਦ ਸਟੈਕ ਦੇ ਨਾਲ ਐਗਜ਼ੀਕਿਊਟ ਕਰੇਗਾ, ਜਿਸਦੀ ਵਰਤੋਂ ਰਿਟਰਨ-ਓਰੀਐਂਟਡ ਪ੍ਰੋਗਰਾਮਿੰਗ (ਆਰ.ਓ.ਪੀ.) ਲਈ ਕੀਤੀ ਜਾ ਸਕਦੀ ਹੈ। ) ਸ਼ੋਸ਼ਣ ਤਕਨੀਕਾਂ। ਓਰੀਐਂਟਡ ਪ੍ਰੋਗਰਾਮਿੰਗ)। ਆਰਓਪੀ ਤਕਨੀਕ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਸਮੇਂ, ਹਮਲਾਵਰ ਆਪਣੇ ਕੋਡ ਨੂੰ ਮੈਮੋਰੀ ਵਿੱਚ ਰੱਖਣ ਦੀ ਕੋਸ਼ਿਸ਼ ਨਹੀਂ ਕਰਦਾ, ਪਰ ਲੋਡ ਕੀਤੀਆਂ ਲਾਇਬ੍ਰੇਰੀਆਂ ਵਿੱਚ ਪਹਿਲਾਂ ਤੋਂ ਉਪਲਬਧ ਮਸ਼ੀਨ ਨਿਰਦੇਸ਼ਾਂ ਦੇ ਟੁਕੜਿਆਂ 'ਤੇ ਕੰਮ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਇੱਕ ਨਿਯੰਤਰਣ ਵਾਪਸੀ ਹਦਾਇਤ ਨਾਲ ਖਤਮ ਹੁੰਦਾ ਹੈ (ਇੱਕ ਨਿਯਮ ਦੇ ਤੌਰ ਤੇ, ਇਹ ਲਾਇਬ੍ਰੇਰੀ ਫੰਕਸ਼ਨਾਂ ਦੇ ਅੰਤ ਹਨ) . ਸ਼ੋਸ਼ਣ ਦਾ ਕੰਮ ਲੋੜੀਦੀ ਕਾਰਜਸ਼ੀਲਤਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਲਈ ਸਮਾਨ ਬਲਾਕਾਂ ("ਗੈਜੇਟਸ") ਲਈ ਕਾਲਾਂ ਦੀ ਇੱਕ ਲੜੀ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਹੇਠਾਂ ਆਉਂਦਾ ਹੈ।

ਸਰੋਤ: opennet.ru