Grupa badawcza z Uniwersytetu Wolnego w Amsterdamie, Szwajcarskiej Wyższej Szkoły Technicznej w Zurychu oraz firmy Qualcomm badanie skuteczności stosowanej w nowoczesnych chipach pamięci DDR4 ochrony przed atakami klasy , które pozwalają na zmianę zawartości pojedynczych bitów dynamicznej pamięci RAM (DRAM). Wyniki były niepokojące, a chipy DDR4 głównych producentów wciąż są podatne na ataki ().
Wrażliwość RowHammer umożliwia zniekształcenie zawartości pojedynczych bitów pamięci poprzez cykliczne odczytywanie danych z sąsiadujących komórek pamięci. Ponieważ pamięć DRAM stanowi dwuwymiarową macierz komórek, z których każda składa się z kondensatora i tranzystora, ciągłe odczytywanie tego samego obszaru pamięci prowadzi do wahań napięcia i anomalii, powodujących niewielką utratę ładunku sąsiadujących komórek. Jeśli intensywność odczytu jest wystarczająco duża, to komórka może stracić wystarczającą ilość ładunku, a kolejny cykl regeneracji nie zdąży przywrócić jej pierwotnego stanu, co skutkuje zmianą wartości zapisanych w komórce danych.
Aby zablokować ten efekt, w nowoczesnych chipach DDR4 stosuje się technologię TRR (Target Row Refresh), mającą na celu zapobieganie zniekształceniu komórek podczas ataku RowHammer. Problem polega na tym, że nie ma jednolitego podejścia do realizacji TRR, a każdy producent CPU i pamięci interpretuje TRR na swój sposób, stosując własne warianty ochrony i nie ujawniając szczegółów realizacji.
Badanie metod zabezpieczania RowHammer stosowanych przez producentów ujawniło łatwe sposoby obejścia ochrony. W trakcie testów okazało się, że stosowana przez producentów zasada „ (security by obscurity) w realizacji TRR pomaga jedynie w ochronie w specyficznych przypadkach, obejmujących typowe ataki manipulujące zmianą ładunku komórek w jednej lub dwóch sąsiadujących liniach.
Narzędzie opracowane przez badaczy pozwala sprawdzić podatność chipów na wielostronne ataki RowHammer, w których próba wpływu na ładunek jest przeprowadzana jednocześnie dla kilku wierszy komórek pamięci. Takie ataki pozwalają obejść zabezpieczenia TRR wdrożone przez niektórych producentów i prowadzą do zniekształcenia bitów pamięci nawet na nowym sprzęcie z pamięcią DDR4.
Z 42 badanych modułów DIMM, 13 okazało się podatnych na nietypowe warianty ataku RowHammer, pomimo deklarowanej ochrony. Problematyczne moduły zostały wyprodukowane przez SK Hynix, Micron i Samsung, których produkty 95% rynku DRAM.
Oprócz DDR4, badano również chipy LPDDR4 stosowane w urządzeniach mobilnych, które również okazały się wrażliwe na rozszerzone warianty ataku RowHammer. W szczególności, problem dotyczy pamięci stosowanej w smartfonach Google Pixel, Google Pixel 3, LG G7, OnePlus 7 i Samsung Galaxy S10.
Badacze byli w stanie odtworzyć na problematycznych chipach DDR4 kilka technik eksploatacji. Na przykład, zastosowanie exploita RowHammer dla PTE (Page Table Entries) wymagało przeprowadzenia ataku przez okres od 2.3 sekundy do trzech godzin piętnastu sekund, w zależności od testowanych chipów. do uszkodzenia przechowywanego w pamięci klucza RSA-2048 zajęło od 74.6 sekundy do 39 minut 28 sekund. Obchodzi kontrolę uprawnień poprzez modyfikację pamięci procesu sudo zajęło 54 minuty 16 sekund. Aby sprawdzić pamięci DDR4 używane przez użytkowników, opublikowano narzędzie
TRRespass drama opublikowane zostanie aplikacja do testowania pamięci smartfonów. opublikować aplikację do testowania pamięci smartfonów.
Firmie i Zalecano jest używanie pamięci z korekcją błędów (ECC), kontrolerów pamięci obsługujących Maximum Activate Count (MAC) oraz stosowanie podwyższonej częstotliwości regeneracji. Badacze uważają, że dla już wydanych chipów nie ma rozwiązania gwarantującego ochronę przed Rowhammer, a zastosowanie ECC i zwiększenie częstotliwości regeneracji pamięci okazały się nieskuteczne. Na przykład wcześniej zaproponowano ataków na pamięć DRAM z omijaniem zabezpieczeń ECC, a także pokazano możliwość przeprowadzenia ataku na DRAM poprzez , z i wykonywania JavaScriptu w przeglądarce.
Źródło: opennet.ru
