Naukowcy z Centrum Bezpiecze\u0144stwa Informacji Helmholtza (CISPA) opublikowali now\u0105 metod\u0119 ataku CacheWarp, kt\u00f3ra pozwala na skompromitowanie mechanizmu ochrony AMD SEV (Secure Encrypted Virtualization), stosowanego w systemach wirtualizacji, aby chroni\u0107 maszyny wirtualne przed ingerencj\u0105 ze strony hypervisor\u00f3w lub administrator\u00f3w host\u00f3w. Proponowana metoda pozwala napastnikowi, kt\u00f3ry ma dost\u0119p do hypervisora, na wykonanie z\u0142o\u015bliwego kodu oraz uzyskanie wy\u017cszych uprawnie\u0144 w maszynie wirtualnej chronionej przez AMD SEV. <\/p>\n
Atak opiera si\u0119 na wykorzystaniu luki (CVE-2023-20592), spowodowanej niew\u0142a\u015bciw\u0105 obs\u0142ug\u0105 pami\u0119ci podr\u0119cznej podczas wykonywania instrukcji procesora INVD, kt\u00f3ra umo\u017cliwia niesp\u00f3jno\u015b\u0107 danych w pami\u0119ci oraz pami\u0119ci podr\u0119cznej, oraz pozwala na omini\u0119cie mechanizm\u00f3w utrzymania integralno\u015bci pami\u0119ci maszyn wirtualnych, realizowanych na bazie rozszerze\u0144 SEV-ES i SEV-SNP. Luka dotyczy procesor\u00f3w AMD EPYC pierwszej, drugiej i trzeciej generacji. <\/p>\n
Dla procesor\u00f3w AMD EPYC trzeciej generacji (Zen 3) problem zosta\u0142 rozwi\u0105zany w listopadowej aktualizacji mikrokodu wydanej wczoraj przez firm\u0119 AMD (poprawka nie powoduje obni\u017cenia wydajno\u015bci). Dla pierwszej i drugiej generacji procesor\u00f3w AMD EPYC (Zen 1 i Zen 2) nie przewidziano zabezpieczenia, poniewa\u017c w tych CPU brakuje wsparcia dla rozszerzenia SEV-SNP, kt\u00f3re zapewnia kontrol\u0119 integralno\u015bci. maszyn wirtualnych<\/a>Czwarte pokolenie procesor\u00f3w AMD AMD EPYC \u201eGenoa\u201d oparte na mikroarchitekturze \u201eZen 4\u201d jest wolne od luk bezpiecze\u0144stwa. <\/p>\n Technologia AMD SEV jest wykorzystywana do izolacji maszyn wirtualnych przez takich dostawc\u00f3w chmurowych jak Amazon Web Services (AWS), Google Cloud, Microsoft Azure oraz Oracle Compute Infrastructure (OCI). Ochrona AMD SEV jest realizowana poprzez szyfrowanie na poziomie sprz\u0119towym pami\u0119ci maszyn wirtualnych. Ponadto, dzi\u0119ki rozszerzeniu SEV-ES (Encrypted State), ochrona rejestr\u00f3w CPU jest realizowana. Dost\u0119p do odszyfrowanych danych ma tylko aktualny system go\u015bcia, podczas gdy pozosta\u0142e maszyn wirtualnych<\/a> oraz hypervisor otrzymuj\u0105 zaszyfrowany zbi\u00f3r danych w przypadku pr\u00f3by dost\u0119pu do tej pami\u0119ci. <\/p>\n W trzeciej generacji procesor\u00f3w AMD EPYC wprowadzono dodatkowe rozszerzenie SEV-SNP (Secure Nested Paging), kt\u00f3re zapewnia bezpieczn\u0105 obs\u0142ug\u0119 zagnie\u017cd\u017conych tabel stron pami\u0119ci. Opr\u00f3cz og\u00f3lnego szyfrowania pami\u0119ci i izolacji rejestr\u00f3w, w SEV-SNP wdro\u017cono dodatkowe \u015brodki ochrony integralno\u015bci pami\u0119ci, kt\u00f3re zapobiegaj\u0105 modyfikacjom VM ze strony hipernadzorcy. Zarz\u0105dzanie kluczami szyfrowania odbywa si\u0119 po stronie wbudowanego w chip osobnego procesora PSP (Platform Security Processor), opartego na architekturze ARM. <\/p>\n Istota zaproponowanej metody ataku polega na wykorzystaniu instrukcji INVD do uniewa\u017cnienia blok\u00f3w (linii) w pami\u0119ci podr\u0119cznej brudnych stron bez zapisania zgromadzonych w pami\u0119ci danych do pami\u0119ci (write-back). W ten spos\u00f3b metoda umo\u017cliwia usuni\u0119cie zmienionych danych z pami\u0119ci podr\u0119cznej, nie zmieniaj\u0105c stanu pami\u0119ci. W celu przeprowadzenia ataku proponuje si\u0119 u\u017cycie wyj\u0105tk\u00f3w programowych (fault injection) do przerwania dzia\u0142ania maszyny wirtualnej w dw\u00f3ch miejscach: w pierwszym miejscu atakuj\u0105cy wywo\u0142uje instrukcj\u0119 \u201ewbnoinvd\u201d w celu zapisania wszystkich zgromadzonych w pami\u0119ci podr\u0119cznej operacji zapisu do pami\u0119ci, a w drugim miejscu wywo\u0142uje instrukcj\u0119 \u201einvd\u201d w celu przywr\u00f3cenia nieodzwierciedlonych w pami\u0119ci operacji zapisu do stanu pierwotnego. <\/p>\n W celu sprawdzenia swoich system\u00f3w pod k\u0105tem podatno\u015bci opublikowano prototyp exploita, kt\u00f3ry pozwala na podmian\u0119 wyj\u0105tku w wirtualnej maszynie chronionej przez AMD SEV oraz na przywr\u00f3cenie w starej postaci niespisanych w pami\u0119ci zmian w VM. Przywr\u00f3cenie zmian mo\u017ce by\u0107 wykorzystane do modyfikacji przebiegu wykonywania programu poprzez zwr\u00f3cenie starego adresu zwrotu na stosie lub do u\u017cycia przy wej\u015bciu parametr\u00f3w starej sesji, dla kt\u00f3rej wcze\u015bniej przeprowadzono autoryzacj\u0119, poprzez zwr\u00f3cenie warto\u015bci wska\u017anika autoryzacji. <\/p>\n