Pesquisadores do Centro Helmholtz de Segurança da Informação (CISPA) publicaram os resultados de um estudo sobre a segurança de processadores baseados na arquitetura RISC-V e revelaram informações sobre uma vulnerabilidade codinome GhostWrite. A vulnerabilidade afeta os processadores RISC-V XuanTie C910, fabricados pela empresa chinesa T-Head (uma subsidiária da Alibaba) e desenvolvidos como projetos abertos. A vulnerabilidade permite que um atacante, com acesso limitado e não privilegiado ao sistema, consiga ler e gravar em quaisquer áreas da memória física, além de obter acesso ao controle de dispositivos periféricos, como placas de rede que utilizam MMIO (Memória Mapeada para Entrada/Saída).
A vulnerabilidade é causada por falhas na arquitetura do processador, relacionadas à isolação das instruções adicionadas pelo fabricante, que expandem a arquitetura do conjunto de instruções RISC-V e permitem acesso direto à DRAM, contornando os mecanismos de memória virtual. A operação de algumas instruções expandidas diretamente com a memória física, em vez da memória virtual, possibilita contornar a isolação da memória entre processos.
A técnica de ataque elaborada é 100% reproduzível e requer a execução do código em apenas algumas microssegundos. Métodos de isolamento de software, como contêineres e ambientes de sandbox, não impedem a exploração da vulnerabilidade. Para bloquear a vulnerabilidade, apenas a desativação completa do suporte a extensões vetoriais é eficaz, o que resulta em uma diminuição de 33% no desempenho em testes rvv-bench (o relatório menciona 77%, mas na página resumida são 33%; detalhes indicam uma redução de 33% no desempenho de memcpy e 8% em memset), além de aproximadamente dobrar a redução do conjunto de instruções de processador disponíveis para aplicações.
Os processadores CPU XuanTie C910 são alguns dos chips RISC-V de mais alto desempenho disponíveis no mercado e já estão sendo amplamente utilizados em servidores sistemas de nuvem e laptops. Por exemplo, o problema se manifesta em servidores Scaleway Elastic Metal RV1, clusters Lichee Cluster 4A, laptop Lichee Book 4A, console de jogos Lichee Console 4A, computador portátil Lichee Pocket 4A, PCs de placa única Sipeed Lichee Pi 4A, Milk-V Meles e BeagleV-Ahead.
Como exemplo, os pesquisadores prepararam um exploit que permite a um usuário não privilegiado obter acesso root no Linux. O exploit altera o conteúdo da tabela de páginas na memória, usada para traduzir endereços virtuais em físicos, para obter endereços virtuais relacionados a quaisquer endereços físicos. Um exemplo de exploit também foi preparado para ler o conteúdo da memória do kernel e de outros processos, permitindo a extração de chaves de criptografia e senhas armazenadas na memória.
Além disso, os pesquisadores identificaram mais duas vulnerabilidades arquitetônicas menos perigosas — uma afeta os processadores T-Head XuanTie C906, e a outra, T-Head XuanTie C908. Ambas as vulnerabilidades estão limitadas a um ataque de negação de serviço devido à parada do funcionamento da CPU. Essas vulnerabilidades podem representar um risco para plataformas em nuvem construídas com chips T-Head XuanTie, pois, ao ter acesso à execução de código em um ambiente em nuvem, é possível parar o funcionamento de outros usuários atendidos na mesma. servidor.
Os problemas foram identificados com a ajuda do framework RISCVuzz, criado para testes de fuzzing em CPUs. O framework detecta diferenças na implementação das mesmas instruções estendidas em diferentes CPUs, com base na suposição de que, devido à falta de um registro único de extensões do conjunto de instruções RISC-V, instruções codificadas da mesma forma em chips de diferentes fabricantes podem levar a ações diferentes. A verificação consistiu em comparar o comportamento ao processar instruções de CPU em diferentes CPUs RISC-V e analisar possíveis vulnerabilidades em situações onde discrepâncias de comportamento foram observadas.
Fonte: opennet.ru
