Pesquisadores do Centro Helmholtz de Seguran\u00e7a da Informa\u00e7\u00e3o (CISPA) publicaram um novo m\u00e9todo de ataque chamado CacheWarp, que permite comprometer o mecanismo de prote\u00e7\u00e3o AMD SEV (Secure Encrypted Virtualization), utilizado em sistemas de virtualiza\u00e7\u00e3o para proteger m\u00e1quinas virtuais contra interven\u00e7\u00f5es do hipervisor ou do administrador do sistema host. O m\u00e9todo proposto possibilita que um invasor com acesso ao hipervisor execute c\u00f3digo externo e eleve privil\u00e9gios em uma m\u00e1quina virtual protegida com AMD SEV. <\/p>\n
O ataque baseia-se na explora\u00e7\u00e3o de uma vulnerabilidade (CVE-2023-20592) causada por um manuseio incorreto do cache durante a execu\u00e7\u00e3o da instru\u00e7\u00e3o do processador INVD, que pode levar a um desvio de dados na mem\u00f3ria e no cache, contornando os mecanismos de integridade da mem\u00f3ria das m\u00e1quinas virtuais implementados com as extens\u00f5es SEV-ES e SEV-SNP. A vulnerabilidade afeta os processadores AMD EPYC da primeira \u00e0 terceira gera\u00e7\u00e3o. <\/p>\n
Para os processadores AMD EPYC de terceira gera\u00e7\u00e3o (Zen 3), o problema foi corrigido na atualiza\u00e7\u00e3o de microc\u00f3digo lan\u00e7ada ontem pela AMD (a corre\u00e7\u00e3o n\u00e3o causa redu\u00e7\u00e3o de desempenho). Para a primeira e segunda gera\u00e7\u00f5es dos AMD EPYC (Zen 1 e Zen 2), a prote\u00e7\u00e3o n\u00e3o est\u00e1 dispon\u00edvel, pois esses CPUs n\u00e3o suportam a extens\u00e3o SEV-SNP, que garante controle de integridade. m\u00e1quinas virtuais<\/a>Os processadores AMD EPYC de quarta gera\u00e7\u00e3o \"Genoa\", baseados na microarquitetura \"Zen 4\", n\u00e3o s\u00e3o vulner\u00e1veis. <\/p>\n A tecnologia AMD SEV \u00e9 aplicada para isolar m\u00e1quinas virtuais por provedores de nuvem como Amazon Web Services (AWS), Google Cloud, Microsoft Azure e Oracle Compute Infrastructure (OCI). A prote\u00e7\u00e3o AMD SEV \u00e9 implementada atrav\u00e9s de criptografia de hardware da mem\u00f3ria das m\u00e1quinas virtuais. Al\u00e9m disso, utilizando a extens\u00e3o SEV-ES (Encrypted State), a prote\u00e7\u00e3o dos registradores da CPU \u00e9 realizada. Apenas o sistema operacional convidado atual tem acesso aos dados descriptografados, enquanto os demais m\u00e1quinas virtuais<\/a> e o hipervisor, ao tentar acessar essa mem\u00f3ria, recebem um conjunto de dados criptografados. <\/p>\n Na terceira gera\u00e7\u00e3o dos processadores AMD EPYC, foi implementada uma extens\u00e3o adicional SEV-SNP (Secure Nested Paging), que garante um funcionamento seguro com tabelas de p\u00e1ginas de mem\u00f3ria aninhadas. Al\u00e9m da criptografia geral da mem\u00f3ria e isolamento de registradores, o SEV-SNP incorpora mecanismos adicionais para proteger a integridade da mem\u00f3ria, impedindo altera\u00e7\u00f5es na VM por parte do hypervisor. A gest\u00e3o das chaves de criptografia \u00e9 realizada por um processador PSP (Platform Security Processor) separado, embutido no chip e baseado na arquitetura ARM. <\/p>\n A ess\u00eancia do m\u00e9todo de ataque proposto est\u00e1 no uso da instru\u00e7\u00e3o INVD para invalidar blocos (linhas) no cache de p\u00e1ginas sujas sem descartar os dados acumulados no cache na mem\u00f3ria (write-back). Assim, o m\u00e9todo permite expulsar dados alterados do cache sem mudar o estado da mem\u00f3ria. Para realizar o ataque, sugere-se usar exce\u00e7\u00f5es de software (fault injection) para interromper a opera\u00e7\u00e3o da m\u00e1quina virtual em dois pontos: no primeiro ponto, o atacante chama a instru\u00e7\u00e3o \"wbnoinvd\" para descartar todas as opera\u00e7\u00f5es de grava\u00e7\u00e3o acumuladas no cache na mem\u00f3ria, e no segundo ponto, chama a instru\u00e7\u00e3o \"invd\" para restaurar as opera\u00e7\u00f5es de grava\u00e7\u00e3o n\u00e3o refletidas na mem\u00f3ria para o seu estado anterior. <\/p>\n Para verificar a vulnerabilidade de seus sistemas, foi publicado um prot\u00f3tipo de exploit que permite realizar a inje\u00e7\u00e3o de exce\u00e7\u00f5es em uma m\u00e1quina virtual protegida atrav\u00e9s do AMD SEV, revertendo para um estado anterior as altera\u00e7\u00f5es n\u00e3o descartadas na mem\u00f3ria na VM. A revers\u00e3o de altera\u00e7\u00f5es pode ser utilizada para modificar o fluxo da execu\u00e7\u00e3o do programa ao retornar um antigo endere\u00e7o de retorno na pilha, ou para reutilizar par\u00e2metros de uma antiga sess\u00e3o que havia sido autenticada, atrav\u00e9s do retorno do valor do sinalizador de autentica\u00e7\u00e3o. <\/p>\n