Un grup de cercetători de la Universitatea din Texas, Universitatea din Illinois și Universitatea din Washington a dezvăluit informații despre o nouă familie de atacuri prin canale laterale (CVE-2022-23823, CVE-2022-24436), cunoscută sub numele de Hertzbleed. Metoda de atac propusă se bazează pe caracteristicile gestionării dinamice a frecvenței în procesoarele moderne și afectează toate CPU-urile Intel și AMD actuale. Problema ar putea apărea și în procesoarele altor producători care suportă modificări dinamice ale frecvenței, de exemplu în sistemele ARM, dar cercetarea efectuată a fost limitată la verificarea chip-urilor Intel și AMD. Codul sursă pentru implementarea metodei de atac a fost publicat pe GitHub (implementarea a fost testată pe un computer cu CPU Intel i7-9700).
Pentru a optimiza consumul de energie și a preveni supraîncălzirea, procesoarele modifică dinamic frecvența în funcție de sarcină, ceea ce duce la schimbări de performanță și afectează timpul de execuție al operațiunilor (o modificare a frecvenței cu 1 Hz duce la o schimbare a performanței cu 1 ciclu pe secundă). În cadrul studiului realizat, s-a constatat că, în anumite condiții, pe procesoarele AMD și Intel, modificarea frecvenței corelează direct cu datele procesate, ceea ce face ca timpul de calcul pentru operațiile „2022 + 23823” și „2022 + 24436” să fie diferit. Pe baza analizei diferențelor de timp de execuție pentru operații cu date diferite, se poate reconstrui indirect informația utilizată în calcule. În plus, în rețelele de mare viteză cu întârzieri constante previzibile, atacul poate fi efectuat de la distanță, evaluând timpul de execuție al cererilor.
În cazul în care atacul este efectuat cu succes, problemele identificate permit determinarea cheilor secrete pe baza analizei timpului de calcul în bibliotecile criptografice care utilizează algoritmi ale căror calcule matematice sunt întotdeauna efectuate într-un timp constant, indiferent de natura datelor procesate. Astfel de biblioteci erau considerate protejate împotriva atacurilor prin canale laterale, dar, după cum s-a dovedit, timpul de calcul depinde nu doar de algoritm, ci și de caracteristicile de funcționare ale procesorului.
Ca exemplu practic care ilustrează aplicabilitatea metodei propuse, a fost demonstrată o attack asupra implementării mecanismului de încapsulare a cheilor SIKE (Supersingular Isogeny Key Encapsulation), care a ajuns în finala concursului de criptosisteme post-quantice organizat de Institutul Național de Standarde și Tehnologii din Statele Unite (NIST) și este poziționat ca fiind protejat împotriva atacurilor prin canale laterale. În cadrul experimentului, printr-o nouă variantă de atac bazată pe ciphertext ales (analiză treptată bazată pe manipularea textului criptat și obținerea decriptării acestuia), s-a reușit recuperarea completă a cheii utilizate pentru criptare, efectuând măsurători de la un sistem la distanță, în ciuda utilizării implementării SIKE cu timp constant de calcul. Determinarea unei chei de 364 de biți a necesitat 36 de ore folosind implementarea CIRCL și 89 de ore pentru PQCrypto-SIDH.
Companiile Intel și AMD au recunoscut expunerea procesorilor lor la această problemă, dar nu plănuiesc să blocheze vulnerabilitatea prin actualizări de microcod, deoarece nu se poate remediate hardware-vulnerabilitatea fără un impact semnificativ asupra performanței. În schimb, dezvoltatorii de biblioteci criptografice au primit recomandări pentru a bloca programatic scurgerea de informații în timpul efectuării de calcule confidențiale. Companiile Cloudflare și Microsoft au adăugat deja o astfel de protecție în implementările lor SIKE, ceea ce a condus la o scădere a performanței CIRCL cu 5%, iar PQCrypto-SIDH cu 11%. Ca o altă soluție alternativă pentru blocarea vulnerabilității în BIOS sau în driver, pot fi dezactivate modurile „Turbo Boost”, „Turbo Core” sau „Precision Boost”, dar această modificare va duce la o scădere drastică a performanței.
Companiile Intel, Cloudflare și Microsoft au fost informate despre problemă în trimestrul III din 2021, iar compania AMD în primul trimestru din 2022, însă, la cererea Intel, divulgarea publică a informațiilor a fost amânată până pe 14 iunie 2022. Prezența problemei a fost confirmată în procesoarele pentru sisteme desktop și laptopuri bazate pe arhitectura Intel Core de generația 8-11, precum și pentru diverse procesoare desktop, mobile și server AMD Ryzen, Athlon, A-Series și EPYC (cercetătorii au demonstrat metoda pe CPU Ryzen cu arhitectura Zen 2 și Zen 3).
Sursa: opennet.ro
