Vedci z Helmholtzovho centra pre informačnú bezpečnosť (CISPA) zverejnili výsledky výskumu bezpečnosti procesorov na báze architektúry RISC-V a odhalili informácie o zraniteľnosti s kódovým menom GhostWrite. Zraniteľnosť sa týka RISC-V procesorov XuanTie C910, ktoré vyrába čínska spoločnosť T-Head (pododdelenie Alibaba) a rozvíjajú sa ako otvorené projekty. Zraniteľnosť umožňuje útočníkovi, ktorý má nepriviligovaný obmedzený prístup k systému, dosiahnuť čítanie a zápis do akýchkoľvek oblastí fyzickej pamäte, ako aj získať prístup k ovládaniu periférnych zariadení, ako sú sieťové karty používajúce MMIO (Memory-Mapped Input/Output).
Zraniteľnosť je spôsobená nedostatkami v architektúre procesora, súvisiacimi s izoláciou pridaných pokynov procesora, ktoré rozširujú architektúru sady inštrukcií RISC-V a umožňujú priamy prístup k DRAM, obchádzajúce mechanizmy virtuálnej pamäte. Umožnenie niektorých rozšírených inštrukcií pracovať priamo s fyzickou pamäťou namiesto virtuálnej pamäte poskytuje možnosť obísť izoláciu pamäte medzi procesmi.
Pripravená technika vykonávania útoku je 100% reprodukovateľná a vyžaduje vykonanie svojho kódu za niekoľko mikrosekúnd. Softvérové metódy izolácie, ako sú kontejnery a sandboxové prostredia, nebránia zneužitiu zraniteľnosti. Na zablokovanie zraniteľnosti pomáha iba úplné vypnutie podpory vektorových rozšírení, čo vedie k zníženiu výkonu v testoch rvv-bench o 33% (v anotácii k správnej je uvedené 77%, ale na súhrnnej stránke 33%, pričom detaily spomínajú zníženie výkonu memcpy o 33% a memset o 8%), ako aj približne dvojnásobne znižuje dostupný súbor inštrukcií procesora pre aplikácie.
CPU XuanTie C910 sú jedny z najvýkonnejších čipov RISC-V dostupných na trhu a už sa aktívne používajú v serveroch cloudových systémoch a prenosných počítačoch. Napríklad, problém sa prejavuje na serveroch Scaleway Elastic Metal RV1, klasteroch Lichee Cluster 4A, prenosnom počítači Lichee Book 4A, hernej konzole Lichee Console 4A, prenosnom počítači Lichee Pocket 4A, jednodeskových PC Sipeed Lichee Pi 4A, Milk-V Meles a BeagleV-Ahead.
Ako príklad vedci pripravili exploit, ktorý umožňuje nepriviligovanému používateľovi získať root práva v Linuxe. Exploit mení obsah tabuľky stránok v pamäti, ktorá sa používa na preklad virtuálnych adries na fyzické, aby získal virtuálne adresy súvisiace s akýmikoľvek fyzickými adresami. Pripravený je tiež príklad exploit na čítanie obsahu pamäti jadra a iných procesov, čo umožňuje extrahovať v pamäti uložené šifrovacie kľúče a heslá.
Okrem toho vedci identifikovali ešte dve menej nebezpečné architektonické zraniteľnosti — jedna sa týka procesorov T-Head XuanTie C906 a druhá T-Head XuanTie C908. Obe zraniteľnosti sú obmedzené na vyvolanie odmietnutia služby z dôvodu zastavenia činnosti CPU. Zraniteľnosti môžu predstavovať riziko pre cloudové platformy postavené na čipoch T-Head XuanTie, pretože pri prístupe k vykonávaniu kódu v cloudovom prostredí je možné zastaviť činnosť aj iných používateľov, ktorí sú obsluhovaní na tom istom. serveri.
Problémy boli zistené pomocou rámca RISCVuzz, vytvoreného na fuzzingové testovanie CPU. Rámec odhaľuje odchýlky v implementácii rovnakých rozšírených inštrukcií na rôznych CPU, v súlade s predpokladom, že z dôvodu absencie jednotného registra rozšírení sady inštrukcií RISC-V môžu rovnaké kódované inštrukcie na čipoch rôznych výrobcov viesť k vykonávaniu rôznych akcií. Overenie spočívalo v porovnaní správania pri spracovaní procesorových inštrukcií na rôznych CPU RISC-V a analýze možných zraniteľností v situáciách, kde sa sledovalo rozpor v správaní.
Zdroj: opennet.ru
